LCD ima veliko prednosti, kot so nizka delovna napetost, nizka poraba energije, velika količina informacij o zaslonu, dolga življenjska doba, preprosta integracija, enostavna prenosljivost in nizko onesnaženost elektromagnetnega sevanja. Pojavil se je v tehnologiji zaslona in se pogosto uporablja v mobilnih telefonih, izdelkih PDA in ročnih instrumentih. Instrumenti in drugi prenosni elektronski izdelki in naprave.
LCD-krmilno vezje je pomemben del tekočekristalnega prikazovalnega sistema in je vmesniško vezje med računalnikom (ali MCU) in pločevino s tekočimi kristali. Njegova glavna funkcija je, da modulira fazno in maksimalno vrednost potencialnega signala, ki se sprosti na elektrode naprave za prikazovanje tekočih kristalov. Pogostost in drugi parametri za vzpostavitev električnega polja pogona AC. Zaradi velike razlike v specifikacijah LCD je konvencionalna metoda razviti namensko pogonsko vezje za vsak tip LCD. Takšna zasnova odpadlja čas in ima slabo ponovno uporabnost. Iz tega razloga je treba oblikovati jedro IP, ki se lahko uporablja za večino malih krogov LCD-diskov, zato je to težavo treba rešiti z multipleksiranjem jedra IP. Trenutno so samo Yu-Jung Huang in drugi s I-Shou univerze izdelali IP-jedra, ki lahko zaženejo LCD-je različnih velikosti, da bi to funkcijo dosegli z vdelavo vgrajenih mikroprocesorjev v sistem. Vendar ta vgrajeni mikroprocesor naredi sistem bolj zapleten in dražji. IP jedro pogonskega kroga, ki je zasnovan za pogon LCD različnih velikosti, se izvaja s pomočjo FPGA, kar lahko učinkovito odpravi pomanjkljivosti kompleksnosti vezja in visoke stroške.
IP struktura jedrnega sistema
Slika 1 Struktura IP jedrnega sistema
Diagram razporeditve jedrnih kaskad IP
Slika 2 IP jedro kaskadne ureditve
Rezultati simulacije kontrolne funkcije linije
Slika 3 Rezultati simulacije funkcije ukazov vrstice
Rezultati simulacije kontrolne funkcije stolpcev
Slika 4 rezultati simulacije kontrolne funkcije stolpcev
Specifikacija projektiranja
Da bi zadostili dejanskim potrebam večine današnjih manjših aplikacij LCD-prikazovalnika, je v tem papirju zasnovan IP-čip z gonilnim vezjem IP 64-COM (vrstica) in 64-SEG (stolpec) in ima 8-bitno hitrost vzporedni vmesnik MCU. In serijski vmesnik, čip vsebuje RAM, ki shrani podatke zaslona in ima posebej izdelane 10 krmilnih koncev, lahko nadzira udobno in fleksibilno. V glavnem ima naslednje glavne funkcije:
1. Navedite čas merjenja časa skeniranja in prikaz podatkov o signalu za zaslon s tekočimi kristali;
2, podpira neposredno povezavo z MCU v obliki avtobusa;
3, lahko vozi različne lestvice LCD (n & TImes; m), n je lahko stalna vrednost (n = 0 ~ 63), m lahko vzame le večkratnik 8 (m = 8k, k sprejme naravno število);
4. podpira kaskado med IP jedri za vožnjo večjih LCD, ki podpira do 4 IP jedrnega medbančnega kaskadnega in medkulturnega kaskadiranja;
5, lahko zagotovi večji obseg izhodne napetosti pogona, ki se prilagaja različnim LCD napravam;
6, za prikaz slikovnega zaslona, prikaza z deljenim zaslonom in drugih funkcij.
Osnovna zasnova IP
V tem dokumentu, v skladu z metodo "od zgoraj navzdol" najprej razdelite čip v hierarhične funkcije, pri čemer se sklicujete na obstoječo izkušnjo oblikovanja z zaslonom voznika in združite model "od spodaj navzgor" za načrtovanje nekaterih modulov. Nazadnje, glede na okvir sistema za načrtovanje, je vsak modul usklajen in celotna funkcionalna verifikacija čipa se izvaja tako, da izpolnjuje zahteve specifikacije projektiranja.
sistemska struktura
Struktura osnovnega sistema IP, ki je zasnovana v tem dokumentu, je prikazana na sliki 1. Jedro IP je v glavnem sestavljeno iz naslednjih modulov: skeniranje linije in modul za signaliziranje kolonskih signalov, premik nivojev, prednastavljivi števec števcev, modul podatkovnega ključa, kontrolna logika modul, RAM pomnilnika prikazovalnika in modul dekodiranja naslova, modul MCU. Nekatere od teh velikih modulov lahko razdelimo tudi na več podmodul.
