一, Analiza wymagań: Wyjaśnij funkcje urządzenia i scenariusze użytkowników
Głównym zadaniem dostosowania segmentowanego LCD jest dokładne zdefiniowanie granic funkcjonalnych urządzenia i wymagań interakcji użytkownika. Na tym etapie należy odpowiedzieć na trzy podstawowe pytania: Jakie informacje musi wyświetlić urządzenie? Jak użytkownicy interpretują te informacje? Czy wyświetlana treść jest zgodna ze standardami branżowymi?
Definicja granicy funkcjonalnej
Przykładając kontrolerów temperatury przemysłowej jako przykład, ich funkcje podstawowe obejmują ustawienie temperatury, real - wyświetlacz temperatury, tryb pracy (chłodzenie/ogrzewanie) i alarm awaryjny. Dlatego segment LCD powinien zawierać przynajmniej następujące elementy wyświetlania:
4 -cyfrowy wyświetlacz (wartość temperatury, zakres -50 stopnia ~ 150 stopni);
2 Światła wskaźnika stanu (tryb pracy, status błędu);
1 symbol jednostki (przełączanie między stopniem /℉).
Logika interakcji użytkownika
Użytkownicy muszą szybko uzyskać dostęp do informacji o kluczu, naciskając przyciski. Na przykład producent sprzętu medycznego ustawia nasycenie tlenu we krwi (SPO ₂) jako główny obszar wyświetlania (3-cyfrowy) i częstość tętna (PR) jako wtórny obszar wyświetlania (2-cyfrowy) podczas dostosowania kodu segmentu LCD pulsoksymetru i znacząco poprawia wydajność operacyjną personelu medycznego przez personel medyczny.
Zgodność ze standardami branżowymi
Sprzęt medyczny musi być zgodny ze standardem bezpieczeństwa IEC 60601 -, a zawartość wyświetlania LCD kodu segmentu musi zawierać obowiązkowe informacje, takie jak symbole jednostek i progi alarmowe; Pulpit samochodowy musi spełniać wizualne wymagania dotyczące wyświetlania pojazdów drogowych ISO 15008, aby zapewnić czytelność w silnym oświetleniu lub nocnym środowisku. Pewny producent elektroniki motoryzacyjnej nie zaznaczył jednostki prędkości „km/h” w kodzie segmentowym LCD, co spowodowało, że produkt nie przekazał certyfikacji e-mark i opóźniał cykl rynkowy o 3 miesiące.
2, Planowanie treści: od architektury informacji po projektowanie wizualne
Po wyjaśnieniu wymagań konieczne jest przełożenie wymagań funkcjonalnych na implementacyjną architekturę treści wyświetlania. Ten etap wymaga rozważenia gęstości informacji, czytelności i ograniczeń sprzętowych.
Wydział Hierarchii Informacji
Przyjęcie architektury Trzy - „Głównej informacji+wtórna informacja+monit statusu”:
Informacje główne: podstawowe dane, o które użytkownicy najbardziej martwią (takie jak temperatura i prędkość), zajmują ponad 50% obszaru wyświetlania;
Informacje wtórne: Dane pomocnicze (takie jak ustalone wartości i jednostki), zajmujące od 20% do 30%;
Pojownik statusu: Tryb pracy, sygnał alarmowy itp., Osiągnięte za pomocą ikon lub świateł wskaźników.
Pewny producent konwertera częstotliwości przemysłowej przyjmuje tę architekturę, ustalając częstotliwość wyjściową (informacje główne) jako liczbę 4-cyfrową i ustaloną częstotliwość (informacje wtórne) jako liczbę 3-cyfrową. Status pracy (do przodu/do tyłu/usta) wyróżnia się trzema światłami wskaźnikowymi LED, zmniejszając poziom błędu operacji użytkownika o 60%.
Projekt postaci i ikony
Wybór znaków: Priorytetyzuj przy użyciu standardowego 7 - cyfrowych znaków wyświetlania (0 - 9, AF), aby uniknąć zwiększonej złożoności sterownika spowodowanej niestandardowymi znakami. Pewny producent inteligentnego domu musi opracować dodatkowy algorytm generowania znaków i zwiększyć cykl rozwoju o 2 tygodnie z powodu użycia niestandardowych postaci „stopnia”.
