Очередь в детский сад
21.07.2019

Управление ЖКИ без контроллера: цифровой термометр, цифровой дисплей. Что такое жидкокристаллические индикаторы и их назначение

Жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ) основаны на использовании так называемых жидких кристаллов (ЖК), пред­ставляющих собой некоторые органиче­ские жидкости с упорядоченным рас­положением молекул, характерным для кристаллов. Жидкие кристаллы прозрачны для световых лучей, но под действием электрического поля напряженностью 2 - 5 кВ/см структура их нарушается, молекулы располагаются беспорядочно и жидкость становится непрозрачной.

Эти индикаторы могут иметь различ­ные конструкции и работать либо в проходящем свете, созданном каким-либо специальным источником, либо в свете любого источника (искусствен­ного или естественного), отражающем­ся в индикаторе.

На рис. 40 представлен ЖКИ, работающий на отражение. Индикаторы такого типа применяются в наручных электронных часах, микрокалькуляторах и других устройствах. Между двумя стеклянными пластинками 1 и 3, склеен­ными с помощью полимерной смолы 2, находится слой жидкого кристалла 4 толщиной 10 - 20 мкм. Пластинка 3 покрыта сплошным проводящим слоем (электрод 5) с зеркальной поверхностью. На пластинку 1 нанесены прозрачные слои - электроды А, Б, В, от которых сделаны выводы, не показанные на рисун­ке. Эти электроды имеют форму цифр, или букв, или сегментов для синтези­рования различных знаков.

Рисунок 40 – Жидкокристаллический индикатор, работающий на отражение

Если на зна­ковые электроды напряжение не подано, то ЖК прозрачен, световые лучи внешнего естественного освещения про­ходят через него, отражаются от элект­рода 5, выходят обратно и никаких знаков не видно. Но если на какой-то электрод, например А, подано напряже­ние, то ЖК под этим электродом становится непрозрачным, лучи света не проходят через эту часть жидкости (6), и тогда на светлом фоне виден темный знак.

Жидкокристаллические индикаторы весьма экономичны и долговечны. Для управления ЖКИ применяются довольно сложные устройства, обычно на основе интег­ральных микросхем. Находят широкое применение в качестве дисплеев переносных и стационарных электронных устройств – средств связи, измерительной аппаратуры, компьютерной технике. Кроме того, на сегодняшний день являются основным типом мониторов и телевизионных приемников.

Эффективное и надежное использование многих систем промыш­ленной электроники невозможно без участия человека-оператора в управлении, который должен получать необходимые сведения о рабо­те системы и контролируемых параметрах. Этой цели служат устрой­ства, предназначенные для преобразования различных данных в види­мое изображение и называемые устройствами отображения информации.

Устройства отображения информации могут решать простейшие, но весьма важные задачи контроля состояния системы: «Работает», «Не работает», «Включено», «Выключено», «Стоп» и т. д. В более слож­ных случаях на них возлагается функция отображения цифровой, текстовой и графической информа­ции, характеризующей технологический процесс, работу производ­ственного объекта, и целой системы.

  1. Изучить схему подключения жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) к микроконтроллеру.
  2. Изучить особенности работы символьного ЖКИ.
  3. Изучить особенность параллельной синхронной передачи данных.
  4. Научится выводить на ЖКИ информацию.

2 Предварительная подготовка к работе

  1. По конспекту лекций и рекомендуемой литературе изучить принцип работы символьного жидкокристаллического индикатора.
  2. По конспекту лекций и рекомендуемой литературе изучить принцип работы параллельных портов ввода-вывода микроконтроллера.
  3. Составить алгоритм работы программы, соответственно заданию.
  4. Составить программу на языке программирования С.

3 Краткие теоретические сведения

3.1 Устройство и принцип работы символьного жидкокристаллического индикатора

В настоящее время в микропроцессорных системах для отображения широко используют жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ) . Условно все ЖКИ можно разделить на две категории: символьные , или знакосинтезирующие, и графические . Графические индикаторы представляют собой матрицу из m строк и n столбцов, на пересечении которых находятся пиксели. Пиксель представляет собой неделимый объект прямоугольной или круглой формы, обладающий определённым цветом; пиксель – наименьшая единица растрового изображения. Если на определенный столбец и строку подать электрический сигнал, то пиксель на их пересечении изменит свой цвет. Подавая группу сигналов на столбцы и строки можно формировать по точкам произвольное графическое изображение. Так работает графический ЖКИ. В символьном же ЖКИ матрица пикселей разбита на подматрицы, каждая подматрица предназначена для формирования одного символа: цифры, буквы или знака препинания. Как правило, для формирования одного символа используют матрицу из восьми строк и пяти столбцов. Символьные индикаторы бывают одно-, двух- и четырехстрочными.

Для упрощения взаимодействия микропроцессорной системы и ЖКИ используют специализированную микросхему – контроллер (драйвер) ЖКИ. Он управляет пикселями жидкокристаллического дисплея и интерфейсной частью индикатора. Обычно такой контроллер входит в состав индикатора. В целом жидкокристаллический индикатор представляет собой печатную плату, на которой смонтирован сам дисплей, контроллер и необходимые дополнительные электронные компоненты. Внешний вид ЖКИ показан на рисунке ниже.