Vsak model modula
Vmesniški modul MCU
Vmesniški modul MCU je vmesnik za komunikacijo med jedrom IP in zunanjim krmilnikom (MCU) in je kanal za prenos podatkov. MCU piše ukaze, bere stanje ali prikaže podatke na čipu LCD-čipa preko tega vmesnika. Hkrati vmesnik sprejema tudi ukaz za krmiljenje ukazov, tako da se bere in piše ter notranje operacije kombinirajo. Čip se izvaja z bolj zapleteno interno logično kombinacijo in zaporednimi logičnimi vezji, ki so lahko združljivi z dvema glavnima krmilnima signaloma MCU in s podporo serijskim / vzporednima dvema načinoma delovanja podatkov.
Modul vključuje več podmodulov, ki se v glavnem uporabljajo v vmesniku MCU obstoječega običajnega pogona za upravljanje LCD-prikazovalnika, kot so podmodul podatkovnega vodila (8-bitni), podmodul za zaznavanje stanja zasedenosti, podomod za nadzor branja / pisanja -module in podmodul za izpust MCU. Dodan je nov kaskadni in kaskadni kontrolni podmodul. Podatkovna vodila se uporabljajo predvsem za interne in zunanje izmenjave podatkov; podmodul za zaznavanje statusa zasedenosti se uporablja za določanje stanja MCU, generira signal zasedenosti sistema, ki usklajuje operacije branja in pisanja ter sprejema notranje / zunanje resetirane signale; podmodul za krmiljenje branja in pisanja se uporablja za ustvarjanje pravilnega zaporedja za branje in pisanje; Funkcija submodulov izpusta MCU je preko logične kombinacije, v čipu za izvedbo postopka "branja spreminjanja-pisanja", sprostite MCU tako, da MCU lahko hkrati izvaja druge operacije; in novi kaskadni krmilnik Glavna funkcija modula je doseči združevanje vrstic in povezavo stolpcev med IP jedri. Podpira lahko do 16 povezav IP (4 vrstice in 4 vrstice). CS0 ~ CS1 so kaskadna kontrolna vrata, CS2 ~ CS3 pa so ravni stolpcev. Skupni nadzor. Predpostavimo, na primer, da obstaja LCD (128 & TImes; 256), ki ga lahko poganja 8 IP-jeder. Ko so nastavitve opravljene, je CS 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, ki lahko predstavljajo 2 & TImes; Vozite z osnovno matriko IP. Shematski diagram njegove razporeditve je prikazan na sliki 2.
Prikaz podatkovnega RAM-a in modula za dekodiranje naslova
Ta modul se večinoma uporablja za shranjevanje podatkov, ki jih je treba prikazati, in deluje kot varovalni pas med vmesnikom MCU in vezjem signalnega signala, da se zagotovi stabilen izhod podatkov prikaza.
Modul vključuje dva podmodula: RAM-array in dekoder naslova za shranjevanje prikaznih podatkov. Prvič, naslov stolpca je v stolpcu naslovno vezje, stolpec z 8-bitnimi pomnilniškimi celicami RAM je izbran s dekoderjem naslova stolpca in MCU bere / zapisuje preko vmesnika; potem dekodirni naslov vrstice skenira RAM v enotah vrstic. V kombinaciji z zaprtim vezjem prikazovalnika podatkov se lahko celotna vrsta podatkov prikaže in prikaže na prikazovalniku tekočih kristalov, ki ga prikazuje elektrodno pogonsko vezje.
Modul za zaprtje podatkov
Modul vsebuje dva podmodula: podmodul za krmiljenje števila stolpcev in podmodul za zapah pogona. Podmodul za krmiljenje števila stebrov je sestavljen iz k vzporednih 8-bitnih podatkovnih ključev. Glavna funkcija je zapreti podatke na podatkovni vodici in jih oddajati iz RAM-a na RAM pod kontrolnim signalom in uro signala modula krmilne logike. Signalni podatkovni signali na bitni podatkovni vodici so zaprti v ustreznih 8-bitnih podatkovnih ključavnicah. 64-bitni podatki zahtevajo 8-krat in 8-bitne datoteke vsakič. Podmodul za zapah voznika je 64-bitna zapora pogona, ki jo je sestavilo 64 1-bitnih ključavnic, povezanih vzporedno. Njegova vloga je, da pod zgornjim 8-bitnim podatkom podajamo zgornje 8-bitne podatke in signal za uro modula kontrolne logike. M-bitni podatki, ki se prenašajo v zapahu, so vsi naenkrat zaprti, nato pa vneseni v modul gonilnika signalne elektrode.
