當(dāng)前位置:首頁 > 顯示光電 > 顯示光電
[導(dǎo)讀]一 、概述 儀器儀表中常用的顯示器有兩種,一是發(fā)光二極管(LED),二是液晶顯示器(LCD)。這兩種顯示器成本低廉,配置靈活,與單片機(jī)接口方便,而后者驅(qū)動(dòng)電流小,功耗低、壽命長、字形美觀、顯示清晰、視角大、驅(qū)

一 、概述
 儀器儀表中常用的顯示器有兩種,一是發(fā)光二極管(LED),二是液晶顯示器(LCD)。這兩種顯示器成本低廉,配置靈活,與單片機(jī)接口方便,而后者驅(qū)動(dòng)電流小,功耗低、壽命長、字形美觀、顯示清晰、視角大、驅(qū)動(dòng)方式靈活、應(yīng)用廣泛【1】。但在控制上LCD較復(fù)雜,因?yàn)長CD電極之間的相對(duì)電壓直流平均值必須為0【2】,否則易引起LCD氧化,因此LCD不能簡單地用電平信號(hào)控制,而要用一定波形的方波序列來控制。LCD顯示有靜態(tài)和時(shí)分割兩種方
式,前者簡單,但是需要較多的口線;后者復(fù)雜,但所需口線較少,這兩種方式由電極引線的選擇方式確定。下面以電子表的液晶顯示為例,其顯示面板如圖(1)所示,小時(shí)的高位同時(shí)滅或亮,分鐘的高位在顯示數(shù)碼1~5時(shí),其頂部和底部也是同時(shí)滅或亮,兩個(gè)dot點(diǎn)也是同時(shí)亮或滅,其驅(qū)動(dòng)方式是偏置比為1/2的時(shí)分割驅(qū)動(dòng),共有11個(gè)段電極和兩個(gè)公共電極。

500)this.style.width=500;" border="0" />

圖(1)
二 、LCD的顯示原理
一般物質(zhì)可分為氣體,液體及固體。但有些物質(zhì)的特性不屬于這3種,液晶就是其中的一種,它不是完全的液體,也不是完全的固體。它能像液體般流動(dòng),又具有固體狀的結(jié)晶。在自然狀態(tài)下,液晶分子放置于很細(xì)的凹曹內(nèi),液晶分子會(huì)依照凹槽方向排列【3】。LCD顯示器就是利用液晶的這些性質(zhì)工作的。在LCD顯示器的上下兩電極間加有液晶材料,液晶分子呈平行排列,具有旋光性,平時(shí)呈透明態(tài),當(dāng)上下電極間加上一定電壓時(shí),液晶分子轉(zhuǎn)成垂直排列,失去旋光性而呈黑色【4】。為了防止液晶氧化,要求LCD電極之間的相對(duì)電壓直流平均值必須為零【1】,因此LCD不能簡單用電平信號(hào)驅(qū)動(dòng),而要用一定的方波序列來驅(qū)動(dòng)。其驅(qū)動(dòng)波形是很講究的,以偏置比為1/2的時(shí)分割方式為例。 圖(2)示出了欲使某一筆畫亮或不亮在段極和公共電極上應(yīng)該產(chǎn)生的波形。從圖(2)中可以看出,B1與COM2的波形方向,所以B1亮;B3與COM1的波形同向,所以B3滅【5】。(其中,B1和B3共用一個(gè)SEG端口)
500)this.style.width=500;" border="0" />

