I. 개요
계측에 일반적으로 사용되는 디스플레이에는 LED (Light-Emitting Diode)와 LCD (Liquid Crystal Display)의 두 가지 유형이 있습니다. 두 개의 디스플레이는 가격이 저렴하고 구성이 유연하며 단일 칩 마이크로 컴퓨터와 인터페이스하기에 편리하며 후자는 낮은 구동 전류, 낮은 전력 소모, 긴 수명, 아름다운 글꼴 모양, 깨끗한 디스플레이, 넓은 시야각, 유연한 주행 모드 및 와이드 응용 [1]. 그러나 LCD 전극 사이의 상대 전압 DC 평균 값은 0 [2]이어야하므로 LCD는 제어가 더 복잡합니다. 그렇지 않으면 LCD가 산화되어 LCD가 레벨 신호로 간단하게 제어 될 수 없지만 특정 파형이 사용됩니다. 제어 할 웨이브 시퀀스. LCD 디스플레이에는 정적 및 시간 분할 기능이 있습니다.
전자는 간단하지만 더 많은 행이 필요합니다. 후자는 복잡하지만 줄이 더 필요합니다. 이 두 가지 방법은 전극 리드의 선택에 의해 결정됩니다. 전자 시계의 액정 디스플레이를 예로 들면, 표시 패널은 (1)과 같고, 시차가 동시에 켜지거나 꺼진다. 디지털 1 ~ 5에 분 표시가 표시되면 상단과 하단도 동시에 켜지거나 꺼집니다. 두 도트 점도 동시에 켜지거나 꺼지며, 구동 방법은 바이어스 비율 1/2로 시분할 구동이며, 11 개의 세그먼트 전극과 2 개의 공통 전극이있다.
도 1)
둘째, LCD의 디스플레이 원리
일반 물질은 가스, 액체 및 고체로 나눌 수 있습니다. 그러나 일부 물질의 특성은이 세 가지 유형에 속하지 않습니다. 액정도 그 중 하나입니다. 그것은 완벽한 액체 또는 완전한 고체가 아닙니다. 그것은 액체처럼 흐르고 고체 결정체를 가지고 있습니다. 자연 상태에서, 액정 분자는 매우 얇은 오목 카오 (concave Cao)에 위치하고, 액정 분자는 그루브 방향으로 배열된다 [3]. LCD 디스플레이는 이러한 액정 성질을 가지고 작동합니다. LCD 디스플레이의 상부 및 하부 전극 사이에 액정 물질이 첨가되고, 액정 분자는 평행하게 배열되고 광학 회전을 가지며, 일반적으로 투명 상태이다. 상부 전극과 하부 전극 사이에 소정의 전압이 가해지면 액정 분자는 수직 배향 상태가되어 선광이 손실된다. 블랙 [4]. 액정 산화를 방지하기 위해서는 LCD 전극 간의 상대 전압 DC 평균 값을 0으로 설정해야하므로 LCD는 레벨 신호로 간단히 구동 될 수 없으며 일정한 사각 파 시퀀스로 구동됩니다 . 구동 파형은 매우 특별하며, 예를 들어 1/2의 바이어스 비율을 갖는 시분할 방식을 취한다. 그림 (2)는 특정 스트로크가 선명하게 보이지 않을 때 세그먼트와 공통 전극에서 생성되어야하는 파형을 보여줍니다. 그림 (2)에서 볼 수 있듯이 B1과 COM2의 파형 방향이므로 B1은 밝습니다. B3은 COM1의 파형과 같은 방향이므로 B3은 꺼져있다 [5]. (B1 및 B3은 단일 SEG 포트를 공유 함)
도 2)
일반적으로 COM 포트의 파형은 항상 고정되어 있습니다. 다이나믹 1/2 시분할 모드의 경우 COM1 및 COM2 터미널의 파형이 반전됩니다. 각 스트로크의 표시 및 소멸을 제어하려면 해당 전극에 적절한 파형을 생성해야합니다. 파형의 실현에는 다음과 같은 특징이 있습니다. 1) 두 개의 공통 전극에서 볼 수 있듯이 두 공통 전극은 0V, 1.5V 및 3V의 세 가지 레벨을가집니다. 2), 2 개의 공통 전극 (COM1) 및 COM2 파형은 지향성이며; 3)에서, 공통 전극 및 세그먼트 코드의 구동 파형의주기는 동일하고, 공통 전극은 사이클 당 4 회 변하고, 세그먼트 코드는 사각 파 신호 인 사이클 당 2 회 변한다. 공통 전극의 구동 파형의 특성으로 인해, 업계에서는 마이크로 콘트롤러 및 대응하는 소프트웨어의 대부분이 공통 전극의 구동 파형을 생성하는데 사용되며, ASIC의 설계를 위해 상기 방법이 채택, 그것은 큰 칩 면적을 차지하고 비용을 증가시킵니다. 따라서이 기사에서는 세그먼트 형 LCD 드라이버로 실용적인 디지털 및 아날로그 회로를 소개합니다.