Uproszczenie ikony: demontaż ikon złożonych w wiele kombinacji segmentu pióra. Na przykład ikona poziomu baterii może składać się z 5 poziomych segmentów pióra, które wskazują poziom baterii poprzez rozjaśnienie różnych liczby segmentów pióra (20%/40%/60%/80%/100%).
Dynamiczna strategia wyświetlania
Wyświetlacz Rolling: Nadaje się do długiego tekstu (takiego jak model urządzenia, kod błędu). Pewny producent sprzętu sieciowego wykorzystuje kod segmentu LCD do przewijania adresów MAC, oszczędzając 30% powierzchni wyświetlania.
Projekt migający: używany do przełączania alarmu lub statusu. W sprzęcie medycznym niski alarm tlenu we krwi osiąga się poprzez cyfrowe miganie (częstotliwość 2Hz) w głównym obszarze wyświetlacza, który jest bardziej intuicyjny niż tradycyjne brzęczyki.
3, Adaptacja sprzętowa: Wybierz odpowiedni segment LCD i schemat sterownika
Planowanie treści musi być zgodne z wydajnością sprzętu, w przeciwnym razie może spowodować anomalie wyświetlania lub przekroczenia kosztów.
Kod segmentu Wybór modelu LCD
Liczba udarów: Oblicz wymaganą liczbę uderzeń na podstawie wyświetlonej zawartości. Na przykład wyświetlanie „12,34 stopnia” wymaga 4 cyfr +1 Punkt dziesiętny +1 symbol jednostki, łącznie 5 × 7 (segment pióra cyfrowego) +1 (punkt dziesiętny) +1 (jednostka) =37 segmenty pen. Należy wybrać modele z 40 lub więcej segmentów pióra.
Perspektywa: Sprzęt przemysłowy zwykle wybiera perspektywę o godzinie 12:00 lub 6:00 (skierowany do góry), podczas gdy urządzenia elektroniczne konsumenckie mogą wybrać perspektywę 3:00 lub 9:00 (widok z boku).
Zakres temperatur: Elektronika samochodowa wymaga szerokiego zakresu temperatury -40 stopni ~ 85 stopni, podczas gdy sprzęt medyczny musi spełniać wymagania dotyczące temperatury pokojowej 0 stopni ~ 50 stopni.
Projekt schematu napędu
Napęd bezpośredni: Nadaje się do prostych wyświetlaczy z segmentami pióra mniejszymi lub równymi 16, kontrolowanymi bezpośrednio za pośrednictwem MCU GPIO. Pewny producent skali elektronicznej używa 8 GPIO STM32 do napędzania 14 segmentu pióra LCD, który ma niski koszt, ale słabą skalowalność.
Specjalistyczny układ sterownika: Gdy liczba segmentów pióra przekroczy 16, wymagany jest układ sterownika (taki jak HT1621, PCF8576). Pewny producent instrumentów przemysłowych używa HT1621 do prowadzenia kodu segmentu 64 pióra LCD, wymagającego tylko 3 i ² C, oszczędzając 70% zasobów MCU.
4, Opracowywanie sterowników oprogramowania: uświadomienie sobie interakcji między treścią wyświetlania a sprzętem
Sterowniki oprogramowania są pomostem między zawartością wyświetlania a sprzętem i muszą rozwiązać trzy główne problemy: mapowanie znaków, dynamiczne odświeżenie i niskie - zarządzanie energią.
Opracowanie tabeli mapowania znaków
Konwertuj kod ASCII lub znaki niestandardowe na sygnały sterowania segmentem dla segmentu LCD. Na przykład, aby wyświetlić liczbę „8”, wszystkie 7 segmentów pióra (A - g) należy oświetlić
Dynamiczny algorytm odświeżania
Przyjęcie technologii „czas - podział” w celu zmniejszenia zużycia energii. Na przykład producent inteligentnego licznika wody dzieli wyświetlacz na cztery obszary, z odświeżaniem 100 ms dla każdego obszaru, i zmniejsza całkowite zużycie energii z 5 mA do 1,2 mA.
Tryb niskiej mocy
Wyłącz segment LCD podświetlenie lub wprowadź tryb zapisywania mocy -, gdy urządzenie jest w trybie uśpienia. Producent określonego czujnika sieciowego kontroluje jasność podświetlenia poprzez wyjście PWM MCU. W trybie uśpienia jasność podświetlenia spada do 10%, a zużycie energii zmniejsza się o 80%.