Рисунок 1 – Внешний вид жидкокристаллического индикатора

4 Задание к работе в лаборатории

4.1 Вывод символа на ЖКИ

  1. Разработайте алгоритм программы, выводящей на экран ЖКИ ваше имя в заданной строке. Режим работы ЖКИ и номер строки определяется согласно варианту задания (таблица 2).
  2. По принципиальной схеме учебного стенда LESO1 определите, к каким выводам микроконтроллера ADuC842 подключен ЖКИ. По таблице SFR определите адреса используемых портов ввода-вывода.
  3. Разработайте и введите текст программы в соответствии с созданным алгоритмом.
  4. Оттранслируйте программу, и исправьте синтаксические ошибки.
  5. Убедитесь, что на экране дисплея в заданной позиции появился требуемый символ.

4.2 Управление ЖКИ через последовательный порт персонального компьютера (дополнительно)

  1. Измените программу таким образом, что бы на экране ЖКИ выводилась информация, переданная с персонального компьютера через UART. Передача команды осуществляется через терминал nwFlash. Выбор источника синхронизации и скорости передачи данных осуществляется по усмотрению студента.
  2. Загрузите полученный *.hex файл в лабораторный стенд LESO1.
  3. Через терминал nwFlash передайте коды символов, убедитесь, что соответствующие символы выводятся на экране индикатора.

Таблица 2 – Варианты заданий

номер варианта номер строки режим курсора
1 первая выключен
2 вторая включен, мерцает
3 первая включен, не мерцает
4 вторая выключен
5 первая включен, мерцает
6 вторая включен, не мерцает
7 первая выключен
8 вторая включен, мерцает
9 первая включен, не мерцает
10 вторая выключен
11 первая включен, мерцает
12 вторая включен, не мерцает
13 первая выключен
14 вторая включен, мерцает
15 первая включен, не мерцает

5 Указания к составлению отчета

Отчет должен содержать:

  1. Цель работы.
  2. Принципиальную схему подключения ЖКИ к управляющему микроконтроллер.
  3. Структурную схему ЖКИ.
  4. Диаграммы передачи данных по параллельному интерфейсу.
  5. Расчет параметров таймера.
  6. Графическую схему алгоритма работы программы.
  7. Исходный текст программы.
  8. Содержимое файла листинга программного проекта.
  9. Выводы по выполненной лабораторной работе.

Схемы, а также отчет в целом, выполняются согласно нормам ЕСКД.


Управление ЖКИ без контроллера: цифровой термометр, цифровой дисплей.

Сегодня использованием в каком-либо микроконтроллерном устройстве жидкокристаллического индикатора (ЖКИ, LCD) никого не удивишь. Однако то, что обычно встречается в таких устройствах, представляет собой модуль, в котором интегрированы собственно ЖК-панель и специальный драйвер, который помимо реализации интерфейса занимается еще и формированием управляющих напряжений для экрана. Нас же будут интересовать простые ЖКИ без контроллера, как ими управлять и вообще, насколько они применимы в любительских конструкциях.

Сначала немножко теории. Сегмент ЖКИ (будь то точка или часть семисегментного знакоместа) представляет собой конденсатор, пространство между обкладками которого заполнено жидкими кристаллами (ЖК, это группа веществ, названных так потому, что они одновременно демонстрируют свойства, характерные как для жидкостей, так и для кристаллов).

Под действием электрического поля между обкладками молекулы ЖК выстраиваются определенным образом так, что происходит поляризация проходящего через элемент света, что в купе с применением внешних поляризаторов (специальные полимерные пленки, нанесенные на дисплей) приводит к засвечиванию сегмента. В невозбужденном состоянии ячейки молекулы ЖК расположены хаотично, поляризации нет, сегмент «выключен». Это весьма упрощенное описание процессов в ЖКИ, поэтому заинтересовавшихся прошу самостоятельно ознакомиться с материалами на эту тему, найти их не сложно, например, многие вопросы достаточно подробно рассмотрены .

Казалось бы, в таком случае, для управления индикатором достаточно подать на обкладки постоянное напряжение и вот оно, счастье. Но не все так просто, поскольку при приложении к обкладкам постоянного напряжения в среде между ними начинают протекать электрохимические процессы, что приводит к деградации электродов и самих ЖК и выходу индикатора из строя через некоторое непродолжительное время. Поэтому в простейшем случае для управления сегментом используется меандр, причем если на электроды подается синфазный сигнал – сегмент выключен, а если противофазный – засвечен, что и проиллюстрировано на рисунке выше. Собственно, на этом с теории пока что хватит, посмотрим, что же у нас есть по факту…

А есть у нас следующее: в общем случае ЖКИ бывают с простым управлением (когда на все сегменты ЖКИ приходится один общий электрод) и с мультиплексированием (когда существует несколько общих электродов, а сегменты объединены в группы – образуется матрица столбцов-общих и строк-сегментов). Мультиплексные индикаторы мы пока отложим в сторону и, возможно, вернемся к ним в следующих статьях (страждущие могут ознакомиться с аппнотом AN563 от Микрочипа, описаниями встроенных контроллеров LCD некоторых МК MSP-серии от Texas Instr. или отладочным комплектом AVR Butterfly на Atmega169), а мы пока поподробнее пообщаемся с более простыми представителями этого славного семейства.