셋째, LCD 디스플레이 드라이버 회로 설계
1. COM1 및 COM2 파형 생성 회로
디자인 포인트 : 디스플레이 원리 섹션에서 설명한대로 두 공통 전극의 파형이 고정됩니다. 0V, 1.5V, 3V의 세 가지 레벨이 있으며 각 사이클이 4 번 변경됩니다. COM1과 COM2의 파형은 Direction입니다. 그림 (3)은 그 해법을 보여준다. 이 회로는 NMOS 트랜지스터와 3- 상태 제어 게이트로 구성됩니다. DA의 주파수는 NMOS 트랜지스터가 1.5V에 연결되고 3- 상태 게이트가 3V로 사용되는 d3의 주파수의 두 배입니다. 각 사이클은 4 번 변경되고 고정 된 공통 전극 파형의 3 가지 레벨이 있습니다. 인간의 눈으로 인식하기 위해 d3의 주파수는 10Hz이며,이 회로에 의해 생성 된 HSPICE 파형은 그림 (3-1)에 나와있다 (1.5V 전원에 의해 전력 공급, 3V 전압은 주변 전압 더블 러 회로). N-tube의 W / L은 28uM / 4uM이고, 3-state gate의 두 P 튜브의 W / L은 8uM / 3uM이고, W / L은 두 개의 N 튜브는 4uM입니다. / 3uM.
이미지 3)
그림 (3 -1)
2. SEG 포트 회로 및 파형
기술적 인 포인트 : 11 개의 세그먼트 전극과 2 개의 공통 전극이 전자 시계의 디스플레이를 함께 구동하며 세그먼트 극과 공통 전극 기간은 동일하게 유지되어야합니다. 그 해답은 그림 (4)에 나와있다. 그림 (4)는 세그먼트 극 구동 회로입니다. 이것은 XOR 게이트와 NOT 게이트 회로로 구성됩니다. 공통 전극 및 세그먼트 기간을 일관되게 유지하기 위해 COM 회로의 입력 신호 d3 및 d3은 동일한 신호이며 주파수는 10Hz의 주기적 구형파입니다. D1의 신호는 전자 시계의 디지털 디코딩을 결정하는 디코딩 회로에 의해 생성되고, 생성 된 결과는 하이 레벨 1, 일정 레벨 0,주기적인 구형파 (주파수는 d3의 2 배, 그림 4-1, 그림 4-2, 그림 4-3)은 위의 3 가지 경우에 해당하는 verilog_xl에 의해 생성 된 파형입니다. SEG 포트는 디지털 회로로 구현되며 트랜지스터 크기에 대한 요구 사항이 없습니다.
도 4)
공통 전극 및 세그먼트 전극의 시뮬레이션 파형으로부터, 설계된 회로가 액정 표시 원리의 요건을 따르고, 공통 전극이 1 사이클 당 4 회 및 3 회 상이한 레벨로 변경되고, 공통 전극 전극과 세그먼트 전극은 일정하게 유지된다. 스트로크를 밝게 또는 비게 만들려면 세그먼트 (SEG) 및 (COM) 포트가 일정한 관계를 충족시켜야합니다. 관계는 다음 표와 같습니다. SEG 포트와 COM1 포트가 반전되면 해당 세그먼트가 매우 밝습니다. 위상이 맞으면 해당 세그먼트가 극도로 소멸됩니다.
넷째, 요약
이 기사에서 소개 된 LCD 드라이버 회로는 하드웨어로 완벽하게 구현되며 소수의 트랜지스터로 구현된다. 컴팩트 한 디자인으로 LCD의 구동 회로 LCD로 ASIC에 잘 통합되어 비용을 줄이고 시장에서 경쟁 우위를 확보 할 수 있습니다. . 이것은 시장에 나와있는 하드웨어와 소프트웨어로 구현되는 다른 LCD 드라이버와 다릅니다. LCD 드라이버 회로 모듈을 FPIC 검증, 레이아웃 및 라우팅 및 중국 MPW를 완료 한 ASIC 커피 메이커 칩에 통합했습니다.
