智能點(diǎn)陣顯示屏HCMS-29xx/39xx及其應(yīng)用

    摘要：HCMS-29xx/HCMS-39xx系列是安捷倫科技公司推出的智能LED點(diǎn)陣顯示屏，它采用CMOS工藝制造，能夠直接與微處理器和微控制器相連而無(wú)需接口電路和元件，可廣泛用于醫(yī)療設(shè)備、打印機(jī)、掃描儀、復(fù)印機(jī)和消費(fèi)類電子。文中介紹了HCMS-29xx/HCMS-39xx系列產(chǎn)品的引腳功能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和操作時(shí)序，給出了HCMS-2912與8751H的接口電路。

    關(guān)鍵詞：LED點(diǎn)陣顯示屏  HCMS-29xx/HCMS-39xx

1 概述

安捷倫科技公司推出的智能LED點(diǎn)陣顯示屏HCMS-29xx/39xx系列產(chǎn)品為5×7點(diǎn)陣形式，顯示屏中的每個(gè)點(diǎn)都可以單獨(dú)編程。它不但可以顯示所有的ASCII字符和Katakana字符，而且可以顯示用戶自定義圖形。

該產(chǎn)品采用低功耗的CMOS工藝。它與TTL電平兼容，可以直接與微處理器和微控制器相連而無(wú)需接口電路和元件。該產(chǎn)品有紅色、橙色、綠色等標(biāo)準(zhǔn)模塊，字符高度有0.15英寸和0.20英寸兩種規(guī)格，可顯示四個(gè)或八個(gè)字符，該顯示屏的特點(diǎn)是可以在水平和垂直方向靈活組合，如兩塊1×4可組成1×8或2×4的顯示模塊。顯示屏內(nèi)部有CMOS集成電路，數(shù)據(jù)采用串行輸入方式，能支持字體編程、黑屏、多級(jí)亮度調(diào)節(jié)、睡眠模式等多種功能，可以在需要顏色選擇和光線較強(qiáng)的場(chǎng)合取代液晶顯示器。

在該顯示產(chǎn)品中，HCMS-29xx系列采用5V電源供電，HCMS-39xx系列則采用3.3V電源供電，因此可以直接和許多3.3V供電的微處理器和微控制器相連，而不需要單獨(dú)的5V電源和接口元件，此外，這兩個(gè)系列的封裝和引腳排列也相同。

圖1

2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理

2.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

該系列產(chǎn)品的配置字符為5×7點(diǎn)陣形式，每片IC上4個(gè)字符為一組。HCMS-29xx/39xx的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，圖中每片IC主要包括160位移位寄存器（點(diǎn)陣寄存器）、兩個(gè)帶7位控制字的控制寄存器和刷新電路等。

2.2 引腳說(shuō)明

2.3 工作原理

    a.復(fù)位

RST引腳的作用是初始化控制寄存器（將控制寄存器所有位均置為低電平）和置顯示為睡眠模式。上電或復(fù)位后，點(diǎn)陣寄存器的內(nèi)容是隨機(jī)的，然后，RST將顯示電路置為睡眠模式并顯示黑屏。同時(shí)在RST的作用下使控制寄存器和控制字清零。

b.點(diǎn)陣寄存器

點(diǎn)陣寄存器可保存LED將要顯示的圖形數(shù)據(jù)。首先，RS置低以選擇點(diǎn)陣寄存器，接著將CS也置為低。然后在每一個(gè)時(shí)鐘上升沿將數(shù)據(jù)從DIN移入點(diǎn)陣寄存器，移入的數(shù)據(jù)是高電平時(shí)，相應(yīng)的點(diǎn)被點(diǎn)亮。當(dāng)所有160位都被移入時(shí)，CE置高。

    當(dāng)CLK下降沿到來(lái)時(shí)，新的數(shù)據(jù)將被鎖存到顯示點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)電路。待前面的數(shù)據(jù)顯示完成后，再將數(shù)據(jù)裝載進(jìn)點(diǎn)陣寄存器。圖2是其時(shí)序圖。

    應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：當(dāng)CE為高且CLK為低時(shí)，數(shù)據(jù)將被復(fù)制到控制寄存器或點(diǎn)陣鎖存器中鎖存。

c.像素圖

在4字符的顯示屏中，160位二進(jìn)制數(shù)可由20列8行的矩陣構(gòu)成。每個(gè)字符一般被定義成5×8的點(diǎn)陣，但8行中只有7行有LED點(diǎn)，第0行實(shí)際上從不顯示，見圖3。字符一般通過(guò)順序方式載入，首先被載入的是最左邊的數(shù)據(jù)，最后被載入的是最右邊的數(shù)據(jù)。

d.控制寄存器

用戶可以用軟件編程的方法來(lái)修改控制寄存器的內(nèi)容。該控制寄存器由兩個(gè)獨(dú)立的7位控制字（控制字0和控制字1）組成，由寄存器的D7位決定選擇哪一個(gè)控制寄存器，D7位為L(zhǎng)時(shí)選擇控制字0，D7位為H時(shí)選擇控制字1?？刂谱?的D0～D3位通過(guò)脈寬調(diào)制（PWM）來(lái)調(diào)整顯示亮度，D4～D5位通過(guò)控制像素的峰值電流來(lái)調(diào)整顯示亮度，D6位選擇正常操作模式（D6=H）或睡眠模式（D6=L）?？刂谱?有兩個(gè)功能；D0位用于選擇串行/并行數(shù)據(jù)輸出模式；D1位用于外部振蕩器前定標(biāo)。

圖4

3 應(yīng)用電路

圖4是兩個(gè)水平排列的HCMS-2912智能點(diǎn)陣顯示屏與INTEL 8751H微處理器的接口電路。每片HCMS-2912可以顯示8個(gè)字符，兩片顯示屏組合起來(lái)可顯示16個(gè)字符。只要將第一片IC的DATAOUT連接到第二片IC的DATAIN，然后將其它控制功能的電源引腳直接連在一起就可以了。而且只需在硬件和軟件配置上進(jìn)行很小的修改，任一款HCMS-29xx/39xx都可由這個(gè)控制器驅(qū)動(dòng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著醫(yī)療設(shè)備、打印機(jī)、掃描儀、復(fù)印機(jī)等電子產(chǎn)品銷量的增加，市場(chǎng)需要一種能夠兼容3.3V微處理器以及數(shù)字電路的顯示面板。HCMS-39xx系列智能點(diǎn)陣顯示屏恰好可滿足這個(gè)需求。采用3.3V工作電壓能夠省去一個(gè)獨(dú)立的5V電源；同時(shí)，HCMS-39xx由于采用體積更小、成本更低的接口器件，從而能夠簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，節(jié)約顯示板面積，并可降低工作電流和功耗，因此，該系列有著5V電源芯片不能比擬的優(yōu)勢(shì)。