人机界面中LCD设计控制驱动接口

2016年5月17日 来源:科工网-国际互联网+生态服务平台  浏览 643 次 评论(0)

    液晶显示稳定可靠、成本低、功耗小、控制驱动方便、接口简单易用、模块化结构紧凑,在嵌入式系统中作为人机界面获得了广泛的应用,已经能够满足各种定制液晶显示的需求,控制驱动器件和液晶显示器如何构成各种结构紧凑、成本低廉、简单易用、性能优良的嵌入式人机界面设计。

    1、  液晶显示及其控制驱动与接口概述

    液晶显示利用液晶材料在电场作用下发生位置变化 而遮蔽/通透光线的性能制作成为一种重要平板显示器件。通常使用的LCD器件有TN型、STN型和TFT型。

    控制主要是通过接口与外界通信、管理内/外显示RAM,控制驱动器,分配显示数据;驱动主要是根据控制器要求,驱动LCD进行显示。选用若干个控制器、驱动器,并外扩适当的显示RAM、自制字符RAM或ROM字库。控制与驱动器大多采用低压微功耗器件。与外界的接口主要用于LCD控制,嵌入式人机界面中常用的LCD类型及其典型控制/驱动器件与接口如下:

    段式LCD,如HT1621(控/驱)、128点显示、4线SPI接口;

    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T6863(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;伪彩点阵LCD,如SSD1780(控/驱)、104RGB×80点显示、8位PPI或3/4线SPI接口;

    真彩色点阵LCD,如HD66772(控/源驱)+HD66774(栅驱)、176RGB×240点显示、8/9/16/18位PPI接口、6/16/18动画接口、同步串行接口;

    视频变换LCD,如HD66840(CRT-RGB→CD-RGB)、720×512点显示、单色/8级灰度/8级颜色/4位PPI接口。

    控制驱动器件的供电电路、驱动的偏压电路、背光电路、振荡电路等构成LCD控制驱动的基本电路。

    使用现成的LCM做人机界面,现代嵌入式系统设计,常把LCD及其控制驱动器件、基本电路直接做入系统。本体考虑、既结构紧凑,又成本,并且有昨于减少功耗、实现产品小型化。

    2、  常见LCD的控制驱动与接口设计

   1.段式LCD的控制驱动与接口设计

      段式LCD用于显示段形数字或固定形状的符号,广泛用作计数、计时、状态指示等,内含与LCD显示点一一对应的显存、振荡电路,低压低功耗,4线串行MCU连接,8条控制/传输指令,可进行32段×4行=128点控制显示,显示对比度可外部调整,可编程选择偏压、占空比等驱动性能。

 

    2.字符型LCD的控制驱动与接口设计

    字符型LCD广泛用作工业测量仪表仪器。常用的控制驱动器件有:Hitachi的HD44780U、Novatek的NT3881D、Samsung的KS0066、Sunplus的SPLC78A01等,其内振荡电路附加外部阻容RC可直接构成振荡器,显示对比度可外部调整。

 

    3. 单色点阵型LCD的控制驱动与接口设计

    单色点阵型LCD用作图形或图形文本混合显示,广泛用于移动通信、工业监视、PDA产品中,这些驱动器常需12~18V负电源实现偏置与调整对比度,实质上是平分显存并分别对应两个LCD屏,编制传输数据程序时,要注意结合显存的特点适当变换数据形式。

    3、  LCD控制驱动的基础电路设计

    1. 基本电源电路的设计

    LCD控制驱动器件的基本电源电压一般在1.8~5.5V,现代嵌入式系统设计讲求低压微耗,选用并设计功率适当与电压稳定的电源电路十分重要,外配几支阻容感器或肖基特二极管件,就可设计出适合LCD控制驱动器件的基本电源电路。

 

    2. 驱动器偏压电路设计

    图形点阵LCD驱动常常常需要驱动偏置网络和负电源实现偏压,负电源可以选取适当的负压器件实现,常用负电源产生的办法有:有用79系列三端集成稳压器,如使用LM7918可得到-18V负压源;采用DC-DC IC制作,如Maxim的MAX749、MAX680、MAX1860/1861,Motorola的MC34063A等。

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