Первое, что попало в руки – пара индикаторов от мультиметров M890G (или их клонов, уж не знаю) и дисплей от какого-то мультиметра Uni-T. Все индикаторы способны отображать «3,5» разряда, т.е. имеют 3 полных 7-ми сегментных знакоместа и еще одну «1» старшего разряда, а также массу специальных символов, характерных для мультиметров: Ом, кОм, мА, V и т.д., и т.п.

Конструктивно представляют собой собственно стекло индикатора, закрепленное в пластиковой рамке с креплениями к печатной плате и снабженное контактным элементом из токопроводящей резины, предназначенным для электрического соединения с той же самой платой. Первый контакт индикатора (отсчитываем слева направо в рабочем положении индикатора) является общим, остальные несколько десятков контактов – сегменты. Индикаторы от M890G пока ждут своего часа, а для Uni-T’овского дисплея была изготовлена переходная плата следующего вида:

Как видно, ничего особенного, просто способ закрепить индикатор и сделать доступными для пайки все его контакты. Та часть дорожек, которая непосредственно контактирует с индикатором (верхняя половина платы), залужена для обеспечения лучшего контакта. Плата полностью симметрична. Для определения назначения выводов использовался метод высоконаучного тыка, поскольку с документацией на такие компоненты, сами понимаете, дела обстоят довольно грустно. Для «прозвонки» можно использовать и обычный мультиметр, но, как мы уже выяснили, это не сильно полезно для индикаторов (хотя можно не обращать на это внимание при столь непродолжительном воздействии), к тому же, сегменты могут быть неконтрастными либо довольно быстро «рассасываться» (постепенное, но достаточно быстрое пропадание изображения). Поэтому была написана простейшая (даже приводить ее здесь не буду) программа для МК, которая с частотой 100Гц выдавала на два вывода контроллера противофазный меандр: одним из этих выводов касаемся первого контакта индикатора, вторым – поочередно всех остальных, записывая то, что индикатор нам показывает. Всей работы минут на пять.

Ну ладно, индикатор мы как-то подключили, что-то он у нас даже показывает, что дальше? А дальше, поскольку абстрактными изысканиями я заниматься не очень люблю, решено было изготовить на основе (или при участии? :) этого индикатора простейший комнатный термометр. Собственно, контроллер – AТmega8515, датчик – TMP101 (и то, и другое выбрано исходя из наличия), схема – на рисунке:

Программа для МК написана на Си в среде WinAVR, тоже не отличается сложностью, занимается обслуживанием датчика по шине I2C, расчетом температуры, подготовкой данных для вывода на ЖКИ и, собственно, их выводом. Процедура вывода представляет собой инвертирование портов, подключенных к ЖКИ, в теле прерывания по переполнению таймера с частотой около 100Гц. Визуально я не увидел разницы между частотами от 50 до 400Гц, ну а поскольку рекомендаций производителя для этих ЖКИ я не знаю, остановился на 100. Прошивку с исходниками можно заполучить в конце статьи, схему и платы – там же.

Да, при отрицательных температурах термометр работать отказался по причине банального замерзания индикатора, а при температурах 1-2 градуса выше нуля что-то еще показывал, ме-е-е-е-е-дленно так обновляя показания… Ну да не беда, он все же позиционируется как комнатный.

Далее был приобретен индикатор ITS-E0808 производства Intech: габаритный размер 50.80 x 22.86 мм, видимая область 45.72 x 12.70 мм, 4,5 разряда и немножко спецсимволов: данных по нему тоже не густо, но хоть распиновку угадывать не пришлось – и на том спасибо. Этот индикатор имеет проволочные выводы и может впаиваться непосредственно в печатную плату. Поскольку выводов у него тоже довольно много, в качестве разнообразия решено было для управления им использовать сдвиговые регистры 74HC4094. 5 последовательно соединенных регистров дали искомые 40 линий управления (схему рисовать не буду: стандартное каскадное включение сдвиговых регистров можно подсмотреть во многих конструкциях на нашем сайте, так что это останется домашним заданием), управление осуществляется с помощью МК по трем проводам: Data (загружаем последовательные данные), Clock (тактовая частота) и Strobe (установка данных на выходах регистров). Плата разработана односторонней, все перемычки выполнены проволокой (обрезками от выводов резисторов). Получилась вот такая штука.

На рис. 8.8, а показана схема возбуждения сегментов сигналом переменного напряжения . Устройство состоит из двух логических схем И с двумя входами ОО2, 003, инвертора 001 и ключа-формирователя на транзисторе УТ. На коллектор транзистора подается напря­жение, равное двойной амплитуде номинального переменного напряжения возбуждения данного жидкокристаллического индикатора.

