一, Princip pokretanja segmentiranog LCD-a: odziv električnog polja i dinamičko skeniranje
Jezgro segmentiranog LCD-a su karakteristike reakcije električnog polja molekula tečnih kristala. Kada se na elektrode primijeni naizmjenični napon, smjer poravnanja molekula tečnog kristala se uvija, mijenjajući transparentnost i na taj način kontrolirajući svjetlinu segmenta olovke. Njegov pogon treba da ispuni dva ključna uslova:
AC pogon: Molekuli tečnih kristala su osjetljivi na istosmjerni napon, a dugotrajna-primjena može uzrokovati hemijsku degradaciju. Stoga se mora koristiti AC pogon kako bi se osiguralo da prosječni napon primijenjen na oba kraja LCD-a bude 0.
Dinamičko skeniranje: Korištenjem metode segmentiranog skeniranja, samo jedno skeniranje COM (zajednička elektroda) je važeće u bilo kojem trenutku, a preostali COM su u nevažećem stanju kako bi se izbjegle unakrsne smetnje. Na primjer, 1/4 Duty (4 COM) LCD treba da postigne višesegmentni prikaz brzim prebacivanjem COM signala.
Uzimajući LCD kod segmenta sa radnim naponom od 3.3V, 1/4 Duty i 1/3 Bias kao primjer, njegov prag pokretanja je oko 1.1V (3.3V/3). Kada je napon na određenom LCD segmentu veći od 1,1V, on će se prikazati, a kada je manji od 1,1V će se isključiti. Da biste izbjegli pojavu duhova (slab prikaz), potrebno je osigurati da razlika napona tokom prikaza bude veća ili jednaka 3,0 V i manja ili jednaka 1,0 V kada je isključeno.
2, Dizajn hardvera: MCU pin direktni pogon i odabir namjenskog kontrolera
1. MCU pin direktna šema pogona
Pogodno za industrijske instrumente sa manje segmenata (kao što su 4 bita i 8 segmenata), može značajno smanjiti troškove i površinu PCB-a. Uzimajući MM32F031C6T6 kao primjer:
Konfiguracija COM porta: Koristite GPIO režim visoke impedancije, povežite otpornik od 47K na kondenzator za svaki COM i dobijete srednji napon (1/2 VDD) nakon RC filtriranja. Postavite na push{4}}izvlačenje tokom skeniranja, vratite stanje visoke impedance tokom ne-skeniranja.
Konfiguracija SEG porta: usvajanje push{0}}pull izlaznog načina, invertiranje ili u-fazi sa COM signalom za kontrolu ekrana. Na primjer, kada COM skenira, ako SEG treba da se prikaže, on daje invertirani napon; Ako ga treba isključiti, izbacite isti fazni napon.
Krug razdjelnika napona: Za 1/3 Bias LCD-e, mreža djelitelja otpornika (kao što su kombinacije otpornika 150K, 10K, 100K, 47K) treba da se koristi za generiranje napona od 0,5V, 2,5V i 4,5V, osiguravajući da COM port daje izlaz u stanju visokog napona 2.5V.
2. Namjensko rješenje LCD kontrolera
Za složene instrumente kao što su višelinijski displeji i kontrola pozadinskog osvjetljenja, preporučuje se korištenje MCU-a sa ugrađenim-LCD kontrolerima (kao što su Renesas RL78, RA4M1 serije). Njegove prednosti uključuju:
Integrisani dizajn: Obezbeđuje module kao što su registri podataka za prikaz, kontrola sata, kola za pojačavanje, itd., smanjujući broj perifernih komponenti.
Fleksibilna konfiguracija: Podržava više kombinacija Duty (1/2, 1/3, 1/4, itd.) i Bias (1/2, 1/3, 1/4, itd.) za prilagođavanje različitim specifikacijama LCD-a.
Optimizacija niske potrošnje: Zaustavljanjem nepotrebnih funkcija sata (kao što su OSMC registri), smanjuje se potrošnja energije i produžava vijek trajanja baterije.
3, Implementacija softvera: Algoritam skeniranja i kontrola prikaza
1. Algoritam za skeniranje jezgra
Prikaz LCD koda segmenta potrebno je postići vremenskim skeniranjem, a tipičan proces je sljedeći:
Inicijalizacija: Konfigurirajte MCU pin mod (push-povlačenje/visoka impedancija stanje) i prekid tajmera (kao što je ciklus od 2 ms).
Funkcija skeniranja: pozovite funkciju skeniranja u prekidu tajmera, prebacite COM signal kružno i ažurirajte SEG podatke. Na primjer, 1/4 Duty LCD zahtijeva 8 ciklusa poziva da završi skeniranje jednog okvira (brzina osvježavanja od 62,5 Hz).
Baferovanje podataka: Koristite niz video memorije za pohranjivanje sadržaja na ekranu i konvertujte brojeve/karaktere u kodove segmenta kroz traženje u tabeli (kao što je broj "8" koji odgovara 0x7F).
2. Optimizacija kontrole prikaza
Podešavanje kontrasta: Podesite pogonski napon podešavanjem mreže razdjelnika napona otpornika za prednapon ili MCU ugrađenog-pojačanog kola (kao što je Renesas VLCD registar).
Mehanizam protiv kidanja: Za LCD sa pinovima TE (sinhroni signal), TE impulsi se hvataju preko GPIO prekida da bi se postigla sinhronizacija između memorijskih podataka i osvežavanja; Kada nema TE pin-a, ekran se može izbjeći od kidanja upitom linije za skeniranje (kao što je komanda GetScanline u ST7789).
Režim niske potrošnje: U režimu mirovanja, svi COM/SEG pinovi izlaze na niskom nivou, a kolo LCD drajvera je isključeno da bi se smanjila potrošnja struje.
4, Industrijska praksa: Cijeli proces od dizajna do masovne proizvodnje
1. Prilagođeni dizajn
Potražnja za LCD kodom segmenta u industrijskim instrumentima je raznolika i potrebno je prilagoditi scenarijima primjene
Veličina i broj segmenata: Ako medicinska oprema treba da prikaže podatke o temperaturi, pulsu i vremenu u prostoru od 40 mm × 20 mm, potrebna je inovativna shema rasporeda elektroda.
Boja i optički način rada: Pozitivan ekran (crna pozadina sa bijelim tekstom) je pogodan za zatvorena okruženja, dok negativan (bijela pozadina sa crnim tekstom) poboljšava čitljivost na otvorenom; Polutransparentni i polureflektirajući način rada kompatibilan je s pozadinskim i reflektiranim svjetlom.
Prilagodljivost okoline: Industrijska pouzdanost je osigurana kroz -40 stepeni niskih-početnih testova-, 85 stepeni na starenje na visokim temperaturama i 2000 sati neprekidnog ispitivanja osvjetljenja.
2. Proizvodnja i testiranje
Inteligentna proizvodna linija: Usvajanje dvostruke garancije onlajn detekcije AOI i ručnog ponovnog pregleda, cijeli proces od ITO provodnog rezanja stakla do zatvaranja kristala je automatiziran.
Usklađivanje IC-a upravljačkog programa: Za zahtjeve niske-napone, odaberite rješenja za ultra-nisku potrošnju (kao što su prilagođene IC-ove upravljačkog programa kompanije Xuda Electronics) da produžite vijek trajanja baterije.
Integracija pozadinskog osvjetljenja: Za instrumente koji zahtijevaju noćni prikaz, integrirajte EL ili LED module pozadinskog osvjetljenja i prilagodite svjetlinu putem PWM zatamnjivanja (kao što je zatamnjenje od 1024 nivoa za Tesla Model 3).
