ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
Oct 29/9 30/9 # Rohde supersquare
6/2-15/5 # Period: start idag om möjligt 6/2—15/5 egen prenannons, över- och  underdeldel

ETNtv

Watch ECF videos

 
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Ziphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

logotypen

 2022  # square  (4)
TMSNet  advertisement
ETNdigi
Mar Apr May Jun # Farnell sajt skyskrapa
Mar 1-9/4 # Ansys sajt
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Tweet

TECHNICAL ARTICLES

Mikro-ohjain ohjaa suoraan nestekidepaneelia

Tietoja
Kirjoittanut Mary Tamar Tan ja Rodger Richey, Microchip
Julkaistu: 09.09.2016
  • Suunnittelu & ohjelmointi

Mikro-ohjaimeen integroitu LCD-näytönohjain tarjoaa suoraviivaisen tavan ohjata nestekidepaneelia. Sisäinen biasointi, kontrastinsäätö ja tehonsäästöpiirit poistavat ulkoisten komponenttien tarpeen. Suunnittelijat voivat joustavasti hyödyntää näitä ominaisuuksia tinkimättä näytön laadusta.

Artikkelin kirjoittajista Mary Tamar Tan toimii sovellusinsinöörinä Microchip Technology -yhtiössä. Rodger Richey puolestaan johtaa Microchipin teknologioiden ja uusien tuotteiden kehitysosastoa.

Viime vuosina nestekidenäytöt (LCD) ovat jatkuvasti kasvattaneet suosiotaan muihin näyttötekniikoihin nähden lukuisten etujensa ansiosta. Näyttöjen ohjaus on myös käynyt entistä helpommaksi, koska markkinoille on tuotu runsaasti 8-bittisiä mikro-ohjaimia, joissa näytönohjain on valmiiksi integroituna. Näiden LCD-ohjainten näkyvimpiä piirteitä ovat kontrastinsäätö sekä useat ohjausaaltomuodot, biasointimenetelmät ja tehonsyöttömuodot.

Nämä piirit voivat suoraan ohjata segmentoituja näyttöjä, jotka sisältävät kirjaimia, numeroita sekä erilaisia merkkejä ja kuvakkeita. Ne soveltuvat erityisesti kustannustehokkaaseen suunnitteluun. Hyvä esimerkki on Microchipin PIC-mikro-ohjainten perhe, johon kuuluu 28-, 40-, 64-, 80- ja 100-nastaisia piirejä, jotka poistavat useiden ulkoisten oheiskomponenttien tarpeen.

LCD-näytönohjain tuottaa ajoitusohjauksen staattiselle tai multipleksoidulle nestekidepaneelille, jossa voi olla enimmillään 64 segmenttiä neljässä tai kahdeksassa ryhmässä. Kuva 1 esittää tyypillisen LCD-ohjaimen lohkokaaviota.

Kuva 1: Tyypillisen LCD-ohjaimen lohkokaavio.

Näytönohjaukseen tarvittavien LCD-rekisterien määrä vaihtelee riippuen segmenttien ja segmenttiryhmien yhteisten liitäntänastojen (common) lukumäärästä, joita näyttöön liitettävä laite enintään kykenee ohjaamaan.

Ajoituksen ohjauslohko

Kuten kuvasta 1 nähdään, ajoituksen ohjauslohko käsittää LCD-ohjausrekisterin (LCDCON), LCD-vaiherekisterin (LCDPS) ja LCD-segmenttien enable- eli sallintarekisterit (LCDSEx). LCDCON-rekisteri ohjaa yleisesti moduulin toimintaa. Kun moduuli on konfiguroitu, LCDEn-bittiä käytetään sallimaan tai estämään LCD-moduulin toiminta. Se voidaan asettaa myös lepotilaan nollaamalla SLPEn-bitti. Bitit määrittelevät näytölle syötettävän kellosignaalin lähteen, ja valitun konfiguraation tulee noudattaa näyttölevyn ohjauskaaviota.

LCDPS-rekisteri määrittää näytölle syötettävän kellosignaalin esiskaalauksen sekä aaltomuodon. Esiskaalauksen valintabitit vaikuttavat suoraan näytön kuvataajuuteen, joten ne on asetettava juuri oikealla tavalla näytön haamukuvien tai välkkymisen välttämiseksi.

