一, segmendi koodi ekraani draiveri põhiprobleem: keerukuse üleminek staatilisest dünaamiliseks
Segmendi koodi ekraani kuvamispõhimõte põhineb vedelkristallmolekulide elektrivälja läbipainde omadustel ja numbrite, tähemärkide või lihtsa graafika kuvamisel saavutatakse erinevate segmentide heleduse kontrollimisel. Sõidumeetodid võivad jagada kahte kategooriasse: staatiline sõidu ja dünaamiline sõidu ning sõiduskeemi valik sõltub otseselt kuvatavatest nõuetest ja riistvararessurssidest.
1. Staatiline sõit: otsese sõitmise teostatavus lihtsate stsenaariumide korral
Staatilise draivi segmendi koodi ekraanid, mille segmendid on vähem (näiteks 8 - segmendi digitaalsed torud), kui mikrokontrolleri IO pordi ressursid on piisavad, saab teoreetiliselt juhtida, väljutades otse kõrge ja madala taseme. Näiteks elektroonilistes kalkulaatorites kasutavad mõned madala hinnaga lahendused MCUS-i GPIO pordid, näiteks STM32, et otse juhtida segmendi koodi ekraani COM (ühine terminal) ja SEG (segmendi terminal) ning simuleerida ajastussignaale tarkvara kaudu. Sellel lähenemisel on siiski olulised piirangud:
Ebapiisav ajastuse juhtimise täpsus: LCD -draiverid peavad rangelt järgima töötsüklit ja eelarvamuste pinge parameetreid ning käsitsi simulatsioon võib hõlpsalt viia viljetamise või kontrasti vähenemiseni.
Suur ressursside kasutamine: võttes näiteks 16 × 2 segmendi koodi ekraani, nõuab staatiline draiver 32 IO porti, mis ületab tavalise MCU tihvtide arvu.
Võimsuse haldamise raskused: dünaamilise värskendusmehhanismi puudumine, pikk - termin toiteallikas võib viia LCD polarisatsiooni ja lühendada kasutusaja.
2. dünaamiline sõit: keerukate stsenaariumide tehnoloogilised tõkked
Kui segmendi koodide arv ületab 16 või multi - taseme halltskaala kuva, muutub dünaamiline sõit vältimatuks. Põhiprintsiip on iga rea (COM) ja väljundveeru (SEG) andmete järjestikuseks aktiveerimine ajajaotuse skaneerimise kaudu, kasutades stabiilse pildi moodustamiseks inimese visuaalse taju püsivust. Dünaamiline sõit seab siiski kõrgemaid riistvara nõudeid:
Eelistage pinge genereerimine: kontrasti optimeerimiseks on vaja genereerida 1/2, 1/3 või 1/4 eelarvamuse pinge. Traditsiooniliste takistusliku pingejaotuse skeemidel on keerulised vooluringid ja halb stabiilsus.
Vahelduvvoolu lainekuju: LCD -materjalid nõuavad polarisatsiooni vältimiseks vaheldumisi positiivseid ja negatiivseid pingeid ning käsitsi simulatsioon nõuab polaarsuse ümberpööramise ajakava täpset kontrolli.
Värskenduse kiiruse optimeerimine: madal värskendussagedus (<60Hz) can cause flickering, while a high refresh rate increases power consumption, and a balance needs to be struck between the two.
Võttes näiteks auto armatuurlauana, peab selle segmendi koodi ekraan kuvama mitut andmekogumit, näiteks kiirus, kütuse tase ja veetemperatuur samaaegselt. Kui mikrokontrollerit kasutatakse otse dünaamiliseks sõiduks, suureneb programmi keerukus hüppeliselt ja EMC sertifikaati on keeruline läbi viia.