5, Weryfikacja testu: Upewnij się, że wyświetlana treść spełnia wymagania projektowe
Testowanie jest końcowym etapem dostosowywania kodu segmentu LCD, obejmującego testy funkcjonalne, testy środowiskowe i testy niezawodności.
Testowanie funkcjonalne
Dokładność wyświetlania: Sprawdź, czy wszystkie znaki, ikony i efekty dynamiczne są poprawnie wyświetlane. Pewny producent instrumentów motoryzacyjnych zakończył weryfikację 100 kombinacji wyświetlania w ciągu 1 minuty poprzez automatyczne skrypty testowe.
Odpowiedź interaktywna: Przetestuj powiązanie między kluczowymi operacją a wyświetlaną treścią. Sprzęt medyczny musi upewnić się, że opóźnienie aktualizacji zawartości wyświetlania jest mniejsze niż 200 ms po naciśnięciu przycisku.
Testy środowiskowe
Test temperatury: Sprawdź przejrzystość wyświetlania w zakresie -40 stopni do 85 stopni. Pewny producent sprzętu lotniczego odkrył przez komórki testowe o wysokiej i niskiej temperaturze, że jego kod segmentu LCD wykazał duchy w wysokości -30 stopnia. Problem został rozwiązany przez optymalizację materiału LCD.
Test wilgotności: zweryfikuj odporność na korozję w 95% środowisku RH. Pewny producent instrumentów chemicznych stwierdził poprzez testowanie rozpylania solnego, że kod segmentu LCD bez spryskania trzech dowodowych farb wykazuje korozję elektrody w ciągu 48 godzin. Po optymalizacji minął 168 -godzinny test nie korozji.
test niezawodności
Test życia: ciągle włącz i wyłącz urządzenie 100000 razy, aby zweryfikować stabilność układu sterownika. Pewny producent sprzętu przemysłowego stwierdził w tym teście, że jego układ sterownika wyświetlał miganie po 50000 cyklach, a ostatecznie rozwiązał problem, zastępując model ChIP.
Testowanie wibracji: Symuluj środowisko wibracji podczas transportu lub pracy sprzętu. Elektronika samochodowa musi spełniać standard wibracji ISO 16750-3, aby zapewnić, że kod segmentu LCD nie wyświetla żadnych nieprawidłowości przy częstotliwościach wibracji od 10 Hz do 500 Hz.
6, Przypadek praktyki branżowej: spersonalizowane rozwiązania sprzętu medycznego i kontroli przemysłowej
Przypadek 1: Opracowanie kodu segmentu LCD dla oxximeters klasy medycznej
Wymaganie: Wyświetl SPO ₂ (3-cyfrowy), PR (2-cyfrowy), alarm o niskim tlenie krwi (miga), poziom baterii (ikona).
Sprzęt: Wybierz 64 Kod segmentu pióra LCD (w tym 10 niestandardowych ikon), z układem sterownika HT1621.
Oprogramowanie: Opracuj dynamiczny algorytm odświeżania, priorytetyzuj aktualizację danych SPO ₂ (odświeżenie co 200 ms) i odśwież dane PR co 500 ms.
Test: Przeszedł test bezpieczeństwa medycznego IEC 60601-1, a wyświetlana zawartość można nadal odczytać pod silnym światłem (100000LUX).
Przypadek 2: Opracowanie segmentu częstotliwości przemysłowej Kod segmentu LCD
Wymaganie: Wyświetl częstotliwość wyjściową (4-cyfr), ustawy ustawione (3-cyfrowe) i status pracy (do przodu/do tyłu/wadę).
Sprzęt: Wybierz 80 kodu segmentu pióra LCD i użyj PCF8576 (interfejs I ² C) jako schemat jazdy.
Oprogramowanie: Wdrożenie przewijania wyświetlania kodów błędów (przewijanie jednej cyfry co 2 sekundy), aby zmniejszyć wskaźnik błędnego odczytania użytkownika.
Test: Przeszedł test wizualnego wyświetlania pojazdu ISO 15008, z kontrastem wyświetlacza większego lub równego 5: 1 (w silnym środowisku światła).
