一, مبدأ القيادة لشاشات الكريستال السائل المجزأة: استجابة المجال الكهربائي والمسح الديناميكي
جوهر شاشات الكريستال السائل المجزأة هو خصائص استجابة المجال الكهربائي لجزيئات الكريستال السائل. عندما يتم تطبيق جهد متناوب عبر الأقطاب الكهربائية، يتغير اتجاه محاذاة جزيئات الكريستال السائل، مما يؤدي إلى تغيير الشفافية وبالتالي التحكم في سطوع قطعة القلم. يحتاج محركها إلى تلبية شرطين رئيسيين:
محرك التيار المتردد: تكون جزيئات البلورات السائلة حساسة لجهد التيار المستمر، وقد يؤدي الاستخدام على المدى الطويل-إلى تحلل كيميائي. لذلك، يجب استخدام محرك التيار المتردد للتأكد من أن متوسط الجهد المطبق على طرفي شاشة LCD هو 0.
المسح الديناميكي: باستخدام طريقة المسح المجزأ، يكون فحص COM (القطب المشترك) واحدًا فقط صالحًا في أي وقت، ويكون COM المتبقي في حالة غير صالحة لتجنب التداخل المتقاطع. على سبيل المثال، تحتاج شاشة LCD ذات 1/4 Duty (4 COM) إلى تحقيق عرض متعدد الأجزاء عن طريق تبديل إشارات COM بسرعة.
إذا أخذنا شاشة LCD ذات رمز المقطع بجهد تشغيل يبلغ 3.3 فولت، و1/4 واجب، و1/3 انحياز كمثال، فإن جهد عتبة القيادة الخاص بها يبلغ حوالي 1.1 فولت (3.3 فولت/3). عندما يكون الجهد الكهربي عبر جزء معين من شاشة LCD أعلى من 1.1 فولت، سيتم عرضه، وعندما يكون أقل من 1.1 فولت، سيتم إيقاف تشغيله. لتجنب الظلال (العرض الضعيف)، من الضروري التأكد من أن فرق الجهد أثناء العرض أكبر من أو يساوي 3.0 فولت وأقل من أو يساوي 1.0 فولت عند إيقاف التشغيل.
2 ، تصميم الأجهزة: محرك الأقراص المباشر MCU pin واختيار وحدة التحكم المخصصة
1. مخطط محرك الأقراص المباشر MCU دبوس
مناسبة للأدوات الصناعية ذات الأجزاء الأقل (مثل 4 بت و8 أجزاء)، يمكنها تقليل التكاليف ومساحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور بشكل كبير. أخذ MM32F031C6T6 كمثال:
تكوين منفذ COM: استخدم وضع المعاوقة العالية GPIO، وقم بتوصيل مقاوم 47K بمكثف لكل COM، واحصل على جهد النقطة الوسطى (1/2 VDD) بعد تصفية RC. اضبط لدفع-السحب أثناء المسح، واستعادة حالة المعاوقة العالية أثناء عدم المسح.
تكوين منفذ SEG: اعتماد وضع الدفع-وسحب الإخراج، أو الانعكاس أو الطور-مع إشارة COM للتحكم في العرض. على سبيل المثال، عندما يقوم COM بالمسح، إذا كانت هناك حاجة إلى عرض SEG، فإنه يخرج جهدًا مقلوبًا؛ إذا كان من الضروري إيقاف تشغيله، قم بإخراج نفس جهد الطور.
دائرة مقسم الجهد: بالنسبة لشاشات LCD ذات الانحياز 1/3، يجب استخدام شبكة مقسم المقاوم (مثل مجموعات المقاومات 150K، 10K، 100K، 47K) لتوليد جهد 0.5V، و2.5V، و4.5V، مما يضمن أن منفذ COM يُخرج جهدًا متوسطًا قدره 2.5V عندما يكون في حالة مقاومة عالية.
2. حل مخصص لوحدة تحكم LCD
بالنسبة للأدوات المعقدة مثل شاشات العرض متعددة الخطوط والتحكم في الإضاءة الخلفية، يوصى باستخدام وحدات MCU مع -وحدات تحكم LCD مدمجة (مثل سلسلة Renesas RL78 وRA4M1). وتشمل مزاياها ما يلي:
التصميم المتكامل: يوفر وحدات مثل عرض سجلات البيانات، والتحكم في الساعة، ودوائر التعزيز، وما إلى ذلك، مما يقلل من عدد المكونات الطرفية.
التكوين المرن: يدعم مجموعات متعددة من المهام (1/2، 1/3، 1/4، وما إلى ذلك) والتحيز (1/2، 1/3، 1/4، وما إلى ذلك) للتكيف مع المواصفات المختلفة لشاشات LCD.
