信誉搏彩平台嵌入式人机界面中控制驱动器件和

 定制案例     |      2020-07-04 02:36

  布局紧凑,正在嵌入式体例中举动人机界面取得了平凡的行使。近年来,邦内很众厂商,如紫晶、冀雅、晶华、信利、蓬远等仍旧或许满意种种定制液晶显示的需求;许众出名半导体厂商,如Hitachi、Seiko、Toshiba、Holtek、Solomon、Samsung等接踵推出了很众驾驭驱动器件。本文以现有的驾驭驱动器件和液晶显示器怎么组成种种布局紧凑、本钱低廉、大略易用、机能优秀的嵌入式人机界面的策画举办归纳说明。

  液晶显示LCD(Liquid Crystal Display),是行使液晶资料正在电场感化下爆发职位转变而遮挡/通透光后的机能创制成的一种首要平板显示器件。平日操纵的LCD器件有TN型(Twist Nematic,扭曲向列型液晶)、STN型(Super TN,超扭曲向列型液晶)和TFT型(Thin Film Transistor,薄膜晶体管型液晶)。TN、STN、TFT型液晶,机能按序加强,创制本钱也随之弥补。TN和STN型常用作单色LCD。STN型可能策画成单色众级灰度LCD和伪彩色LCD,TFT型常用作真彩色LCD。TN和STN型LCD,不行做成大面积LCD,其颜色数正在218种以下。218种颜色以下的称为伪颜色,218种及其以上颜色的称为真彩色。TFT型可能达成大面积LCD真彩显示,其像素点可能做成0.3mm旁边。TFT-LCD本事日趋成熟,长久困扰的困难己获处理:视角达170°,亮度达500cd/m2(500尼特),显示器尺寸达101.6cm(40in),转变速率达60帧/s。

  举办LCD策画首要是LCD的驾驭/驱动和与外界的接口策画。驾驭首要是通过接口与外界通讯、打点内/外显示RAM,驾驭驱动器,分拨显示荩磺饕歉菘刂破饕螅疞CD举办显示。驾驭器还常含有内部ASCII字符库,或可外扩的大容量汉字库。小范畴LCD策画,常选用一体化驾驭/驱动器;中大范畴的LCD策画,常选用若干个驾驭器、驱动器,并外扩相宜的显示RAM、自制字符RAM或ROM字库。驾驭与驱动器大家采用低压微功耗器件。与外界的接口首要用于LCD驾驭,平日是可贯串单片机MCU的8/16位P或若干驾驭线的SPI串口。显示RAM除局限Samsung器件需用自更始动态SDRAM外,大家公司器件都用静态SRAM。嵌入式人机界面中常用的LCD类型及其外率驾驭/驱动器件与接口如下:

  字符型LCD,如HD44780U(控/驱)、2行×8字符显示、4/8位PPI接口;

  单色点阵LCD,如SED1520(控/驱)、61段×16行点阵显示、8位PPI接口,又如T6963C(控)+T6A39(列驱)+T6A40(行驱)、640×64点双屏显示、8位PPI接口;

  灰度点阵LCD,如HD66421(控/驱)、160×100点单色4级灰度显示、8位PPI接口;

  线点显示、8/9/16/18位PPI接口、6/16/18动画接口、同步串行接口;

  驾驭驱动器件的供电电道、驱动的偏压电道、背光电道、振荡电道等组成LCD驾驭驱动的根本电道。它是LCD显示的底子。

  LCD与其驾驭驱动、接口、根本电道一齐组成LCM(Liquid Crystal Module,LCD模块)。老例嵌入式体例策画,众操纵现成的LCM做人机界面;新颖嵌入式体例策画,常把LCD及其驾驭驱动器件、根本电道直接做入体例。合座研商,既布局紧凑,又低落本钱,而且有利于节减功耗、达成产物小型化。

  驾驭LCD显示,常采用单片机MCU,通过LCD局限的PPI或SPI接口,遵守LCD驾驭器的若干条的赞同指令施行。MCU的LCD秩序通常包罗初始化秩序、打点秩序和数据传输秩序。大无数LCD驾驭驱动器厂商都随器件供应有汇编或C措辞的例程原料,特别轻易秩序编制。

  段式LCD用于显示段形数字或固定样式的符号,平凡用作计数、计时、形态指示等。广大操纵的驾驭驱动器件是Holtek的HT1621,它内含与LCD显示点逐一对应的显存、振荡电道,低压低功耗,4线条驾驭/传输指令,可举办32段×4行=128点驾驭显示,显示比较度可外部调解,可编程采选偏压、占空比等驱动机能。HT1621驾驭驱动LCD及其MCU接口如图1所示。