Modul kontrolne logike
Glavna vloga tega modula je nadzorovanje prenosa signalnih podatkov in izbira števila signalnih linij stolpca. Podmodul za krmiljenje števila stolpcev, podmodul za zapah pogona in generatorja ure se lahko nadzoruje z vhodnim kontrolnim vhodom M za doseganje funkcij, ki se uporabljajo za različne velikosti LCD-jev. V skladu s potrebami, tako da vnese različne vrednosti v vhodni kontrolni vhod M stolpca, nadzoruje, koliko ključavnic za nadzor števila bitov je v delovnem stanju, ostale ključavnice pa so nastavljene na stanje mirovanja. Podatki v podatkovnem pomnilniku prikazovalnika se zapirajo v ustrezno zaporedje kontrolnika stolpca skozi 8-bitno podatkovno vodilo med delovnim ciklom in se nato zaprejo v zapah pogona za pogon elektrod v času, ki je pod nadzorom ura signala. Vhodni signal modula. Na ta način lahko jedro IP izvaja funkcijo nadzorovanja števila izbranih stolpcev. Ko je M "000", delujejo spodnja 8 bitov (prva zapah) zapore za nadzor števila stolpcev, druga pa prazna, ustrezne elektrode stolpca pa so SEG0 ~ SEG7; ko je M "001" spodnji 16 bitov (prva in druga zaponka) zapore krmilnika stolpca delujejo. Vsi drugi stolpci so brezplačni. Ustrezne kolone elektrode so SEG0 ~ SEG15; in tako dalje, dokler se zatiči za nadzor stolpcev 64. Bit ne registrirajo celotnega dela, ustrezna kolona elektrode je SEG0 ~ SEG63.
Pogonski modul elektrode
Modul v glavnem zajema štiri podmodule: podmodul za vožnjo elektromotorja s skenerjem, podmodul za signalizacijo elektromagnetnega kolona, nivojski preklopnik in prednastavljeni števec števcev.
Funkcija nivojskega preklopnika je pretvorba napetosti logičnega signala v dejansko pogonsko napetost LCD z uporabljenim krmilnim signalom in izhod v pogonski modul v skladu z dejanskimi potrebami uporabe; vloga pod-modula za vožnjo elektromagnetnih valjev z vrstico je zagotoviti elektrode vrstic z določenim časom impulza signala skeniranja; funkcija podmodula za pogonsko signalno elektrodo je uporabiti podatke iz zapaha na ustrezno elektrodo stolpca in skenirni signal elektrodne vrste, da se vzpostavi električno polje električnega polja AC, s čimer se sproži prikaz LCD-naprave. Število števcev zvonjenj, ki jih lahko nastavite, lahko nadzorujejo število elektrod za skeniranje vrstice skozi številko vrstice N (S0 ~ S5) vrstice za prilagajanje na LCD zaslon različnih velikosti in vnesejo različne vrednosti v vrstico N dejanskim potrebam. Nadzor števila vrstic za določeno delo in vse druge elektrode so v stanju mirovanja. Pod krmiljenjem časovnega signala vozne ure se skeniranje izvede vrstico po črti, cikel pa se ponovi, dokler ni vnesena nova vrednost v številko krmilne številke N, in novo linijsko število linijskih elektrod se skenira v liniji, po spletu. Na primer, ko je uporabljeni signal N "011011", število skenirnih elektrod znaša 27. Podmodul za vožnjo po vrstnem redu generira signal progresivnega skeniranja na vrstici elektrod COM0 COMCOM26 in drugi elektrodi vrstic COM27 COMCOM63 so vsi nastavljeni na nizko raven. Če je novi uporabljeni signal N "100011", podmodul, ki vozi skenerno elektrodo, generira signal za progresivno skeniranje na elektrodi COM0 COMCOM34.
