一, Načelo pogona segmentiranega LCD-ja: odziv električnega polja in dinamično skeniranje
Jedro segmentiranega LCD-ja so karakteristike odziva na električno polje molekul tekočih kristalov. Ko se prek elektrod uporabi izmenična napetost, se smer poravnave molekul tekočega kristala obrne, spremeni prosojnost in tako nadzoruje svetlost segmenta peresa. Njegov pogon mora izpolnjevati dva ključna pogoja:
AC pogon: Molekule tekočih kristalov so občutljive na enosmerno napetost in dolgotrajna-uporaba lahko povzroči kemično razgradnjo. Zato je treba uporabiti AC pogon, da se zagotovi, da je povprečna napetost na obeh koncih LCD-ja 0.
Dinamično skeniranje: z uporabo metode segmentiranega skeniranja je v vsakem trenutku veljavno samo eno skeniranje COM (skupna elektroda), preostali COM pa so v neveljavnem stanju, da se izognete navzkrižnim motnjam. Na primer, 1/4 Duty (4 COM) LCD mora doseči večsegmentni zaslon s hitrim preklapljanjem signalov COM.
Če za primer vzamemo segmentni kodni LCD z delovno napetostjo 3,3 V, 1/4 dolžine in 1/3 prednapetosti, je njegova pogonska pragovna napetost približno 1,1 V (3,3 V/3). Ko je napetost na določenem segmentu LCD-ja višja od 1,1 V, se prikaže, ko pa je nižja od 1,1 V, se izklopi. Da bi se izognili bleščanju (šibek zaslon), je treba zagotoviti, da je napetostna razlika med prikazom večja ali enaka 3,0 V in manjša ali enaka 1,0 V, ko je izklopljen.
2, Oblikovanje strojne opreme: neposredni pogon MCU z zatiči in izbira namenskega krmilnika
1. Shema neposrednega pogona MCU
Primerno za industrijske instrumente z manj segmenti (kot so 4 biti in 8 segmentov), lahko znatno zmanjša stroške in površino PCB. Kot primer vzamemo MM32F031C6T6:
Konfiguracija vrat COM: uporabite način visoke impedance GPIO, povežite upor 47 K s kondenzatorjem za vsak COM in pridobite srednjo napetost (1/2 VDD) po filtriranju RC. Med skeniranjem nastavite na potisni-vlečni izhod, med skeniranjem obnovite stanje visoke impedance.
Konfiguracija vrat SEG: uporaba izhodnega načina push{0}}pull, obračanje ali-faza s signalom COM za nadzor zaslona. Na primer, ko COM skenira, če je treba prikazati SEG, odda obrnjeno napetost; Če ga je treba izklopiti, oddajte isto fazno napetost.
Delilno vezje napetosti: Za LCD-je z 1/3 prednapetostjo je treba uporabiti mrežo delilnikov uporov (kot so kombinacije uporov 150K, 10K, 100K, 47K) za ustvarjanje napetosti 0,5V, 2,5V in 4,5V, s čimer zagotovite, da vrata COM oddajajo srednjo napetost 2,5V, ko so v stanju visokega upora.
2. Namenska rešitev krmilnika LCD
Za zapletene instrumente, kot so večvrstični zasloni in nadzor osvetlitve ozadja, je priporočljiva uporaba MCU z vgrajenimi-krmilniki LCD (kot je Renesas RL78, serija RA4M1). Njegove prednosti vključujejo:
Integrirana zasnova: Zagotavlja module, kot so registri podatkov zaslona, nadzor ure, ojačevalna vezja itd., kar zmanjšuje število perifernih komponent.
Prilagodljiva konfiguracija: podpira več kombinacij Duty (1/2, 1/3, 1/4 itd.) in Bias (1/2, 1/3, 1/4 itd.) za prilagajanje različnim specifikacijam LCD-jev.
