精品文檔-下載后可編輯LCD字段式驅(qū)動器的創(chuàng)新之處

隨著液晶技術(shù)的日益成熟，液晶顯示器在顯示技術(shù)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前LCD顯示技術(shù)已經(jīng)成為新一代平板技術(shù)顯示技術(shù)的主流。LCD顯示屏幕主要包括液晶屏幕，驅(qū)動電路以及控制驅(qū)動電路的系統(tǒng)。醫(yī)療設(shè)施（如血糖儀和血壓監(jiān)護儀），LCD字段式驅(qū)動器無所不正在，致使正在某些型號的汽車外都無其身影。簡直所無MCU廠商都提供LCD驅(qū)動功效，那類從事方案已經(jīng)使用了相當(dāng)長的時間。既然該技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)好久了，人們大概很難想象它還會無什么創(chuàng)新了，不過，本文將沉點介紹那一成熟技術(shù)新出現(xiàn)的令人沖動的功效，并談?wù)勀切┬鹿πУ靡詫崿F(xiàn)的背后故事。

血糖儀什么時間用LCD字段式驅(qū)動器的新方式，血糖儀什么時間用很少無廠商測驗測驗將電阻器梯形電路（resistordder）轉(zhuǎn)移到器件內(nèi)部。那類電阻器梯形電路要經(jīng)過劣化才能讓給定的顯示器得到功耗和比擬度。內(nèi)部梯形電路能合外滿腳尺度顯示器的要求，但可能難以滿腳所無系統(tǒng)的要求。創(chuàng)新技術(shù)使用高位值電阻器或可編程電阻器梯形電路來劣化功耗，并用動態(tài)可控的緩沖器來從事驅(qū)動強度問題。那類緩沖器可主動封閉，從而正在像素電壓到達目標值后節(jié)約功耗，并讓低驅(qū)動強度輸出保持該狀態(tài)。該特性能節(jié)省外部組件，削減對器件上數(shù)量有限的寶貴引腳的占用，同時還能提供微調(diào)偏放電路的全部優(yōu)勢，從而實現(xiàn)的功耗和比擬度。

圖1:MCU/SoC中典型的LCD字段式控制器與新方法的對比。

傳統(tǒng)方法

A需要外部組件和少數(shù)引腳的偏置電路。

B1:LCD引腳為多功能多路復(fù)用。

B.2:通常4個公共端（common）限制總像素驅(qū)動功能。

新方法

A內(nèi)部偏置電路節(jié)省了引腳和組件數(shù)量，支持提高公共端的更多偏置級。

B1:任何引腳都能是字段或公共端引腳，方便的布局/引腳分配。

創(chuàng)新之一：可編程電阻器梯形電路

很少有廠商嘗試將電阻器梯形電路轉(zhuǎn)移到器件內(nèi)部。這種電阻器梯形電路要經(jīng)過優(yōu)化才能讓給定的顯示器獲得功耗和對比度。內(nèi)部梯形電路能折中滿足標準顯示器的要求，但可能難以滿足所有系統(tǒng)的要求。創(chuàng)新技術(shù)使用高位值電阻器或可編程電阻器梯形電路來優(yōu)化功耗，并用動態(tài)可控的緩沖器來解決驅(qū)動強度問題。這種緩沖器可自動關(guān)閉，從而在像素電壓達到目標值后節(jié)約功耗，并讓低驅(qū)動強度輸出保持該狀態(tài)。該特性能節(jié)省外部組件，減少對器件上數(shù)量有限的寶貴引腳的占用，同時還能提供微調(diào)偏置電路的全部優(yōu)勢，從而實現(xiàn)的功耗和對比度。

創(chuàng)新之二：在每個引腳放置多路復(fù)用器

器件總是具有固定的引腳分配是在MCU和SoC上進行LCD字段式驅(qū)動的另一個普遍現(xiàn)象。這就是說，某些引腳定義為公共端（COM），而某些引腳則定義為不同的段（SEG）輸出。此外，器件在這些引腳上會有某些其他MCU功能，如UART和SPI信號等。因此，設(shè)計LCD系統(tǒng)通常都是不容易的。而關(guān)鍵就在于識別引腳，在不影響MCU關(guān)鍵功能的前提下驅(qū)動必需的像素，同時還要保證PCB布局和固件的簡單性。

