一, Segmenteeritud LCD-ekraani tööpõhimõte: elektrivälja reaktsioon ja dünaamiline skaneerimine
Segmenteeritud vedelkristallekraani tuumaks on vedelkristallmolekulide elektrivälja reageerimisomadused. Kui elektroodidele rakendatakse vahelduvpinget, muutub vedelkristalli molekulide joondussuund, muutes läbipaistvust ja kontrollides seega pliiatsi segmendi heledust. Selle ajam peab vastama kahele põhitingimusele:
Vahelduvvooluajam: vedelkristalli molekulid on alalispinge suhtes tundlikud ja pikaajaline{0}}kasutus võib põhjustada keemilist lagunemist. Seetõttu tuleb vahelduvvoolu ajamiga tagada, et vedelkristallekraani mõlemale otsale rakendatav keskmine pinge oleks 0.
Dünaamiline skaneerimine: segmenteeritud skannimismeetodit kasutades kehtib igal ajal ainult üks COM-i (ühise elektroodi) skaneerimine ja ülejäänud COM-id on risthäirete vältimiseks kehtetud olekus. Näiteks 1/4 Duty (4 COM) vedelkristallekraan peab COM-signaale kiiresti vahetades saavutama mitme segmendi kuva.
Võttes näiteks segmendikoodiga LCD tööpingega 3,3 V, 1/4 tollimaksu ja 1/3 eelpinge, on selle käivituslävipinge umbes 1,1 V (3,3 V/3). Kui teatud LCD segmendi pinge on kõrgem kui 1,1 V, kuvatakse see ekraanile ja kui see on madalam kui 1,1 V, lülitub see välja. Varjukujude (nõrk kuva) vältimiseks on vaja tagada, et pinge erinevus kuvamise ajal oleks suurem või võrdne 3,0 V ja väiksem või võrdne 1,0 V, kui see on välja lülitatud.
2, riistvara disain: MCU kontakti otseajam ja spetsiaalne kontrolleri valik
1. MCU viigu otseajami skeem
Sobib tööstuslikele instrumentidele, millel on vähem segmente (nt 4 bitti ja 8 segmenti), see võib oluliselt vähendada kulusid ja PCB pindala. MM32F031C6T6 näitena:
COM-pordi konfiguratsioon: kasutage GPIO suure impedantsi režiimi, ühendage iga COM-i jaoks kondensaatoriga 47K takisti ja hankige pärast RC-filtreerimist keskpunkti pinge (1/2 VDD). Seadistage skannimise ajal tõuke-tõmbeväljund, taastage kõrge impedantsi olek mitteskaneerimise ajal.
SEG-pordi konfiguratsioon: tõuke--tõmbeväljundi režiimi kasutamine, COM-signaali inverteerimine või faasis{1}}kasutamine kuva juhtimiseks. Näiteks COM-i skaneerimisel, kui SEG-i on vaja kuvada, väljastab see ümberpööratud pinge; Kui see tuleb välja lülitada, väljastage sama faasipinge.
Pingejaguri ahel: 1/3 eelpingega LCD-de puhul tuleb 0,5 V, 2,5 V ja 4,5 V pinge genereerimiseks kasutada takistijaguri võrku (nt 150 K, 10 K, 100 K, 47 K takistikombinatsioonid), tagades, et COM-port väljastab kõrge kesktakistuse pingega 5 V.
2. Spetsiaalne LCD-kontrolleri lahendus
Keeruliste instrumentide (nt mitmerealised kuvarid ja taustvalgustuse juhtimine) puhul on soovitatav kasutada sisseehitatud -LCD-kontrolleritega MCU-sid (nt Renesas RL78, RA4M1 seeria). Selle eelised hõlmavad järgmist:
Integreeritud disain: pakub selliseid mooduleid nagu kuvaandmete registrid, kella juhtimine, võimendusahelad jne, vähendades välisseadmete arvu.
Paindlik konfiguratsioon: toetab mitut tolli (1/2, 1/3, 1/4 jne) ja Bias (1/2, 1/3, 1/4 jne) kombinatsiooni, et kohaneda LCD-de erinevate spetsifikatsioonidega.