На вход 002 подается напряжение возбуждения с частотой = (30.. .50) Гц, а на вход £ШЗ - напряжение гашения с частотой/г = (10...40) кГц. При низком логическом уровне управляющего сигнала открывается 002, и транзистор работает в импульсном режиме с частотой, соответствующей частоте возбуждения ЖК-сегмента. Управляющий сигнал с высоким логическим уровнем, поступающий с дешифратора на управляющий вход, от­крывает Б03. В результате устройство формирует напряжение повышенной частоты, на ко­торую ЖК-сегмент не реагирует. С учетом того, что устройство управления должно быть соизмеримо по потребляемой мощности с ЖК-индикатором, все логические схемы выпол­нены на основе КМДП-структур.

Кроме описанного, используется также другой тип устройства возбуждения ЖК-инди - каторов (рис. 8.8, б). На входе логических схем 002 и 003 от внешнего генератора подают­ся импульсные напряжения с частотой/в = (15...20) Гц, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 180°. В зависимости от уровня управляющего сигнала на сегмент индикатора через ключ-формирователь (транзистор УТ) прикладывается напряжение прямоугольной формы, прямое либо сдвинутое по фазе. На общий электрод индикатора через другой ключ- формирователь (транзистор УТ2) постоянно подается сигнал одной фазы.

При совпадении фаз на электродах сегмента последний не возбуждается, при различии фаз происходит возбуждение сегмента. Отметим, что фазовый способ управления позволяет уменьшить напряжение питания индикатора в два раза.

При использовании многоразрядных индикаторов требуется большое число внешних соединений, необходимых для управления сегментов. Это заставляет прибегнуть к созда­нию мультиплексорного управления. На рис. 8.9 показан принцип управления четырехраз­рядным индикатором с разделенными общими электродами для каждого разряда, который заключается в объединении идентичных сегментов по всем разрядам и последовательной адресацией данных в соответствующие разряды. Процесс отображения четырехразрядного числа осуществляется по тактам. В каждом такте переменное управляющее напряжение прикладывается к шине управления сегментов и к линии общего электрода того разряда, ко­торый возбуждается в данном тракте. Благодаря большому времени релаксации жидких кристаллов, цифры разрядов в период между тактами возбуждения продолжают читаться без приложения напряжения.

ИЖЦ71-5/7; ИЖЦ72-5/7

Цифровые пятиразрядные индикаторы ИЖЦ71 -5/7 и ИЖЦ72-5/7 с децимальной точкой в каждом разряде и встроенным микросхемным блоком управления предназначены для отображения цифровой информации в аппаратуре, устанавливаемой вне помещения (счетчики газа, жидкого топлива, электроэнергии, уличные термометры и т. п.).

Конструктивно индикатор представляет собой в общем виде две плоские тонкие стеклянные пластины, герметично склеенные по периметру с малым зазором, заполненным холодоустойчивым жидкокристаллическим веществом.

Работа индикатора основана на твист-эффекте в жидких кристаллах, для чего в конструкции предусмотрены два поляроида - две тонкие пленки, обладающие свойством поляризации проходящего через них света. Твист-эффект - это явление вращения плоскости поляризации поляризованного света тонким (около 20 мкм) слоем жидких кристаллов, исчезающее при действии на этот слой электрического поля. Плоскости поляризации света, обеспечиваемой каждым из поляроидов, взаимно перпендикулярны (их называют скрещенными).

Вообще говоря, система из скрещенных поляроидов света не пропускает, но если между ними разместить слой жидких кристаллов, в свою очередь, вращающий на 90 град, плоскость поляризации света, система становится прозрачной. Под действием электрического поля на какой-либо участок слоя жидких кристаллов они теряют способность вращать плоскость поляризации света и пропускание света прекращается. Зрительно это воспринимается как появление на светлом фоне темного, непрозрачного участка.

Электрическое поле должно быть знакопеременным, в противном случае в слое жидких кристаллов возникает электролитический процесс, приводящий к резкому сокращению срока их службы.

Индикатор ИЖЦ71-5/7 рассчитан для работы на отраженном свете, для чего на тыльную сторону прибора нанесено зеркальное покрытие. Индикатор ИЖЦ72-5/7 - полупрозрачный и работает на просвет, однако его можно перевести в отражательный режим, если установить позади прибора вплотную к нему зеркальную пластину.

Прибор снабжен двадцатью жесткими лужеными выводами квадратного сечения для подачи внешних сигналов. Внешний вид индикатора представлен на рис. 1. Масса прибора - не более 60 г.

Цоколевка индикатора представлена в табл.1.

Блок управления индикатора построен на основе бескорпусной сорокаканальной микросхемы КБ1835ИД1-4 структуры КМОП.

Как было указано, в индикаторе применено холодоустойчивое жидкокристаллическое вещество, допускающее нормальную работу прибора вплоть до температуры -30°С. При температуре ниже -30°С время смены информации на табло заметно увеличивается.