LCDSEx-sallintarekisterit määrittävät liitäntänastojen toiminnot. Asettamalla tietyn segmentin sallintabitti ykköseksi määrätään kyseinen nasta LCD-ohjausta varten. Vastaavasti nollaamalla kyseisen segmentin sallintabitti nasta määrätään toimimaan IO-liitäntänä.

Datalohko

Ajastusohjauslohkon lisäksi kaikissa PIC LCD -moduuleissa on myös kuvassa 1 näkyvä datalohko, joka koostuu LCDDATAx-rekistereistä. Kun moduuli on alustettu nestekidepaneelia varten, näiden rekisterien yksittäiset bitit nollataan tai asetetaan ykköseksi edustamaan kirkasta tai tummaa pikseliä vastaavasti.

Erityisiä rekisteriryhmiä käytetään erillisiä segmenttejä ja segmenttiryhmien yhteisiä common-signaaleja varten. Kukin bitti edustaa ainutlaatuista yhdistelmää, jossa tietty segmentti kytketään tietyn ryhmän yhteiseen common-liitäntään.

Biasointilohko

Esiasetusjännitteiden eli biasoinnin muodostamiseksi on käytettävissä lähinnä kaksi menetelmää, tikapuumainen vastusketju tai varauspumppu, jotka kumpikin voidaan toteuttaa joko sisäisesti tai ulkoisesti. LCDref-rekisteri määrittää, onko käytössä sisäinen vai ulkoinen biasointi. LCDIRE-bitin asettaminen mahdollistaa sisäisen biasoinnin käytön.

Kun sisäinen referenssijännite on käytössä, näytön kontrastia voidaan säätää ohjelmallisesti konfiguroimalla LCDCST-bittejä, jotka joissakin piireissä on sijoitettu erilliseen rekisteriin. Kontrastisäädön tehonsyöttö voidaan valita LCDDIRS-bittien avulla. LCDref-rekisteri määrittää myös, mitä biasointinastoja käytetään sisäisesti tai ulkoisesti eri biasointitasojen muodostamiseksi.

LCDRL-rekisteri tarjoaa mahdollisuuden biasoinnin tehonsyötön eri muotojen ja niiden vaatimien aikavälien ohjaamiseen.

Varauspumpun käyttöönotto vaatii vain LCDreg-rekisterin konfiguroinnin. Kun varauspumpun käyttö on sallittu, näytön kontrastia voidaan säätää bias-bittien avulla. Regulaattori tukee joko staattista tai 1/3-biasointia, joka valitaan nollaamalla tai asettamalla kyseinen bitti. Regulaattorille tulee myös syöttää oma kellosignaalinsa CLKSEL-bittien kautta.

Kuvataajuus

LCD-näytön kuvataajuus tarkoittaa nopeutta, jolla segmenttejä ja yhteisnastoja ohjaavat lähdöt vaihtavat tilaansa. Kellosignaalilähteen valinta riippuu siitä, millaista konfiguraatiota kellon valintabiteissä käytetään. PIC-mikro-ohjaimilla on yleensä kolme eri kellovaihtoehtoa nestekidenäyttöjä varten.

Kuvataajuus voi periaatteessa vaihdella välillä 25 – 250 Hz, mutta yleensä se valitaan väliltä 50 – 150 Hz. Suuri taajuus lisää laitteen tehonkulutusta ja haamukuvien riskiä. Alimmat taajuudet puolestaan voivat aiheuttaa näytön välkkymistä.

Kellosignaalit

Tyypillisesti kolme vaihtoehtoista kellosignaalin lähdettä moduuleille ovat nopea RC-tyyppinen sisäinen oskillaattori FRC, kakkososkillaattori SOSC ja sisäinen LPRC-oskillaattori. Joillekin piireille kellolähteinä ovat kuitenkin järjestelmäkello, ykkösajastinoskillaattori sekä sisäinen RC-oskillaattori. Kuvasta 2 nähdään, kuinka kellosignaalit tyypillisesti generoidaan LCD-oheislaitetta varten.

Kuva 2: Kellosignaalien generointi LCD-oheislaitteelle.

