一, Segmentētā LCD darbības princips: elektriskā lauka reakcija un dinamiska skenēšana
Segmentētā LCD kodols ir šķidro kristālu molekulu elektriskā lauka reakcijas raksturlielumi. Kad elektrodiem tiek pielikts maiņspriegums, šķidro kristālu molekulu izlīdzināšanas virziens izmainās, mainot caurspīdīgumu un tādējādi kontrolējot pildspalvas segmenta spilgtumu. Tā piedziņai ir jāatbilst diviem galvenajiem nosacījumiem:
Maiņstrāvas piedziņa: šķidro kristālu molekulas ir jutīgas pret līdzstrāvas spriegumu, un ilgstoša -lietošana var izraisīt ķīmisku noārdīšanos. Tāpēc ir jāizmanto maiņstrāvas piedziņa, lai nodrošinātu, ka vidējais spriegums, kas tiek pievadīts abos LCD galos, ir 0.
Dinamiskā skenēšana: izmantojot segmentētās skenēšanas metodi, jebkurā laikā ir derīga tikai viena COM (kopējā elektroda) skenēšana, un pārējie COM ir nederīgā stāvoklī, lai izvairītos no šķērstraucējumiem. Piemēram, 1/4 noslodzes (4 COM) LCD ir jāpanāk vairāku segmentu displejs, ātri pārslēdzot COM signālus.
Piemēram, segmenta koda LCD ar darba spriegumu 3,3 V, 1/4 noslodzes un 1/3 nobīdes, tā braukšanas sliekšņa spriegums ir aptuveni 1,1 V (3,3 V/3). Ja spriegums noteiktā LCD segmentā ir lielāks par 1,1 V, tas tiks parādīts, un, kad tas ir zemāks par 1,1 V, tas izslēgsies. Lai izvairītos no dubultošanās (vājš displejs), ir jānodrošina, lai sprieguma starpība displeja laikā būtu lielāka vai vienāda ar 3,0 V un mazāka vai vienāda ar 1,0 V, kad ierīce ir izslēgta.
2, Aparatūras dizains: MCU pin tiešā piedziņa un īpaša kontroliera izvēle
1. MCU pin tiešās piedziņas shēma
Piemērots rūpnieciskiem instrumentiem ar mazāk segmentu (piemēram, 4 biti un 8 segmenti), tas var ievērojami samazināt izmaksas un PCB laukumu. Kā piemēru ņemot MM32F031C6T6:
COM porta konfigurācija: izmantojiet GPIO augstas pretestības režīmu, pievienojiet 47K rezistoru katrai COM kondensatoram un iegūstiet viduspunkta spriegumu (1/2 VDD) pēc RC filtrēšanas. Iestatiet push-vilkšanas izvadi skenēšanas laikā, atjaunojiet augstas pretestības stāvokli, kad netiek veikta skenēšana.
SEG porta konfigurācija: tiek izmantots push{0}}pievilkšanas izvades režīms, apgriezts vai in-fāze ar COM signālu, lai kontrolētu displeju. Piemēram, kad COM skenē, ja ir jāparāda SEG, tas izvada apgrieztu spriegumu; Ja tas ir jāizslēdz, izvadiet to pašu fāzes spriegumu.
Sprieguma dalītāja ķēde: 1/3 nobīdes LCD ekrāniem ir jāizmanto rezistoru dalītāja tīkls (piemēram, 150 K, 10 K, 100 K, 47 K rezistoru kombinācijas), lai ģenerētu 0,5 V, 2,5 V un 4,5 V spriegumu, nodrošinot, ka COM ports izvada augstu pretestības līmeni 2,5 V vidē.
2. Specializēts LCD kontrollera risinājums
Sarežģītiem instrumentiem, piemēram, vairāku līniju displejiem un fona apgaismojuma vadībai, ieteicams izmantot MCU ar iebūvētiem{0}}LCD kontrolleriem (piemēram, Renesas RL78, RA4M1 sērija). Tās priekšrocības ietver:
Integrēts dizains: nodrošina tādus moduļus kā displeja datu reģistri, pulksteņa vadība, pastiprināšanas shēmas utt., samazinot perifērijas komponentu skaitu.
Elastīga konfigurācija: atbalsta vairākas Duty (1/2, 1/3, 1/4 utt.) un Bias (1/2, 1/3, 1/4 utt.) kombinācijas, lai pielāgotos dažādām LCD specifikācijām.