Необходимое быстродействие индикатора при температуре в пределах -30...-40°С обеспечивает специальный подогреватель, питающийся током. Это устройство выполнено на основе металлокерамики, имеет собственные выводы и поставляется отдельно от индикатора.

Для того чтобы предохранить поляроид индикатора, размещенный на его лицевой стороне, от повреждений при хранении и монтаже, табло на заводе-изготовителе прикрывают защитной пленкой. Перед началом эксплуатации прибора защитную пленку следует удалить.

Первые три буквы наименования индикатора означают Индикатор Жидкокристальный Цифровой, число 71 - порядковый номер разработки, цифра 5 - число разрядов, а 7 - число элементов изображения в разряде.

  • Потребляемый ток, мА, не более, при напряжении питания 5 В, частоте перезаписывания 100 Гц и частоте смены полярности возбуждения 100 Гц......0,2
  • Входное напряжение информационных сигналов в состоянии высокого уровня......4,5...5
  • низкого уровня......0...0,5
  • Входной ток цепей логических сигналов, мкА, не более......5
  • Время реакции, мс, не более......150
  • Время релаксации, мс, не более......150
  • Напряжение питания логических цепей, В......4,5...5,5
  • Рабочий температурный интервал, °С без подогревателя... -30...+65
  • с подогревателем.....-40...+65
  • Основные технические характеристики подогревателя
  • Сопротивление элемента, Ом......100...160
  • Мощность, потребляемая подогревателем при выходе на установившийся режим, Вт, не более......6
  • Мощность, потребляемая подогревателем в установившемся режиме, Вт, не более......3
  • Максимально допустимая температура элемента, °С.....+70

Внешнюю информацию индикатор принимает по восьмиразрядной линии DO - D7 по тактирующему сигналу CWR. После введения информации о всех элементах изображения во входной регистр блока управления (в течение пяти тактовых импульсов записи байта) на вход "Перезаписывание" поступает импульс WR, обеспечивающий перезаписывание информации из входного регистра в регистр хранения. Временные диаграммы, иллюстрирующие работу блока управления, представлены на рис. 2.

Из регистра хранения информация поступает в выходные формирователи, отвечающие за включенное или выключенное состояние элементов первого кадра в соответствии с принятой внешней информацией.

Новая информация второго кадра проходит тот же путь и поступает на табло. Таким образом, можно сказать, что блок управления имеет память на две страницы - одна хранит информацию о принятом кадре, а другая в это время записывает информацию о следующем кадре.

Формирование знакопеременного (без постоянной составляющей) возбуждающего индикатор напряжения происходит по сигналам COSL.

Функция "Инверсия выходной информации" предоставляет пользователю возможность подачи на индикатор информации как в прямом виде (когда высокому уровню на информационном входе соответствует включенный элемент табло), так и в инверсном (когда элемент табло включается низким входным уровнем). Прямое введение соответствует низкому уровню на входе Iп, а инверсное - высокому.

"Выход эстафетного сигнала" при использовании одиночного индикатора оставляют свободным. Если же необходимо наращивание числа разрядов индикации, рядом устанавливают второй такой же индикатор, а выв. 20 первого соединяют с внешним управляющим блоком.

Для индикаторов этого и других типов, способных работать в проходящем свете, выпускают специальные модули подсветки с лампами накаливания.

Жидкокристаллические индикаторы всех типов следует предохранять от длительного воздействия прямых солнечных лучей - это может привести к необратимой деструкции жидких кристаллов. По этой же причине следует оберегать индикаторы от статического электричества и перегревания при пайке.

ИЖЦ35-6/7

Шестиразрядные цифровые индикаторы ИЖЦ35-6/7 предназначены для отображения выходной информации в карманной электронной аппаратуре медицинского назначения с автономным питанием. Кроме шести цифровых разрядов, на табло размещены шесть мнемонических элементов. Работа индикатора основана на твист-эффекте. Прибор рассчитан на работу в отраженном свете; цвет изображения - черный, фон - светлосерый. Режим управления - статический.

Корпус - стеклянный, плоский (рис. 3). Выводы представляют собой прозрачные (на рисунке условно показаны черными) проводящие полосы - площадки, напыленные на стекло корпуса с лицевой стороны. Подключение индикатора к цепям устройств выполняют с помощью двух контактных резиновых гребенок, составленных из чередующихся проводящих и непроводящих участков.

Контактные площадки (их общее число - 52) размещены в два ряда, по одному на каждой длинной стороне корпуса. Если смотреть на табло прибора спереди (выступ-ключ на корпусе должен быть слева), то нижний ряд будет первым, верхний - вторым. Нумерация выводов в первом ряду (с 1 -го по 26-й) идет слева направо, а во втором (с 27-го по 52-й) - справа налево.

Цоколевка индикатора ИЖЦ35-6/7 (нумерация разрядов на табло увеличивается слева направо): выв. выв.