Izvajanje jedrnega sistema IP
Prvič, v skladu z zgornjo definicijo in delitvijo celotne sistemske funkcije in zasnove vsakega modula, vsak funkcijski modul ločeno modelira jezik VHDL; drugič, na napravi FPGA družbe Xilinx se orodje EDA ISE uporablja za simulacijo in sintezo. Odpravite in optimirajte zasnovo; nato uporabite VHDL za določitev najvišjega modula za povezavo vsakega modula in izvedbo ustreznega razhroščevanja in preverjanja sistema; končno dobite LCD voznik vezje s 64 COM (vrstice) in 64 SEGs (stolpci) Output, 8-bitni vzporedni MCU vmesnik in serijski vmesnik, čip vsebuje RAM za prikazne podatke in se lahko kaskadno za nadzor CS da razširite kaskado, da dosežejo večji LCD-prikazovalnik, prek kontrolne številke stolpca M in število vrstic krmilnih terminalov N, da se prilagodijo različnim velikostim LCD-ja.
Simulacija in preverjanje
Ta članek uporablja simulacijsko programsko opremo ISE Xilinx kot simulacijsko orodje za preverjanje načrtovane IP jedra v dveh korakih.
Prvič, ta dokument najprej opravi predhodno funkcionalno preverjanje vsakega modula jedra IP (vključno z notranjimi podmodulami). Potem, s sklicevanjem na delovni proces čipa, celoten čip simulira kot celoto. Slike 3 in 4 prikazujejo rezultate simulacije z uporabo ISE za simulacijo funkcij krmiljenja vrstic in stolpcev celotnega IP-jedra. Na sliki sta CLK in CLK1 krmilne ure za prenos podatkov in impulzne skale reda elektrode v vmesniku modula MCU; M in N so izbirni kontrolni sponki za elektrodo stolpcev in vrstic; nizka dva in dva visoki bitov CS sta kaskadirana. Nadzor kaskad se zaključi s stolpci.
Rezultati simulacije na sliki 3 in sliki 4 ponazarjajo:
1. Kadar je RESET visoka, je IP jedro v začetnem stanju ali v jasnem stanju; ko je WRITE visoka, je IP jedro v delovnem stanju in lahko dobi podatke o zaslonu.
2. Na naraščajočem robu ure CLK MCU zapisuje 8-bitne podatke o prikazu v vzorec IP jedra vzporedno preko vmesnika; na naraščajočem robu ure CLK1 vodoravne elektrode za skeniranje zaporedno oddajajo impulze skeniranja, elektrodi za stolpične signale pa bodo podatke shranili v RAM. Izhod iz SEG.
3. Število vrst krmilnih sponk lahko spremeni število vrst skeniranih elektrod. Če je kontrolni terminal N za izbiro številke "3E", se na COM0 ~ COM61 prikaže signal skeniranja. Kot je prikazano na sl. 3, v prvem vrstnem redu uro signala, se skenira signal na elektrodi COM61, in vrstica elektrode je preiskovana vrstica po vrsti pod nadzorom ure vozne ure; ko se vnese signal sedmih vrstic, N postane "22", signal skeniranja se izpiše na elektrodi vrstice COM33 in se postopno zmanjša. Izvede se progresivno skeniranje COM0 ~ COM33.
4. Terminal za nadzor števila stolpcev lahko spremeni število elektrod na signalu stolpca. Kadar je terminal za izbiro stevilke stevilke M "110", je elektroda SEG 48-bitni izhod; ko je M "010", izhod SEG postane 16 bitov; ko je M "101", izhod SEG postane 40 bitov. ; Ko je M "100", izhod SEG postane 32 bitov.
V tem članku so funkcionalno preverili in preverili funkcije nadzorne številke stolpcev, nadzor številk vrstice in medzvočno kaskadiranje jedra IP. Omejen prostor tukaj opisuje le funkcije stolpca in številk vrstice.
Zaključek
Ta članek obravnava zasnovo LCD-zaslona voznikovega čipa IP-jedra. Glede na idejo od zgoraj navzdol, je čip razdeljen na plasti in preverjena je celotna funkcija čipa. V funkcionalnem preverjanju čipa ta dokument sprejme jezik opisa strojne opreme VHDL, da preveri logično funkcijo in časovno razmerje vezja. Gonilnik LCD-prikazovalnika sprejema parametrično zasnovo in ima dobro prenosljivost in ga je mogoče prikladno uporabljati za različne aplikacije ploščatega zaslona prenosnih instrumentov in PDA-jev ter drugih sorodnih izdelkov.