  单色点阵型LCD用作图形或图形文本搀和显示,平凡用于转移通讯、工业监督、PDA产物中。小面积LCD常采用单片集成驾驭驱动器件,如Seiko Epson的SED1520,可达成61列×16行点阵显示;中等面积LCD常采用单片驾驭/列驱动器件与单片行驱动器件,如Hitachi的HD61202U(控/列驱)、HD61203(行驱) ,可达成64×64点阵显示;较大面积LCD常采用“驾驭器+显存+列驱动器+行驱动器”局面,如Toshiba的T6963C(控)、T5565(显存)、T6A39(列驱)、T6A40(行驱) ,可达成640×128点阵显示。这些驱动器常需12~18V负电源达成偏置与调解比较度。驾驭器件大家可能外接阻容RC组成振荡器或外接振荡器或外引时钟。显存中的每一位与LCD显示点逐一对应。需求文字显示时,大略字符可直接操纵集成正在驾驭器内的ASCII字库,汉字或自制字符显示可正在驾驭器外扩展大容量的字库CGROM或自制字库CGRAM。驾驭接口平日是8位PPI的68XX或80XX MCU接口(与MCU的贯串也存正在直接贯串和间接贯串两种局面),7~13条驾驭/传输指令,可达成点线圆等画图性能。驾驭器T6963C、HD61830、SED1335等可能达成单双屏LCD驾驭。这是适合转移通讯显示的结果,实际上是均分显存并划分对应两个LCD屏。编制传输数据秩序时,要谨慎团结显存的特色相宜变换数据局面,如SED1520显存中的8位数据是反竖排的,HD61202显存中的数据是竖排的。图3是Seiko Epson的SED1335驾驭器,外扩显存SRAM、自制字库SGRAM、大容量汉字库CGROM,与列驱动器SED1606、行驱动器SED1635构成的LCD及其80XX MCU接口的组成框图,可能达成640×56单色点阵LCD显示。

  小型测控体例和低本钱手持开发中豪爽操纵灰度点阵型LCD。这种LCD操纵的驾驭器的显存中每n位对应一个LCD显示点,全体LCD达成的灰度品级便是2n。Hitachi的HD66421便是一款常用的经济型灰度点阵LCD驾驭驱动器。单片HD66421外加少许阻容器件即可达成22级160列×100行点的LCD灰度显示,并列操纵HD66421可达成更大面积的LCD显示。HD66421嵌有160×100×2位显存,具有8位PPI接口,可直接贯串80XX MCU,8条驾驭/传输指令,可编程转变驱动特质及其调解灰度类型。HD66421需外接一个电阻R组成体例振荡电道,需负电源达成偏压。HD66421是高度集成器件,322脚封装,上有难度,应足够注重。HD66421驾驭驱动灰度点阵LCD及其与80XX MCU的接口如图4所示。

  彩色LCD显示基于红R、绿G、蓝B三基色叠加道理,每个LCD像素点由三个RGB子像素点组成,划分由三个RGB色段驱动。彩色LCD显示需求更大的显存,每个色段有2n种颜色,就需占用n位显存。彩色LCD显示是LCD升级换代的一定结果。伪彩显示常操纵便宜的STN型LCD,众用于转移通讯、PDA等产物中。Solomon Systech的SSD1780是一款外率的单片高度集成的伪彩点阵型LCD驾驭驱动器件。其内含312×81×4位的图形数据显存GDDRAM、477kHz的振荡电道、集成偏压电道和DC-DC电道;具有8位PPI接口(可直接贯串80/68XX MCU)与3/4线条驾驭/传输指令。外加几个电容器件,SSD1780就可驾驭驱动104RGB×81点彩色STN型LCD,显示23n=4096种颜色。SSD1780是627脚封装,线道板PCB策画难度更大,须认线驾驭驱动伪彩STN型点阵LCD及其与80XX MCU的接口如图5所示。

  新颖高等PDA、家电、显示墙等越来越众地行使了真彩点阵LCD显示本事。LCD线以上,与伪彩显示比拟,需求更大的显存和更高的驾驭驱动本事,且需到达高速动画。LCD真彩显示操纵TFT型LCD,主动点阵显示,需求采用源极驱动器(source driver)和栅极驱动器(gate driver)去驾驭LCD场效应晶体管FET的源极与栅极。源极驱动器回收显示数据驱动LCD列显示,也称为数据驱动器(data driver),栅极驱动器驾驭逐行扫描。Hitachi的HD66772系列真彩LCD驾驭驱动器件,是嵌入式人机界面策画中展现丰盛众彩寰宇的理思采选,可能达成176RGB×240点218色高速动画TFT点阵显示。该系列器件包罗HD66772、HD66774、HD66775和HD667P01。HD66772是内嵌95KB显存的驾驭器与176RGB段的源极驱动器,HD66774是内含驱动电源的240行栅极驱动器,HD77665仅是120行栅极驱动器,HD667P01是驱动电源器件,HD66772具有与80XX MCU直接贯串的8/16位PPI接口、6/16/18位动画接口和同步串行接口。操纵HD66772系列器件,驾驭驱动176RGB×240点TFT型LCD真彩显示,有两种计划:①1片HD66772 + 1片HD66774;②1片HD66772 + 2片HD66775 + 1片HD667P01。前者布局紧凑,后者对比经济。图6给出了前一计划的LCD驾驭驱动贯串与16位MCU接口的框图。