  • 1 - общий; выв.
  • 2 - элемент g разряда 1;
  • выв. 3 - е1;
  • выв. 4 - d1;
  • выв. 5 - с1;
  • выв. 6 - g2;
  • выв. 7 - е2;
  • выв. 8 - d2;
  • выв. 9 - с2;
  • выв. 10 - децимальная
  • точка разряда 2;
  • выв. 11 - g3;
  • выв. 12 - еЗ;
  • выв. 13 -d3
  • выв. 14 - сЗ;
  • выв. 15 -g4;
  • выв. 16 -е4
  • выв. 17 - d4;
  • выв. 18 - с4;
  • выв. 19 - g5
  • выв. 20 - е5;
  • выв. 21 - d5;
  • выв. 22 - с5
  • выв. 23 - g6;
  • выв. 24 - е6;
  • выв. 25 - d6
  • выв. 26 - с6; выв.27 - b6;
  • выв. 28 - а6
  • выв. 29 - f6;
  • выв. 30 - Д;
  • выв. 31 - Е
  • выв. 32 - b5;
  • выв. 33 - а5;
  • выв. 34 - f5
  • выв. 35 - Г;
  • выв. 36 - 3;
  • выв. 37 - b4
  • выв. 38 - а4;
  • выв. 39 - f4;
  • выв. 40 - bЗ
  • выв. 41 - В;
  • выв. 42 - аЗ;
  • выв. 43 - f3
  • выв. 44 - Ж;
  • выв. 45 - b2;
  • выв. 46 - Б
  • выв. 47 - а2;
  • выв. 48 - f2;
  • выв. 49 - b1
  • выв. 50 - А;
  • выв. 51 - а1;
  • выв. 52 - f 1.

Масса индикатора - не более 2 г.

Основные технические характеристики индикатора при Токр.ср = 25°С

  • Собственный яркостный контраст, %, не менее......83,3
  • Потребляемый ток, мкА, не более......2,5
  • Номинальное напряжение управления, В......2,8
  • Номинальная рабочая частота управляющего напряжения, Гц. .32
  • Время релаксации, мс,не более......300
  • Угол обзора, град......45
  • Срок сохраняемости, лет, не менее......6

Предельные эксплуатационные значения

  • Напряжение управления, В....2,6...3,1
  • Рабочая частота управляющего напряжения, Гц......30...64
  • Рабочий температурный интервал,°С......-1...+55

Основной параметр всех жидкокристаллических индикаторов, отражающий качество их работы, - контраст знака по отношению к фону. Контраст К определяют как отношение значений интенсивности света, выходящего из индикатора, в исходном и возбужденном состояниях. Этот параметр измеряют с помощью специальной оптической установки, основой которой служит микроскоп с встроенным фотоэлектронным умножителем тока на выходе.

Контраст вычисляют в процентах по формуле: К = (IФ - I3) 100/ Iф, где Iф - ток фона - выходной фототок электронного умножителя при выключенном индикаторе; l3 - ток знака - выходной фототок умножителя при возбужденном номинальным управляющим напряжением индикаторе (если изображение знака темнее фона табло).

Контраст выражают иногда в относительных единицах; в этих случаях из указанной формулы выпадает сомножитель 100.

ИЖЦ4-12/7

Двенадцатираэрядные цифровые твистэффектные индикаторы ИЖЦ4-12/7 работают на отражение света и предназначены для отображения информации в многофункциональных телефонных аппаратах и таксофонах. Цвет изображения - черный, фон - светлосерый. Режим работы индикатора - мультиплексный.

Кроме цифровых разрядов, на табло прибора размещены в строку семь слов, управляемых каждое так же, как и отдельный элемент разряда.

Прибор способен нормально работать при низких значениях температуры окружающей среды - до -30°С. Это достигнуто применением морозостойкого жидкокристаллического материала.

Корпус индикатора - стеклянный плоский (рис. 4); выводы - жесткие, луженые. Масса - не более 80 г.

Если расположить прибор лицевой стороной к себе и выводами вниз, то крайним слева окажется выв. 1, а крайним справа - выв. 39. Нумерация разрядов на табло увеличивается слева направо.

Цоколевка индикатора представлена в табл. 2 (цифровые разряды) и табл. 3 (слова).

Основные технические характеристики при Токр.ср = 25°С

  • Собственный яркостный контраст, отн. ед., не менее......0,9
  • Потребляемый ток, мкА, не более......50
  • Номинальное напряжение управления, В......3
  • Номинальная рабочая частота управляющего напряжения, Гц......64
  • Время реакции, мс, не более......200
  • Время релаксации, мс, не более......200
  • Минимальная наработка на отказ, ч......50 000
  • Минимальный срок сохраняемости, лет......4
  • Предельные эксплуатационные значения
  • Напряжение управления, В... .2,5...3,5
  • Рабочая частота управляющего напряжения, Гц......44...84
  • Рабочий температурный интервал, °С......-30...+55

Как было указано, индикатор рассчитан на мультиплексный режим управления с тактовым соотношением 1:3. Это означает, что после каждого временного такта возбужденного состояния того или иного элемента изображения следуют три такта отсутствия управляющего напряжения. В результате инерционности жидкокристаллического вещества яркостный контраст за это время не успевает заметно измениться. Далее процесс повторяется с тем же тактовым соотношением.

