一, podstawa fizyczna i zasada wyświetlania kodu segmentu LCD
Podstawowa struktura segmentowanego LCD składa się z dwóch kawałków szkła przewodzącego ITO, z nematycznymi cząsteczkami ciekłymi kryształowymi wleczonymi pośrodku i zapakowanymi w pudełko. Zasada wyświetlacza oparta jest na charakterystyce reakcji pola elektrycznego cząsteczek ciekłokrystalicznych: gdy zastosowano napięcie naprzemienne między COM (elektrodę wspólną) i SEG (elektrodę segmentu), cząsteczki ciekłokrystaliczne skręcają, zmieniając kierunek polaryzacji padającego światła. Zgodnie z współpracą folii polaryzacyjnej obszar nieruchomości przedstawia ciemny stan, podczas gdy zelektryfikowany obszar tworzy widoczne postacie z powodu zmian w transmisji światła.
Kluczowe parametry:
Napięcie robocze: Typowy zakres 2,8 V-5 V, należy dopasować do wyjścia obwodu napędowego
Cykl pracy: Określa liczbę portów COM, powszechnie skanowanych w odstępach 1/4, 1/8 i 1/16 minut
Stronniczość: wpływa na kontrast, zwykle 1/3 lub 1/4 stronniczości
Czas reakcji: produkty klasy przemysłowej wymagają mniej niż 200 ms, aby zapewnić dynamiczny wyświetlacz bez duchów
2, napędzaj architekturę technologii i ścieżkę wdrażania
1. Napęd statyczny (tryb 1com)
Nadaje się do prostych scenariuszy wyświetlania, takich jak pojedyncze cyfrowe termometry. Każdy port SEG jest niezależnie podłączony do wyjścia układu sterownika, a zacisk COM jest podłączony do stałej przemiennej fali kwadratowej. Przyjmując mikrokontroler Huimang FT60F022 jako przykład, jego wewnętrzny kontroler LCD może być skonfigurowany w trybie statycznym, a cykl pracy jest ustawiony na 1/1, a stosunek stronniczości jest ustawiony na 1/2 przez rejestr HB_LCDC0. W tej chwili 8 portów SEG może bezpośrednio napędzać 7-segmentowe rurki cyfrowe z punktami dziesiętnymi
2. Dynamiczny sterownik oddziału czasu (tryb multi com)
Wspólnym rozwiązaniem dla instrumentów przemysłowych jest zmniejszenie liczby pinów w czasie - udostępnianie skanowania. Biorąc na przykład 16 segmentów, z cyklem pracy 1/4 i napięciem 1/3 stronniczości, rzeczywiste napięcie jazdy to VLCD × (1 uprzedzenie). Pewna marka projektu miernika wodnego przyjmuje to rozwiązanie, kompresując 8 wyświetlaczy cyfrowych w 12 pinów. Konkretne kroki wdrożenia:
Konfiguracja sprzętowa: Za pomocą układu sterownika HT66FB560 jego pompa ładowania Budowa - może wygenerować napięcie odchylenia -15 V
Kontrola czasu: COM1-COM4 skanuje cyklicznie za pomocą 25% cyklu pracy, a dane wyjściowe Porty SEG w odpowiednich przedziałach czasowych
Optymalizacja kontrastu: kompensuj opóźnienie odpowiedzi w środowiskach temperatury niskiej - poprzez dostosowanie wartości przedziału 0x20-0xc0 rejestru HB_LCDM1
3, Strategia optymalizacji napędzana przez scenariusze przemysłowe
1. Projekt adaptacji środowiska o szerokiej temperaturze
W środowiskach przemysłowych w zakresie od -30 stopnia do +85 czas odpowiedzi ciekłego kryształów zmienia się trzykrotnie wraz ze zmianami temperatury. Pewny system monitorowania rurociągu naftowego przyjmuje następujący schemat kompensacji:
Integracja czujnika temperatury: Zainstaluj termistor NTC na PCB, aby zebrać prawdziwą - Time Temperatura środowiska
Dynamiczne regulacja napięcia: Dostosuj wartość VLCD w oparciu o tabelę wyszukiwania temperatury, na przykład zwiększyć napięcie jazdy o 15% w stopniu -20 stopnia
Optymalizacja szybkości odświeżania: Zmniejsz częstotliwość skanowania z 128 Hz do 64 Hz w niskich temperaturach, przedłużając ładowanie LCD i czas rozładunku
2. Antopeinge i projekt EMC
Istnieje silne zakłócenia elektromagnetyczne w miejscach przemysłowych, a pewien zautomatyzowany projekt linii produkcyjnej poprawił niezawodność poprzez następujące środki:
Optymalizacja układu: Zachowaj odległość między obwodem sterownika LCD a modułem zasilania co najmniej 50 mm
Przetwarzanie filtrowania: Połącz 10 μm kondensatorów tantalu i kondensatory ceramiczne 0,1 μm równolegle na końcu zasilania VLCD
Filtrowanie oprogramowania: mechanizm podwójnego sprawdzania jest używany do wyjścia portu SEG, a dane są potwierdzone dopiero po spójności 3 kolejnych próbek
3. Design o niskiej mocy
Pewny projekt miernika inteligentnego wymaga prądu gotowości mniejszej niż 5 μ A dla całej maszyny, a schemat jazdy przyjmuje:
Przerywany tryb pracy: Odśwież wyświetlacz co 2 sekundy, wprowadź tryb uśpienia w innym czasie
Wyłączenie pompy ładowania: wyłączenie cyklu odświeżającego obwodu wytwarzania ciśnienia pod względem ciśnienia
Ponowne użycie portu SEG: Skonfiguruj nieużywane piny SEG jako analogowe wejścia, aby zmniejszyć prąd upływowy
4, typowa analiza przypadków aplikacji
Przypadek 1: Tachometr maszynowy CNC
Wymaganie: 3-cyfrowy wyświetlacz (0-9999 rpm), szybkość odświeżania większa lub równa 10 Hz, temperatura robocza -10 stopnia ~ +60
Rozwiązanie:
Wybierz LCD segmentowy typu STN z kątem widzenia 120 stopni
Korzystanie z układu sterownika HT1621, obsługi 1/3 odchylenia i 1/4 cyklu pracy
Dostosuj jasność podświetlenia przez PWM, aby dostosować się do różnych środowisk oświetleniowych
Rzeczywiste testy pokazują, że stosunek kontrastu 85: 1 jest nadal utrzymywany w wysokiej temperaturze 55 stopni
Przypadek 2: Medyczna pompa infuzyjna
Wymagania: 4-cyfrowa liczba+wyświetlacz symboli jednostki, wymagający certyfikacji medycznej według IEC60601-1
Rozwiązanie:
Przyjęcie odblaskowego trybu wyświetlania, aby uniknąć zjawiska wybielania w silnym świetle
Dodaj obwód ochrony ESD, HBM wytrzymaj napięcie do 8kV
Precyzja napięcia jazdy jest kontrolowana w granicach ± 2%, aby upewnić się, że błąd wyświetlania dawki jest mniejszy niż 0,5%
Dzięki projektowaniu redundancji oprogramowania kluczowe dane są poparte trzecim próbnym badaniem