圖(2)
一般COM端口的波形總是固定的,對(duì)動(dòng)態(tài)1/2時(shí)分割方式,COM1和COM2端的波形是反相的,要控制各筆畫的顯示與熄滅,就必須在相應(yīng)電極上產(chǎn)生合適的波形。波形的實(shí)現(xiàn)有如下特點(diǎn):1)、兩根公共電極上看出,兩根公共電極有3種電平,它們分別是0V,1.5V和3V三種電壓;2)、兩根公共電極COM1和COM2波形是方向的;3)、公共電極和段碼的驅(qū)動(dòng)波形的周期是相同的,其中公共電極每個(gè)周期變化4次,段碼每個(gè)周期變化兩次,是方波信號(hào)。因?yàn)楣搽姌O的驅(qū)動(dòng)波形的特點(diǎn),在業(yè)界,大都采用單片機(jī)和相應(yīng)的軟件來產(chǎn)生公共電極的驅(qū)動(dòng)波形,而對(duì)于ASIC的設(shè)計(jì)來說,如果采用上述方法,就占用了很大的芯片面積,增加了成本。因此,本文將要介紹一種實(shí)用的數(shù)字和模擬電路作為段碼式LCD的驅(qū)動(dòng) 。
三 、LCD顯示驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
1. COM1和COM2波形產(chǎn)生電路
設(shè)計(jì)要點(diǎn):正如在顯示原理部分所述,兩個(gè)公共電極的波形是固定的,它有3種電平,分別是0V,1.5V,3V,每個(gè)周期變化4次,COM1和COM2的波形是方向的。圖(3)給出了解決方案,該電路由NMOS管和3態(tài)控制門構(gòu)成,DA的頻率是d3的2倍,其中NMOS管接1.5V電壓,3態(tài)門用3V電壓,這樣就能夠產(chǎn)生每個(gè)周期變化4次,有3種電平的固定公共電極波形。為了能夠被人眼識(shí)別,d3的頻率采用了10Hz,由該電路產(chǎn)生的HSPICE波形如圖(3-1)所示(用1.5V電源供電,3V的電壓由外圍的倍壓電路產(chǎn)生)。達(dá)到這樣的設(shè)計(jì)要求,圖(3)中,N管的W/L=28uM/4uM,3態(tài)門的兩個(gè)P管的W/L=8uM/3uM,兩個(gè)N管的W/L=4uM/3uM。
500)this.style.width=500;" border="0" />

圖(3)

500)this.style.width=500;" border="0" />

圖 (3 -1)
2. SEG口電路和波形
技術(shù)要點(diǎn):11個(gè)段極和2個(gè)公共電極共同驅(qū)動(dòng)電子表的顯示,段極和公共電極周期要保持相同。其解決方案如圖(4)所示,圖 (4)是段極驅(qū)動(dòng)電路,它是由一個(gè)異或門和一個(gè)非門電路搭成,為了讓公共電極和段極周期保持一致,輸入信號(hào)d3和COM電路中的d3是同一個(gè)信號(hào),都是頻率為10Hz的周期方波;D1的信號(hào)是由譯碼電路產(chǎn)生,它決定電子表顯示數(shù)碼譯碼,產(chǎn)生的結(jié)果由三種類型,恒為高電平1,恒為電平0,周期方波(其頻率為d3的2倍,周期為其1/2),圖 (4-1),圖( 4-2),圖( 4-3)分別是上面3種情況對(duì)應(yīng)的verilog_xl產(chǎn)生的波形。SEG口就是用數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)的,對(duì)于晶體管的尺寸沒有要求。

500)this.style.width=500;" border="0" />

圖(4)

500)this.style.width=500;" border="0" />

從公共電極和段碼電極的仿真波形可以看出,設(shè)計(jì)的電路符合液晶顯示原理的要求,公共電極每個(gè)周期變化4次和3種不同的電平,公共電極和段極的周期要保持一致,欲使某一筆劃亮或者不亮,則段極(SEG)和(COM)口要滿足一定關(guān)系,其關(guān)系如下表所示:當(dāng)SEG口和COM1口反相的時(shí)候,對(duì)應(yīng)的段極亮,同相時(shí),對(duì)應(yīng)的段極滅。
四 、總結(jié)
   本文介紹的LCD驅(qū)動(dòng)電路完全由硬件實(shí)現(xiàn),而且由很少的晶體管搭建,設(shè)計(jì)精巧,它可以很好的集成在專用集成電路中,作為LCD的驅(qū)動(dòng)電路LCD,這減少了成本,具有市場競爭優(yōu)勢。這是和市場上其他由硬件和軟件共同實(shí)現(xiàn)LCD驅(qū)動(dòng)不同的地方。我們已將該LCD驅(qū)動(dòng)電路模塊集成在ASIC咖啡壺芯片中,該芯片已經(jīng)完成了FPAG驗(yàn)證和布局布線,并在上華進(jìn)行MPW。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡稱"軟通動(dòng)力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