ИЖВ74-160Х16; ИЖВ76-160Х16

Буквенно-цифровые матричные индикаторы ИЖВ74-160х 16 и ИЖВ76-160Х16 со встроенным блоком управления предназначены для отображения буквенной и цифровой информации в портативной измерительной и вычислительной аппаратуре. Индикаторы ИЖВ74-160Х16 работают на отражение света, а ИЖВ76-160Х16 - на просвет. В основе работы индикаторов лежит твист-эффект. Включенные элементы изображения выглядят черными на светло-сером фоне.

На табло прибора размещены две строки длиной 149,1 мм, состоящие из 32 знакомест в каждой. Знакоместо имеет матричную структуру из 7X5 элементов прямоугольной формы. Размеры элемента 0,8x0,6 мм, размеры знакоместа 6,2x3,4 мм. Под каждой из строк расположена так называемая курсорная строка, состоящая из одинарного ряда элементов тех же размеров. Эти строки позволяют формировать перемещающиеся метки-указатели того или иного знака в строке.

Корпус индикаторов - стеклянный плоский (рис. 5,а). Выводы для приема сигналов управления выполнены в виде печатных токопроводящих дорожек из фольги на двух тонких (толщиной около 0,1 мм) гибких лентах из полиимида. На одной ленте - 12 выводов (эта группа обозначена Х1), на другой - 21 (Х2). Шаг выводов - 1,25 мм; ширина выводов - 0,6 мм.

Выводы сформированы на крайнем обрезе полиимидных лент справа от корпуса (если смотреть на лицевую сторону индикатора). Форма лент такова, что снизу оказывается лента с выводами группы Х2, причем их проводящая сторона обращена назад, а сверху - лента с выводами группы Х1, обращенными вперед.

На рис. 5,6 показано крупно расположение элементов знакомест индикатора. Размеры индикационного поля - 149,1X16,1 мм. Масса индикатора - 100 г.

В наименовании прибора буква В обозначает в принятой системе буквенно-цифровую группу индикаторов, числа 74 или 76 - порядковые номера разработки, а 160 и 16 указывают на число столбцов и строк соответственно, образующих информационное поле индикатора. Каждый элемент изображения образуется на пересечении своих строки и столбца.

Цоколевка индикатора представлена в табл. 4.

Основные технические характеристики при Токр.ср = 25 °С

  • Собственный яркостный контраст, отн. ед., не менее......0,75
  • Входное напряжение низкого логического уровня, В......0...0.5
  • Входное напряжение высокого логического уровня, В......4,5...5,5
  • Время реакции, мс, не более......200
  • Время релаксации, мс, не более......200

Предельные эксплуатационные значения

  • Напряжение питания логического блока индикатора, В......4,5...5,5
  • Тактовая частота управляющего логического блока, кГц......50...400
  • Рабочий температурный интервал окружающей среды, °С......-1...+55
  • Предельные значения температуры,°С......-45; +60

Встроенный логический блок управления строками и столбцами индикатора выполнен на бескорпусных микросхемах КБ1835ИД1-4 структуры КМОП. Каждая микросхема способна обслуживать 40 каналов (строк или столбцов). Временные диаграммы, иллюстрирующие работу блока, показаны на рис. 6.

Введение информации во входной регистр происходит параллельно-последовательно по входной восьмиразрядной линии D0 - D7 и тактируется сигналом CWR. За 20 тактов записывается входная информация о всех 160 элементах одной строки.

По фронту импульса WR входная информация параллельно переписывается из входного регистра в выходной. Этот же сигнал, поданный на узел управления строками, начинает сканировать следующую строку с ее начала. Процесс записи протекает слева направо вдоль по строке и сверху вниз по столбцам. Начальный бит D0 в каждом байте отображается слева.

Кадровую синхронизацию (установку начала развертки в левый верхний угол индикационного поля перед передачей кадра) обеспечивают импульсы SR, подаваемые на индикатор с внешнего блока управления. Формированием знакопеременного напряжения возбуждения индикатора управляет сигнал COSL

Кроме этого, на узел управления столбцами необходимо подать сигнал In. Если на входе In низкий уровень, то высокому уровню на входах D0 - D7 будут соответствовать включаемые элементы изображения, а низкому - не-включаемые. При высоком уровне на входе In, наоборот, высокому уровню на входах D0 - D7 соответствует невключение элементов, а низкому - включение. Для возбуждения элементов отображения используют шестиуровневый оптимизированный режим. Выходные цепи узла управления строками питаются по двум парам входов группы Х1 - U1, U2, U5, U6, а для узла управления столбцами - U1, U3, U4, U6 группы X2. Напряжение питания - от Uпит до -10 В. Эти сигналы формирует либо внешний блок управления, либо набор внешних резистивных делителей.

Принцип расчета значений U1 - U6 напряжения питания подробнее изложен ниже, при описании индикаторов ИЖГ96-240Х80 и ИЖГ97-240Х80.