Kullekin kellolähteelle valittu jakosuhde tuottaa noin yhden kilohertsin lähtösignaalin. Esimerkiksi jos lähteenä on 8 megahertsin FRC-oskillaattori, sen taajuus pitää jakaa luvulla 8192, jotta lähtöön saadaan noin 1 kHz signaali. Tämä jakajapiiri ei kuitenkaan ole ohjelmoitava. Sen sijaan LCDPS-rekisterin esiskaalausbittien avulla kellotaajuus voidaan asettaa oikeaksi. Nämä bitit määrittelevät skaalauksen jakosuhteen ja lopullisen kellotaajuuden halutuksi.

Tyypillisesti kahta kolmesta kellolähteestä voidaan pitää taustalla edelleen käynnissä, kun prosessori on lepotilassa.

Aaltomuodot

Käytettävä LCD-näyttö voidaan karakterisoida MUX-suhteen ja biasoinnin perusteella, mutta lisäksi tarvitaan informaatio näytönohjaukseen käytettävistä aaltomuodoista. LCD-aaltomuodot generoidaan niin, että vaihtojännite tumman pikselin yli maksimoidaan ja kirkkaan pikselin yli minimoidaan. Tasajännitteen tulisi olla kaikkien pikselien yli nolla volttia. LCD-näyttöjä voidaan ohjata A- tai B-tyyppisellä aaltomuodolla.

A-tyypin aaltomuodossa vaihe muuttuu kussakin segmenttiryhmässä, kun taas B-tyyppisen aaltomuodon vaihe muuttuu kunkin kuvataajuusjakson rajalla. Näin ollen A-tyyppinen aaltomuoto säilyttää 0 V tasajännitteen yhden kuvajakson yli ja B-aaltomuoto vaatii kaksi kuvajaksoa. Kuva 3 esittää molemmat aaltomuodot biasoinnin ja MUX-suhteen arvolla 1/3.

Kuva 3: Näytönohjauksen A- ja B-tyyppiset aaltomuodot.

Tietyn pikselin yli vaikuttava jännite on suuruudeltaan COM-nastan ja SEG-nastan jännitteiden erotus. Jos tämä jännite on yhtä suuri tai suurempi kuin kynnysarvo Von, niin pikseli on näkyvä. Jos jännite on yhtä suuri tai pienempi kuin kynnysarvo Voff, niin pikseli on näkymätön.

Näytön kontrasti voidaan määrittää laskemalla erottelusuhde, joka on näkyvän pikselin tehollisarvoisen jännitteen (RMS) suhde näkymättömän pikselin tehollisarvoiseen jännitteeseen. Segmenttikartta tarjoaa yksinkertaisen ja järjestelmällisen tavan määrittää, mitkä pikselit ovat näkyviä ja mitkä näkymättömiä.

Biasointi ulkoisilla vastuksilla

Tikapuumainen vastusketju on yleisin tapa muodostaa suuremmat VDD-jännitteet ulkoista biasointia varten. Siinä käytetään hinnaltaan edullisia vastuksia, joiden muodostaman tikasketjun avulla voidaan tuottaa monitasoiset LCD-jännitteet. Näytettävien pikselien lukumäärästä riippumatta virrankulutus pysyy vakiona.

Vastusten resistanssiarvot määritetään näyttötyypin ja sen tehonkulutuksen mukaan. Näytön laatu riippuu näytönohjaimen aaltomuodosta. Koska nestekidepaneeli edustaa kapasitiivista kuormaa, aaltomuoto säröytyy varaus- ja purkausvirtojen vaikutuksesta. Säröytymistä voidaan vähentää pienentämällä vastusketjussa käytettävien vastusten resistanssiarvoa.

Tämä muutos kuitenkin lisää näytön tehonkulutusta, koska vastusten läpi kulkeva virta kasvaa. Jos LCD-paneelin kokoa kasvatetaan, resistanssiarvoa on vastaavasti pienennettävä, jos kuvanlaatu halutaan säilyttää samalla tasolla.

Joskus varaus- ja purkausvirtojen aiheuttamaa näytön vääristymää voidaan vähentää kytkemällä ylimääräiset kondensaattorit vastusten rinnalle. Tämä menettely toimii rajoitetusti vain tiettyyn pisteeseen asti, minkä jälkeen suuri resistanssi ja suuri kapasitanssi yhdessä alkavat muuttaa jännitetasoa, mikä heikentää näytön laatua. Ulkoinen kontrastinsäätö voidaan muodostaa lisäämällä kytkentään potentiometri.