تحسين الطاقة المنخفضة: من خلال إيقاف وظائف الساعة غير الضرورية (مثل سجلات OSMC)، يتم تقليل استهلاك الطاقة وإطالة عمر البطارية.
3، تنفيذ البرامج: خوارزمية المسح والتحكم في العرض
1. خوارزمية المسح الأساسية
يجب أن يتم عرض شاشة LCD لرمز المقطع من خلال المسح الزمني، وتكون العملية النموذجية كما يلي:
التهيئة: قم بتكوين وضع طرف MCU (ادفع-حالة السحب/المقاومة العالية) ومقاطعة المؤقت (مثل دورة 2 مللي ثانية).
وظيفة المسح: استدعاء وظيفة المسح في مقاطعة المؤقت، وتبديل إشارة COM بشكل دائري وتحديث بيانات SEG. على سبيل المثال، تتطلب شاشة LCD ذات الخدمة 1/4 8 دورات استدعاء لإكمال مسح إطار واحد (معدل تحديث يبلغ 62.5 هرتز).
التخزين المؤقت للبيانات: استخدم مصفوفة ذاكرة فيديو لتخزين محتوى العرض، وتحويل الأرقام/الأحرف إلى رموز مقطعية من خلال البحث في الجدول (مثل الرقم "8" المطابق لـ 0x7F).
2. تحسين التحكم في العرض
ضبط التباين: اضبط جهد القيادة عن طريق ضبط شبكة مقسم جهد مقاومة الانحياز أو MCU المضمنة-في دائرة التعزيز (مثل سجل Renesas VLCD).
آلية مقاومة التمزق: بالنسبة لشاشات LCD المزودة بدبابيس TE (إشارة متزامنة)، يتم التقاط نبضات TE من خلال مقاطعات GPIO لتحقيق التزامن بين بيانات الذاكرة والتحديث؛ في حالة عدم وجود دبوس TE، يمكن تجنب تمزق الشاشة عن طريق الاستعلام عن خط المسح (مثل أمر GetScanline في ST7789).
وضع الطاقة المنخفضة: في وضع السكون، يتم إخراج جميع منافذ COM/SEG بمستوى منخفض، ويتم إيقاف تشغيل دائرة تشغيل LCD لتقليل استهلاك التيار.
4، ممارسة الصناعة: العملية برمتها من التصميم إلى الإنتاج الضخم
1. تصميم حسب الطلب
يتنوع الطلب على شاشات LCD ذات رمز المقطع في الأدوات الصناعية ويجب تخصيصها وفقًا لسيناريوهات التطبيق
الحجم وعدد الأجزاء: إذا احتاجت المعدات الطبية إلى عرض بيانات درجة الحرارة ومعدل ضربات القلب والوقت في مساحة 40 مم × 20 مم، يلزم وجود مخطط مبتكر لترتيب القطب الكهربائي.
اللون والوضع البصري: شاشة العرض الإيجابية (خلفية سوداء مع نص أبيض) مناسبة للبيئات الداخلية، بينما تعمل شاشة العرض السلبية (خلفية بيضاء مع نص أسود) على تحسين إمكانية القراءة في الهواء الطلق؛ الوضع شبه الشفاف وشبه العاكس متوافق مع كل من الإضاءة الخلفية والضوء المنعكس.
القدرة على التكيف البيئي: يتم ضمان موثوقية الدرجة الصناعية من خلال -اختبار بدء درجة الحرارة المنخفضة-40 درجة-، واختبار التقادم عند درجة حرارة عالية 85 درجة، واختبار الإضاءة المستمرة لمدة 2000 ساعة.
2. الإنتاج والاختبار
خط إنتاج ذكي: اعتماد ضمان مزدوج للكشف عن AOI عبر الإنترنت وإعادة الفحص اليدوي، تتم العملية بأكملها بدءًا من قطع الزجاج الموصل من ITO إلى الختم البلوري تلقائيًا.
مطابقة IC لبرنامج التشغيل: بالنسبة لمتطلبات الطاقة- المنخفضة، اختر حلول محرك الأقراص ذات الطاقة المنخفضة جدًا- (مثل IC المخصصة لبرنامج التشغيل من Xuda Electronics) لإطالة عمر البطارية.
تكامل الإضاءة الخلفية: بالنسبة للأدوات التي تتطلب عرضًا ليليًا، قم بدمج وحدات الإضاءة الخلفية EL أو LED وضبط السطوع من خلال تعتيم PWM (مثل تعتيم مستوى Tesla Model 3 1024).