Vähese energiatarbega optimeerimine: peatades mittevajalikud kellafunktsioonid (nt OSMC registrid), väheneb energiatarve ja pikeneb aku tööiga.
3, Tarkvara juurutamine: skannimisalgoritm ja kuva juhtimine
1. Tuumade skaneerimise algoritm
Segmendikoodi LCD kuvamine tuleb saavutada ajastatud skaneerimisega ja tüüpiline protsess on järgmine:
Initsialiseerimine: seadistage MCU viigu režiim (tõuke-tõmbe/kõrge takistuse olek) ja taimeri katkestus (nt 2 ms tsükkel).
Skannimisfunktsioon: helistage taimeri katkestuses skaneerimisfunktsioonile, lülitage COM-signaal ringikujuliselt ja värskendage SEG-andmeid. Näiteks 1/4 töövõimega LCD vajab ühe kaadri skannimiseks 8 kõnetsüklit (värskendussagedus 62,5 Hz).
Andmete puhverdamine: kasutage kuvasisu salvestamiseks videomälu massiivi ja teisendage tabeliotsingu abil numbrid/märgid segmendikoodideks (nt number "8", mis vastab 0x7F-le).
2. Ekraani juhtimise optimeerimine
Kontrastsuse reguleerimine: reguleerige ajami pinget, reguleerides Bias takisti pingejaguri võrku või MCU sisseehitatud{0}}võimendusahelat (nt Renesase VLCD register).
Rebenemisvastane mehhanism: TE (sünkroonse signaali) kontaktidega LCD-de puhul püütakse TE-impulsse GPIO-katkestuste kaudu, et saavutada mäluandmete sünkroonimine ja värskendamine; Kui TE-nööpnõela pole, saab ekraani rebenemist vältida skaneerimisliini päringu abil (nt ST7789 käsk GetScanline).
Madala energiatarbega režiim: puhkerežiimis väljastatakse kõik COM/SEG kontaktid madalal tasemel ja LCD draiveri ahel lülitatakse voolutarbimise vähendamiseks välja.
4, Tööstuspraktika: kogu protsess projekteerimisest masstootmiseni
1. Kohandatud disain
Nõudlus segmendikoodiga LCD-ekraanide järele tööstuslikes instrumentides on mitmekesine ja seda tuleb kohandada vastavalt rakendusstsenaariumidele
Segmentide suurus ja arv: kui meditsiiniseadmed peavad kuvama temperatuuri, südame löögisageduse ja aja andmeid ruumis 40 mm × 20 mm, on vaja uuenduslikku elektroodide paigutusskeemi.
Värviline ja optiline režiim: positiivne ekraan (must taust valge tekstiga) sobib sisekeskkonda, negatiivne ekraan (valge taust musta tekstiga) parandab loetavust väljas; Poolläbipaistev ja poolpeegeldav režiim ühildub nii taustvalgustusega kui ka peegeldunud valgusega.
Kohanemisvõime keskkonnaga: Tööstusliku kvaliteediga töökindlus tagatakse -40-kraadise madalal{2}}temperatuuril-käivitamise testiga, 85-kraadise kõrgel temperatuuril vananemise testiga ja 2000-tunnise pideva valgustuse testiga.
2. Tootmine ja katsetamine
Intelligentne tootmisliin: Võttes kasutusele topeltgarantii võrgus AOI tuvastamiseks ja käsitsi uuesti kontrollimiseks, on kogu protsess ITO juhtiva klaasi lõikamisest kuni kristallide sulgemiseni automatiseeritud.
Draiveri IC-de sobitamine: madala-toitevajaduse jaoks valige aku tööea pikendamiseks ülimalt-madala võimsusega draivilahendused (nt Xuda Electronicsi kohandatud draiveri IC-d).
Taustvalgustuse integreerimine: instrumentide jaoks, mis nõuavad öist ekraani, integreerige EL- või LED-taustvalgustuse moodulid ja reguleerige heledust PWM-hämardamise kaudu (nt Tesla Model 3 1024-taseme hämardamine).