MCU和SoC使用m到n多路復(fù)用器（Mux），這里的m是指所支持的全部像素，而n是指段引腳（圖1:傳統(tǒng)方法）。新方法則在每個引腳上放置mux（圖1:新方法）。這樣，Mux的p到1會小得多，其中p是指支持的偏置等級。這就使任何引腳都能成為公共端或段，從而為設(shè)計人員提供實施不同功能的靈活性。此外，這種邏輯還可作為焊盤邏輯的一部分，不需要額外占用硅片區(qū)域，即盡可能減少成本方面的影響。

使用可編程的電阻器梯形電路（創(chuàng)新之一）可讓添加更多偏置級的工作得以簡化，而且無需使用更多引腳，也不會影響功耗。在每個引腳上放置mux（創(chuàng)新之二）可以簡化輸出更多偏置級。上述兩種創(chuàng)新方法相結(jié)合，可以更方便地支持較高的偏置級，這樣，我們就能使用更多公共端或背板。有了更多公共端或背板，就能驅(qū)動更多LCD像素或用更少的引腳驅(qū)動相同數(shù)量的LCD像素。以帶有52個引腳的MCU或SoC進行LCD驅(qū)動為例，如果支持4個公共端，那么系統(tǒng)多可驅(qū)動192個像素（48段x4公共端）。不過，如果MCU或SoC支持16個公共端，那么相同的52個引腳就能驅(qū)動576個像素（36段x16公共端）。如果要驅(qū)動的像素數(shù)量較少，則可減少引腳數(shù)量，這就是說，設(shè)計人員可使用引腳數(shù)量較少的MCU,以求降低系統(tǒng)成本。可重新定位的LCD引腳還能隨之帶來另一個優(yōu)勢，即能向多個引腳輸出相同的公共端信號，這樣可非常簡單地驅(qū)動需要較高驅(qū)動強度的大型顯示器。

創(chuàng)新之三：圖形用戶界面

如果您曾經(jīng)開發(fā)過驅(qū)動LCD字段式顯示器的固件，那么您一定會了解這項工作的繁瑣程度。您需要手動將每個像素映射到段和公共端交叉處，識別MCU寄存器映射中相應(yīng)的控制位，然后再編寫控制每個寄存器映射的函數(shù)。如果需要對成百上千的像素進行上述處理的話，顯然會非常費時，而且容易出錯。完成這項工作往往至少需要幾天的時間。而隨著軟件的發(fā)展，上述這種需要大量人力的工作已經(jīng)被時代所淘汰了。通過簡單易用的圖形用戶界面，我們所做的工作可以得到大幅簡化。例如，塞普拉斯全新PSoCCreator軟件的圖形界面只需在PSoC3器件中拖放各種LCD對象就能創(chuàng)建任意類型的顯示器。一旦顯示器創(chuàng)建完成，每個像素就能被拖放到縱橫交叉處進行分配。分配完成后，軟件就能生成必需的固件API,進而實現(xiàn)與主應(yīng)用的集成。這樣，圖形用戶界面就能將數(shù)天的圖形化配置工作縮短到一個小時之內(nèi)完成，從而節(jié)約寶貴的工程設(shè)計資源。

圖2:PSoCCreator軟件中像素的簡化映射

固然很多設(shè)計職員還會繼續(xù)沿用此前已經(jīng)使用過有數(shù)次的LCD驅(qū)動開拓方式，但新的技術(shù)發(fā)展為LCD字段式驅(qū)動系統(tǒng)帶來了全新的設(shè)計方式。那類創(chuàng)新技術(shù)使設(shè)計職員能得到以下優(yōu)勢：（1）節(jié)省天生偏放電壓所需的引腳和外部無流組件；（2）任何引腳都能做為段或大