  正在工业驾驭与嵌入式驾驭体例中,有许众LCD视频驱动策画。这种策画,频频需求采取专用器件,变换视频信号,驾驭驱动LCD,信誉搏彩平台进举止画显示,以达成产物的兼容性并伸张产物机能。Hitachi的HD66480F便是如此的一款外率器件。它可能轻易地从谋划机的视频接口中取出CRT信号通过视频变换直接驱动诟谇或彩色LCD,使CRT型显示器上的显示实质同时呈现正在LCD屏上。HD66840F可能驾驭驱动最大720×512点LCD,做到单色、8级灰度或8级彩色显示。HD66840F具有4位受控接口,可能直接贯串8位MCU达成视频显示境遇创立。操纵HD66840F,需求外扩8位的RGB显示缓存SRAM。图7注释了操纵HD66840F外扩显示缓存HM6264,正在8位80XX MCU驾驭下,变换CRT信号,驾驭驱动HD66772彩色点阵LCD动画显示的策画框图。

  LCD驾驭驱动器件的根本电源电压通常正在1.8~5.5V,新颖嵌入式体例策画讲究低压微耗,众操纵1.8V、2.5V、3.0V或3.3V器件。上文所述扫数器件事业形态功耗都正在几至几十mW以下,都可能事业正在1.8~3.6V的电压领域内。选用并策画功率相宜与电压宁静的电源电道特别首要。许众半导体厂商出产各品种型的系列微功耗高机能电源器件,如Torex的XC6203系列、Richtek的RT9168/A系列电压调解器,AME的AME8800系列、AME8811系列降压器,On Somlconductor的NCP1400A系列、Maxim的MAX1795系列升压器,等等。这些器件,供应的输出电压可能是1.5~5V间的任一值,±1.2%~±2.5%的精度,最大输出电流正在100~500mA。选用这些器件,外配几支阻容感器件或肖基特二极管件,就可策画出适合LCD驾驭驱动器件的根本电源电道。图8是为HD66421策画的电源提供电道,万分简捷。

  图形点阵LCD驱动器频频需求驱动偏置搜集和负电源达成偏压。偏置搜集可能按驱动器厂商推选的阻容值修设,负电源可能采取相宜的负压器件达成。常用负电源形成的举措有:采用79系列三端集成稳压器,如操纵LM7918可取得-18V负压源;采用DC-DC IC创制,如Maxim的MAX749、MAX680、MAX1860/18 61,Motorola的MC34063A等。图9是用MC34063A策画的-12V负电源电道。

  LCD背光,平日有LED、EL(场致发光)和CCFL(冷阴极灯)等背光局面。字符型或中小点阵LCD,众操纵LED或EL背光,LED以黄色(红绿色调)为主,通常为4.2V驱动;EL以黄绿色(红绿白色调)为主,通常为1W、400~ 800Hz、70~120V的换取驱动。中大点阵STN型与TFT型LCD,众为白色(红绿蓝色调)CCFL背光,通常为25kHz~100kHz、300V以上换取驱动。EL与CCFL背光电道,可用IC器件搭修,也可用制品模块。IC器件搭修背光电道,如IMP的IMP525/562/803,配合少许阻容感器件,组成EL背光电道,如图10所示;Maxim的MAX1635配合变压器组成EL背光电道;Maxim的MAX1610、Linear的1182或TI的Vcc3972与变压器件搭修CCEL背光电道。制品背光模块,如森宝的VET-N1210-01 CCEL模块、精电逢远的PYE系列EL/CCEL模块。用IC器件搭修背光电道,可能紧凑策画布局并低落本钱,频频正在嵌入式体例策画中采用。

  大无数LCD驾驭驱动器,即具有内部振荡器又可外接振荡器或外引时钟,行使时择其一即可,万分轻易策画。为简化外围电道策画,往往选用驾驭驱动器的内部振荡器举动时钟源。这种情状下,不少驾驭驱动器件频频央浼外接少许阻容RC器件,遵守器件指南的注释修设即可。

  以上注意说明了LCD驾驭驱动及其MCU接口策画的特质和常睹各品种型的整个策画,并注释了其底子电道策画。把这些法则行使正在嵌入式人机界面策画中,肯定或许创制出布局尤其紧凑、机能尤其宁静牢靠、本钱尤其低廉的LCD界面来。

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