2, spetsialiseeritud juhikip: tehnoloogilised eelised ja tööstuse valikud
Dünaamilise sõidu tehnoloogiliste väljakutsetega silmitsi seistes on spetsiaalsed LCD -draiveri kiibid (näiteks HT1621, PCF8576, BH67F5255 jne) muutunud integreeritud disainiga tööstuse tavalahenduseks. Selle põhiväärtused kajastuvad järgmises neljas aspektis:
1. Riistvara ressursside optimeerimine: alates "PIN -i tihedusest" kuni "jadapordi minimalism"
Traditsiooniline otsese ajamiskeem nõuab sadu IO sadamaid, samas kui spetsiaalsed kiibid suruvad SPI/I ² C-liideste kaudu kommunikatsioonitahvlid 3-4-ni. Näiteks toetab Holteki HT1621B 32 × 4 segmendi koodi kuva ja see nõuab andmeedastuse täiendamiseks ainult 3-juhtmelist SPI-liidest, vähendades oluliselt PCB paigutuse raskusi. Nutikas kodu termostaadides vähendab see lahendus peamise kontroll MCU PIN -i hõivatust 70% -lt 20% -ni, reserveerides ressursse selliste funktsioonide jaoks nagu puudutus ja traadita suhtlus.
2. Ajendage jõudluse parandamine: "vaevalt kasutatavast" kuni "tööstusklassi stabiilne"
Spetsiaalne kiip on varustatud ehitatud - -ga pingeregulaatori vooluringis, võimendusmoodulis ja ESD kaitsega, mis suudab kohaneda laia temperatuurivahemikuga - 40 kraadi ~ 105 kraadi ja 8KV elektrostaatilise šokiga. Võttes näitena meditsiiniseadmeid oksümeeter, integreerib BH67F5255 24-bitise ADC ja LCD draiveri, mis suudab mõõta täpsust 0,01% vähese energiatarbega režiimis. Selle sõiduahel on läbinud IEC 60730 ohutuse sertifikaadi, tagades kliinilise kasutamise usaldusväärsuse.
3. Arengu efektiivsuse revolutsioon: alates koodi virnastamisest kuni teegi funktsiooni kõneni
Peavoolu draiveri kiipi tootjad pakuvad täielikku arendustööriistaketti, sealhulgas keil ühilduvuse teegid, graafilised konfiguratsiooniriistad ja Open - lähteprotokolli virnad. Näiteks hõlmab Holteki GitHubi hoidla Modbusi/Canopen Communication Library, mis võimaldab arendajatel kuvamise initsialiseerimist 1 tunni jooksul lõpule viia, helistades API funktsioonidele, vähendades arendustsüklit traditsiooniliste lahendustega võrreldes 70%. Elektroonilises sigaretiprojektis kasutas meeskond HT16K33 draiveri kiipi, mis vähendas koodi suurust 3000 liinilt 500 liini ja toetas OTA täiendusfunktsiooni.
4. ulatuslik kulude optimeerimine: alates "lühikesest - termin säästud" kuni "pikk - termin kulude vähendamine"
Ehkki spetsiaalsete kiipide ühikuhind (0,3-1,5) on suurem kui diskreetsete komponentide lahenduste oma, võib nende täiustatud integreerimine vähendada PCB-kihte, madalamaid pommikulusid ja madalama tootmisdefekti määra. Võttes näitena tööstuslikud PLC -paneelid, on pärast PCF8576 juhi kiipide vastuvõtmist vähenenud materjali kulud 18%ja aastased hoolduskulud on ebaõnnestumiste määrade vähenemise tõttu vähenenud 20000 dollari võrra. Lisaks on juhi kiibi unevool nii madal kui 1 μ A, mis võib aku kestvust pikendada akutoitega seadmetes enam kui 30%.
3, erandi stsenaarium: millal saab spetsiaalsest kiipidest mööda minna?
Ehkki spetsiaalsetel juhikilpidel on olulised eelised, on otsene sõit järgmistel konkreetsetel stsenaariumidel siiski mõistlik:
Ultra odavad nõuded: näiteks ühekordselt kasutatavad elektroonilised sigaretid, reklaamkingitused jne, kasutades STM8 ja muid 8-bitiseid MCU Direct Drive 8-segmendilisi digitaalseid torusid, saab Bomi kulusid kontrollida 0,5 dollari piires.
Minimalistlikud kuvamisnõuded: seadmed, mis peavad kuvama ainult oleku "sisse/välja", saavad MOSFET -draiveri segmendi koodi ekraani juhtida ühe IO pordi kaudu, ilma et oleks vaja keerulist ajastust.
Kiire prototüüpimise kontrollimine: Arengu varases etapis võib Arduino arendusplaat segmendi koodi ekraani juhtimiseks kiirendada funktsionaalset kontrolli ja hiljem spetsiaalsete kiibilahenduste teisaldamist.