Mazjaudas optimizācija: apturot nevajadzīgas pulksteņa funkcijas (piemēram, OSMC reģistrus), tiek samazināts enerģijas patēriņš un pagarināts akumulatora darbības laiks.
3, programmatūras ieviešana: skenēšanas algoritms un displeja vadība
1. Kodola skenēšanas algoritms
Segmenta koda LCD displejs ir jāpanāk, izmantojot noteikta laika skenēšanu, un tipiskais process ir šāds:
Inicializācija: konfigurējiet MCU tapas režīmu (push-pull/high impedance status) un taimera pārtraukumu (piemēram, 2 ms ciklu).
Skenēšanas funkcija: izsauciet skenēšanas funkciju taimera pārtraukumā, pārslēdziet COM signālu apļveida režīmā un atjauniniet SEG datus. Piemēram, 1/4 noslodzes LCD ir nepieciešami 8 izsaukuma cikli, lai pabeigtu viena kadra skenēšanu (atsvaidzes intensitāte 62,5 Hz).
Datu buferizācija: izmantojiet video atmiņas masīvu, lai saglabātu displeja saturu un pārveidotu skaitļus/rakstzīmes segmentu kodos, izmantojot tabulas uzmeklēšanu (piemēram, skaitli "8", kas atbilst 0x7F).
2. Displeja vadības optimizācija
Kontrasta regulēšana: pielāgojiet piedziņas spriegumu, pielāgojot slīpo rezistoru sprieguma dalītāju tīklu vai iebūvēto MCU{0}}pastiprināšanas ķēdi (piemēram, Renesas VLCD reģistru).
Pret plīsumu mehānisms: LCD ekrāniem ar TE (sinhronā signāla) tapām TE impulsi tiek uztverti, izmantojot GPIO pārtraukumus, lai panāktu sinhronizāciju starp atmiņas datiem un atsvaidzināšanu; Ja nav TE tapas, ekrāna plīsumus var novērst, vaicājot skenēšanas līniju (piemēram, GetScanline komanda ST7789).
Mazjaudas režīms: miega režīmā visi COM/SEG kontakti tiek izvadīti zemā līmenī, un LCD draivera ķēde tiek izslēgta, lai samazinātu strāvas patēriņu.
4, Nozares prakse: viss process no projektēšanas līdz masveida ražošanai
1. Pielāgots dizains
Pieprasījums pēc segmenta koda LCD rūpnieciskajos instrumentos ir daudzveidīgs, un tas ir jāpielāgo atbilstoši pielietojuma scenārijiem
Segmentu izmērs un skaits: ja medicīniskajam aprīkojumam ir jāparāda temperatūras, sirdsdarbības ātruma un laika dati 40 mm × 20 mm telpā, ir nepieciešama novatoriska elektrodu izvietojuma shēma.
Krāsu un optiskais režīms: pozitīvs displejs (melns fons ar baltu tekstu) ir piemērots iekštelpu vidē, savukārt negatīvais displejs (balts fons ar melnu tekstu) uzlabo lasāmību ārpus telpām; Daļēji caurspīdīgais un daļēji atstarojošais režīms ir savietojams gan ar fona apgaismojumu, gan atstaroto gaismu.
Pielāgošanās videi: rūpnieciskās kvalitātes uzticamību nodrošina -40 grādu zemas-temperatūras palaišanas tests-, 85 grādu augstas temperatūras novecošanas tests un 2000 stundu nepārtraukta apgaismojuma tests.
2. Ražošana un testēšana
Inteliģenta ražošanas līnija: izmantojot dubultu garantiju tiešsaistes AOI noteikšanai un manuālai atkārtotai pārbaudei, viss process no ITO vadoša stikla griešanas līdz kristāla blīvēšanai ir automatizēts.
Draivera IC saskaņošana: zemas-jaudas prasībām izvēlieties īpaši-mazjaudas disku risinājumus (piemēram, pielāgotus draivera IC no Xuda Electronics), lai pagarinātu akumulatora darbības laiku.
Fona apgaismojuma integrācija: instrumentiem, kuriem nepieciešams nakts displejs, integrējiet EL vai LED fona apgaismojuma moduļus un pielāgojiet spilgtumu, izmantojot PWM aptumšošanu (piemēram, Tesla Model 3 1024 līmeņa aptumšošanu).