ИЖГ96-240Х80; ИЖГ97-240Х80

Графические индикаторы ИЖГ96-240Х80 и ИЖГ97-240Х80 со встроенным блоком управления предназначены для отображения буквенной, цифровой и графической информации в портативной измерительной и вычислительной аппаратуре.

Индикатор ИЖГ96-240Х80 отражательный, а ИЖГ97-240Х80 - просветный. В основу работы приборов положен супертвист-эффект. Этим термином, бытующим в научно-технической литературе последние несколько лет, обозначают тот же твист-эффект, но реализованный в конструкциях более высоких технологий с более совершенными материалами. Супертвист-эффект обеспечивает более высокий контраст изображения и большее быстродействие.

Цвет включенных элементов на табло рассматриваемых приборов - темно-синий на светло-желто-зеленом фоне. Размеры индикационного табло - 131,9x43,9 мм.

Корпус - плоский стеклянный (рис. 7,а). Выводы выполнены в виде печатных фольговых дорожек на двух гибких лентах из полиимида. На одной ленте 12 выводов (группа Х1), на другой - 21 (Х2). Шаг выводов 1,25 мм, ширина выводов 0,6 мм.

Ленты выведены на правую сторону индикатора (если смотреть на лицевую сторону его табло), причем снизу находится лента с выводами группы Х2 проводящей стороной назад, а сверху - лента с группой Х1 проводящей стороной вперед.

На рис. 7,б показаны взаимное расположение и размеры элементов изображения на табло индикатора. Элементы изображения - точки квадратной формы - размещены на поле равномерно. Размеры одного элемента - 0,45x0,45 мм.

Масса индикатора - не более 80 г.

Буква Г в наименовании индикатора указывает на способ отображения информации - графический, числа 96 и 97 - порядковые номера разработки, а 240 и 80 - числа столбцов и строк соответственно, образующих информационное поле прибора.

По цоколевке индикаторы ИЖГ96-240Х80 и ИЖГ97-240х80 аналогичны ИЖВ74-160х16 и ИЖВ76-160Х16 (см. табл. 4).

Основные технические характеристики при Токр.ср=25°С

  • Собственный яркостный контраст, отн. ед., не менее......0,8
  • Ток, потребляемый логическим блоком управления, мА, не более......2
  • Ток, потребляемый выходными цепями блока управления, мА, не более......2
  • Входной ток информационных и логических входов, мкА, не более......20
  • Номинальное напряжение питания управляющего логического блока, В......5
  • Номинальная тактовая частота логической части управляющего блока, кГц......200
  • Время реакции, мс, не более......500
  • Время релаксации, мс, не более......500
  • Минимальная наработка на отказ, ч......3000
  • Минимальный срок сохраняемости, лет......4

Предельные эксплуатационные значения

  • Напряжение питания управляющего логического блока, В......4,5...5,5
  • Входное напряжение низкого логического уровня, В......0..0,5
  • Входное напряжение высокого логического уровня, В......4...5,5
  • Тактовая частота, кГц......120.. .400
  • Минимальная кадровая частота, Гц......50
  • Частота смены полярности напряжения возбуждения, Гц......100...500
  • Рабочий температурный интервал, °С......-1...+55
  • Предельные значения температуры окружающей среды, °С.......-45; +60

Встроенный логический блок управления строками и столбцами выполнен на бескорпусных микросхемах КБ1835ИД1-4. Общий принцип управления строками и столбцами таков же, как и у ИЖВ74-160Х16. Выходные цепи узле управления строками питаются также но пределы напряжения питания несколько шире - от Uпит до -12 В.

Диаграммы сигналов, формируемых узлами управления по строкам и столбцам и прикладываемых к выводам индикатора, изображены на рис. 8.

Значения U1-U6 напряжения питания узлов управления строками и столбцами (формируемые внешним блоком) должны удовлетворять следующим соотношениям: U1≤Uпит; U2=U1-U0; U3=U1-2U0; U4=U1-(a-1)U0; U5=U1-U0; U6≥-12 В, где Uпит=5±0,5 В; a=√n-9 - коэффициент оптимизации; п=80 - степень мультиплексирования (или, иначе, скважность сканирования строк); U0 - начальное напряжение, определяемое индивидуальными характеристиками индикатора и лежащее в пределах 1 ...2 В; типовое значение - 1,3 В.

Равенство разностей U1-U2=U2-U3= U4-U5=U5-U6=U0 должно быть обеспечено с точностью не менее ±1%. Точность задания коэффициента оптимизации должна находиться в пределах ±5%.

Все, что касается выбора значений напряжения питания выходных цепей узлов управления строками и столбцами, в равной мере относится и к индикаторам ИЖВ74-1 60х 16 и ИЖВ76-160х 16.

На рис. 9 показана зависимость собственного яркостного контраста от напряжения U1-U6. На рис. 10 - 12 изображены зависимости тока, потребляемого индикатором, от различных параметров - от напряжения U1-U6, от частоты fcwr и fcosi. соответственно.

Читайте и пишите полезные
Случайные статьи

Вверх