Sisäiset biasointivastukset

Jotta vältyttäisiin ulkoisten komponenttien lisäämiseltä ja voitaisiin samalla säästää jopa kolme liitäntänastaa, PIC-ohjaimet tarjoavat sisäiset biasointivastukset ja sisäisen kontrastinsäädön. Tässä toimintamuodossa ei käytetä erillisiä vastuksia, vaan hyödynnetään piirin sisäistä vastustikapuu-ketjua, joka on mitoitettu tuottamaan biasointiin tarvittavat esijännitteet.

Sisäistä vastustikapuuta voidaan käyttää jakamaan näytön biasointijännite kahteen tai kolmeen tasaväliseen jännitteeseen, jotka syötetään LCD-segmenttien nastoihin. Tämän saavuttamiseksi referenssiketju koostuu kolmesta sovitetusta resistanssista.

Kun biasointimuoto 1/2 on käytössä, vastustikkaiden keskimmäinen vastus on oikosuljettu, jolloin synnytetään vain kaksi jännitettä. Tämä muoto vähentää ketjun kokonaisresistanssia, mutta toisaalta lisää virrankulutusta vastaavasti.

back to top
MORE NEWS

Kontron lisäsi nopean ethernetin postimerkin kokoiseen moduuliin

Sulautettujen laitteiden moottorien kehitys on välillä hämmästyttävän nopeaa. Hyvä esimerkiksi kehityksestä on saksalaisen Kontronin uusi moduuli. Mitoiltaan vain 30 x 30 millimetrin sirulle on saatu istutettua kaksi gigabitin ethernet-liitäntää, viiden ytimen Arm-prosessori ja tuki verkon reaaliaikaisten toimintojen ohjaamiseen.

Canatu kasvatti tuotantonopeutensa kaksinkertaiseksi

Hiilinanomateriaalien kehittäjä Canatu on päivittänyt hiilinanoputki- eli CNT-kalvon valmistustaan vastatakseen ADAS-lämmitintuotteiden kasvavaan kysyntään autoteollisuudessa. Canatu lisännyt CNT-linjalleen uutta reaktorikapasiteettia ja nostanut samalla automaatiotasoa.

ChatGPT oppi selaamaan nettiä

OpenAI kertoo ryhtyneensä lisäämään ChatGPT-bottiinsa lisäosia eli plugineja. Niiden avulla chattibotti voi liittyä kolmansien osapuolten lähteisiin ja tietokantoihin. Tärkein lienee lisäosa, jolla botti voi hyödyntää Microsoftin Bing-hakukoneen hakuja.

Mystiikka pois valotutkasta!

Edistyneet kuljettajaa avustavat järjestelmät (ADAS) ja autonominen ajo voivat onnistua, kun ajoneuvoa ympäröivä ympäristö tunnistetaan tehokkaasti autonomisen navigoinnin mahdollistaviin algoritmeihin. Tässä käytetään useita anturimenetelmiä, joiden tiedot yhdistetään yhteen täydentämään toisiaan ja tarjoamaan redundanssia. Näin jokainen tekniikka voi hyödyntää omia vahvuuksiaan ja tarjota paremman yhdistetyn ratkaisun.

Matlab sai parannellun testityökalun

MathWorks on esitellyt uudet versiot Matlab- ja SImuLink-työkaluistaan. Tuttuun tapaan päivitykset sisältävät molempiin uusia ominaisuuksia. Ehkä tärkeimmät uudet toiminnot on tuotu Matlabin testaustyökaluihin

Terveysteknologia ennätysvientiin viime vuonna

Terveysteknologian tuotevienti oli viime vuonna 2,65 miljardia euroa. Kasvua edellisvuodesta oli 6 prosenttia. Terveysteknologia ry:n toimitusjohtaja Saara Hassisen mukaan viime vuonna ala palasi normaalin kasvun aikaan.

Embedded World ylitti järjestäjien odotukset

Sulautetun elektroniikan ammattilaiset kokoontuivat viime viikolla Nürnbergiin alan tärkeimmille messuille. Järjestäjän mukaan Embedded World oli menestys ja kävijämäärä ylitti järjestäjän odotukset.

Piirit alkavat tukea uutta Bluetoothia

Bluetooth Special Interest Group on julkaissut Bluetooth-tekniikan uusimman version. Tekniikan versio 5.4 tuo erityisesti IoT-käyttöön tärkeitä uusia ominaisuuksia, joita piirien valmistajat haluavat nyt hyödyntää. Infineon on yksi ensimmäisiä 5.4-versiota siruissaan tukevia.

