一, Принцип руху сегментованого РК-дисплея: відповідь на електричне поле та динамічне сканування
Основою сегментованого РК-дисплея є характеристики реакції молекул рідкого кристала на електричне поле. Коли на електроди подається змінна напруга, напрямок вирівнювання молекул рідкого кристала змінюється, змінюючи прозорість і таким чином контролюючи яскравість сегмента пера. Його диск повинен відповідати двом ключовим умовам:
Привід змінного струму: молекули рідких кристалів чутливі до напруги постійного струму, і тривале -застосування може спричинити хімічну деградацію. Тому необхідно використовувати привід змінного струму, щоб середня напруга, що подається на обидва кінці РК-дисплея, дорівнювала 0.
Динамічне сканування: за допомогою сегментованого методу сканування лише одне сканування COM (загальний електрод) є дійсним у будь-який час, а решта COM перебувають у недійсному стані, щоб уникнути перехресних перешкод. Наприклад, РК-дисплей 1/4 Duty (4 COM) потребує досягнення багатосегментного дисплея шляхом швидкого перемикання сигналів COM.
Візьмемо для прикладу РК-дисплей сегментного коду з робочою напругою 3,3 В, 1/4 навантаження та 1/3 зсуву, його порогова напруга становить приблизно 1,1 В (3,3 В/3). Коли напруга на певному сегменті РК-дисплея буде вище 1,1 В, він буде відображатися, а коли буде нижчим за 1,1 В, він вимкнеться. Щоб уникнути ореолів (слабкого дисплея), необхідно переконатися, що різниця напруги під час відображення більше або дорівнює 3,0 В і менше або дорівнює 1,0 В у вимкненому стані.
2, Конструкція апаратного забезпечення: прямий привід MCU і виділений контролер
1. Схема прямого приводу контактів MCU
Підходить для промислових інструментів з меншою кількістю сегментів (таких як 4 біти та 8 сегментів), це може значно зменшити витрати та площу друкованої плати. Для прикладу MM32F031C6T6:
Конфігурація COM-порту: використовуйте режим високого опору GPIO, підключіть резистор 47K до конденсатора для кожного COM та отримайте середню напругу (1/2 VDD) після RC-фільтрації. Налаштуйте вихід -тягнути під час сканування, відновіть стан високого імпедансу під час сканування.
Конфігурація порту SEG: використання режиму виведення -push-pull, інвертування або{1}}в фазі з сигналом COM для керування дисплеєм. Наприклад, коли COM сканує, якщо потрібно відобразити SEG, він виводить інвертовану напругу; Якщо його потрібно вимкнути, виведіть ту саму фазну напругу.
Схема дільника напруги: для РК-дисплеїв із зміщенням 1/3 для генерування напруги 0,5 В, 2,5 В і 4,5 В необхідно використовувати мережу дільника резисторів (наприклад, комбінації резисторів 150 К, 10 К, 100 К, 47 К), гарантуючи, що COM-порт виводить середню напругу 2,5 В у стані високого опору.
2. Спеціальне рішення для керування РК-дисплеєм
Для складних приладів, таких як багаторядкові дисплеї та керування підсвічуванням, рекомендується використовувати мікроконтролери з вбудованими-контролерами РК-дисплеїв (таких як Renesas RL78, серія RA4M1). До його переваг можна віднести:
Інтегрована конструкція: забезпечує такі модулі, як регістри даних дисплея, керування годинником, схеми підсилення тощо, що зменшує кількість периферійних компонентів.
Гнучка конфігурація: підтримує кілька комбінацій Duty (1/2, 1/3, 1/4 тощо) і Bias (1/2, 1/3, 1/4 тощо) для адаптації до різних специфікацій РК-дисплеїв.
Оптимізація низького енергоспоживання: шляхом зупинки непотрібних функцій годинника (таких як регістри OSMC) споживання енергії зменшується, а термін служби батареї подовжується.
3, Реалізація програмного забезпечення: Алгоритм сканування та керування дисплеєм
1. Алгоритм сканування ядра
Відображення коду сегмента на РК-дисплеї має бути досягнуто за допомогою синхронізованого сканування, і типовий процес такий:
Ініціалізація: налаштуйте режим контактів MCU (стан -тягнути/високий імпеданс) і переривання таймера (наприклад, цикл 2 мс).
Функція сканування: виклик функції сканування в перериванні таймера, циклічне перемикання сигналу COM і оновлення даних SEG. Наприклад, 1/4 РК-дисплей потребує 8 циклів виклику для завершення сканування одного кадру (частота оновлення 62,5 Гц).
Буферизація даних: використовуйте масив відеопам’яті для зберігання вмісту дисплея та перетворюйте числа/символи на коди сегментів за допомогою пошуку в таблиці (наприклад, число «8», що відповідає 0x7F).
2. Оптимізація керування дисплеєм
Налаштування контрасту: відрегулюйте напругу керування, налаштувавши мережу дільника напруги резистора зміщення або мікроконтролера, вбудованого-в схему підсилення (наприклад, регістр VLCD Renesas).
Механізм захисту від розриву: для РК-дисплеїв із контактами TE (синхронний сигнал) імпульси TE захоплюються через переривання GPIO для досягнення синхронізації між даними пам’яті та оновленням; Якщо штифт TE відсутній, екрану можна уникнути розриву, запитавши рядок сканування (наприклад, команду GetScanline у ST7789).
Режим низького енергоспоживання: у режимі сну всі контакти COM/SEG виводяться на низькому рівні, а схема драйвера РК-дисплея вимикається, щоб зменшити споживання струму.
4, Практика промисловості: весь процес від проектування до масового виробництва
1. Індивідуальний дизайн
Попит на РК-дисплеї сегментного коду в промислових приладах різноманітний і потребує налаштування відповідно до сценаріїв застосування
Розмір і кількість сегментів: якщо медичне обладнання потребує відображення даних про температуру, пульс і час у просторі 40 мм × 20 мм, потрібна інноваційна схема розташування електродів.
Кольоровий і оптичний режим: позитивний дисплей (чорний фон із білим текстом) підходить для внутрішнього середовища, тоді як негативний дисплей (білий фон із чорним текстом) покращує читабельність на відкритому повітрі; Напівпрозорий і напіввідбиваючий режими сумісні як з підсвічуванням, так і з відбитим світлом.
Адаптованість до навколишнього середовища: надійність промислового рівня забезпечується -40-градусним{2}}тестом запуску-, тестом на старіння при 85 градусах при високій температурі та 2000-годинним тестом безперервного освітлення.
2. Виготовлення та випробування
Інтелектуальна виробнича лінія: Завдяки подвійній гарантії онлайн-виявлення AOI та ручної повторної перевірки, весь процес від різання струмопровідного скла ITO до герметизації кристалів автоматизовано.
Підбір драйверів IC: для низьких-потужних вимог оберіть ультра-рішення приводів (наприклад, налаштовані драйвери IC від Xuda Electronics), щоб продовжити термін служби батареї.
Інтеграція підсвічування: для приладів, яким потрібен нічний дисплей, інтегруйте модулі EL або LED підсвічування та регулюйте яскравість за допомогою затемнення ШІМ (наприклад, затемнення рівня 1024 Tesla Model 3).