Optimizacija nizke porabe: Z zaustavitvijo nepotrebnih funkcij ure (kot so registri OSMC) se zmanjša poraba energije in podaljša življenjska doba baterije.
3, Izvedba programske opreme: algoritem skeniranja in nadzor zaslona
1. Algoritem za skeniranje jedra
Prikaz segmentne kode LCD je treba doseči s časovnim skeniranjem, tipični postopek pa je naslednji:
Inicializacija: Konfigurirajte način nožice MCU (potisni-vlečno stanje/visoka impedanca) in prekinitev časovnika (kot je cikel 2 ms).
Funkcija skeniranja: pokličite funkcijo skeniranja v prekinitvi časovnika, krožno preklopite signal COM in posodobite podatke SEG. Na primer, 1/4 Duty LCD potrebuje 8 klicnih ciklov za dokončanje enega skeniranja okvirja (hitrost osveževanja 62,5 Hz).
Medpomnjenje podatkov: Uporabite matriko video pomnilnika za shranjevanje vsebine zaslona in pretvorite številke/znake v kode segmentov prek iskanja v tabeli (kot je številka "8", ki ustreza 0x7F).
2. Optimizacija nadzora zaslona
Prilagoditev kontrasta: Prilagodite pogonsko napetost tako, da prilagodite omrežje delilnika napetosti prednapetostnega upora ali MCU, vgrajen-v ojačevalno vezje (kot je register Renesas VLCD).
Mehanizem proti trganju: pri LCD-jih z nožicami TE (sinhroni signal) se impulzi TE zajamejo prek prekinitev GPIO, da se doseže sinhronizacija med pomnilniškimi podatki in osveževanjem; Kadar ni zatiča TE, se je mogoče izogniti trganju zaslona s poizvedovanjem vrstice za skeniranje (kot je ukaz GetScanline v ST7789).
Način nizke porabe: V načinu mirovanja so vsi zatiči COM/SEG izhodni na nizki ravni, vezje gonilnika LCD pa je izklopljeno, da zmanjša porabo toka.
4, Industrijska praksa: Celoten proces od načrtovanja do množične proizvodnje
1. Oblikovanje po meri
Povpraševanje po segmentnih LCD zaslonih v industrijskih instrumentih je raznoliko in ga je treba prilagoditi glede na scenarije uporabe
Velikost in število segmentov: Če mora medicinska oprema prikazati podatke o temperaturi, srčnem utripu in času v prostoru 40 mm × 20 mm, je potrebna inovativna shema razporeditve elektrod.
Barvni in optični način: pozitivni prikaz (črno ozadje z belim besedilom) je primeren za notranja okolja, medtem ko negativni prikaz (belo ozadje s črnim besedilom) izboljša berljivost na prostem; Polprosojni in polodsevni način sta združljiva z osvetlitvijo ozadja in odbito svetlobo.
Okoljska prilagodljivost: Zanesljivost industrijskega razreda je zagotovljena s -40-stopinjskim-preizkusom zagona-, 85-stopinjskim visokotemperaturnim preskusom staranja in 2000-urnim neprekinjenim preskusom osvetlitve.
2. Proizvodnja in testiranje
Inteligentna proizvodna linija: z dvojno garancijo spletnega zaznavanja AOI in ročnega ponovnega pregleda je celoten postopek od ITO prevodnega rezanja stekla do tesnjenja kristalov avtomatiziran.
Ujemanje gonilnikov IC: za nizke-napajalne zahteve izberite pogonske rešitve z ultra-nizko porabo (kot so prilagojeni gonilniki IC-ji podjetja Xuda Electronics), da podaljšate življenjsko dobo baterije.
Integracija osvetlitve ozadja: Za instrumente, ki zahtevajo nočni prikaz, integrirajte EL ali LED module za osvetlitev ozadja in prilagodite svetlost z zatemnitvijo PWM (kot je zatemnitev 1024 ravni Tesla Model 3).