Suomen Yhteisverkko sai uuden toimitusjohtajan

DNA:n ja Telian yhteisesti omistaman Suomen Yhteisverkko Oy:n toimitusjohtaja Antti Jokinen jättää tehtävänsä yhtiön palveluksessa. Uudeksi toimitusjohtajaksi on nimitetty huomisesta alkaen Sami Siiki, joka on aiemmin työskennellyt Telian verkoista vastaavana johtajana ja Suomen Yhteisverkko Oy:n hallituksen varapuheenjohtajana.

Neljä kymmenestä pelkää, että tekoäly vie oman työn

ChatGPT osoittaa, ettei tekoälyn kanssa kannata edes yrittää kisata ainakaan missään rutiinitehtävissä. Esimerkiksi muistioiden yhteenvedot tekoäly tekee paremmin ja nopeammin kuin kukaan. AtlasVPN:n esittämän datan perusteella neljä kymmenestä eli lähes joka toinen pelkää, että lopulta tekoäly vie oman työn.

 2022  # mobilbox
TMSNet  advertisement
6/2—15/5 # egenannons mobilbox ecf
Mar Apr May Jun # Rohde mobilbox
Mar Apr May Jun  # Farnell  mobilbox f skyskrapa
Mar 1-9/4 # Ansys sajt

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Mystiikka pois valotutkasta!

Edistyneet kuljettajaa avustavat järjestelmät (ADAS) ja autonominen ajo voivat onnistua, kun ajoneuvoa ympäröivä ympäristö tunnistetaan tehokkaasti autonomisen navigoinnin mahdollistaviin algoritmeihin. Tässä käytetään useita anturimenetelmiä, joiden tiedot yhdistetään yhteen täydentämään toisiaan ja tarjoamaan redundanssia. Näin jokainen tekniikka voi hyödyntää omia vahvuuksiaan ja tarjota paremman yhdistetyn ratkaisun.

Lue lisää...

OPINION

Poliitikot eivät kykene ratkaisemaan autoalan verotusta

Autoalan tiedotuskeskus järjesti tänään Nollasta sataan -paneelikeskustelun, jossa poliitikot keskustelivat sekä liikenteen päästöistä että sen verottamisesta. Paneeli osoitti ennen kaikkea, että poliitikoilla tulee olemaan suuria vaikeuksia laatia kestäviä, tasapuolisia ja järkeviä ratkaisuja ongelmiin.

Lue lisää...

LATEST NEWS

  • Kontron lisäsi nopean ethernetin postimerkin kokoiseen moduuliin
  • Canatu kasvatti tuotantonopeutensa kaksinkertaiseksi
  • ChatGPT oppi selaamaan nettiä
  • Mystiikka pois valotutkasta!
  • Matlab sai parannellun testityökalun

NEW PRODUCTS

  • Lähes gigatavu sekunnissa muistikorteille
  • 65 watin laturiproto nopeasti
  • Intelin ARC-näytönohjaimen saa nyt Rutronikilta
  • Sovellus lataa sähköauton automaattisesti halvimmalla sähkönhinnalla
  • Farnellilta nyt tekoälyä verkon reunalle
 

NEWSFLASH

twitter
ETN_fi @ETN_fi
ETN_fi RT @joeprkns: Last night I used GPT-4 to write code for 5 micro services for a new product. A (very good) dev quoted £5k and 2 weeks. G…
maalis 17 • reply • retweet • favorite
ETN_fi This is why Nokia lost the game in mobile phones - an insiders view https://t.co/NB5Wndkx5p
joulu 12 • reply • retweet • favorite
ETN_fi @OnePlus_FI lahjoittaa Pelastusarmeijalle 50 puhelinta jouluapuun. Iso- Britanniassa samanlainen lahjoitus tehdään… https://t.co/LKdl2Pywie
joulu 07 • reply • retweet • favorite
ETN_fi Finnish PM Sanna Marin: We need to cut our dependence on China. https://t.co/598gQXKvlj #Slush2022 #China #electronics #semiconductors
marras 17 • reply • retweet • favorite
ETN_fi https://t.co/ugg6A09vln Need cm level accuracy in your positioning device? Now you can explore this with #ublox two… https://t.co/5rQNxsAu5V
loka 07 • reply • retweet • favorite
web design services
 

Section Tapet