Wewnątrz mojej cyfrowej wagi znajduję 7-segmentowy wyświetlacz LCD w stanie wyświetlającym „-88: 8,8” plus 3 symbole wskazujące Kg, Lb lub St. Daje to 34 pojedyncze segmenty, przy założeniu, że dwukropek jest pojedynczym symbolem.
LCD jest podłączony za pomocą jednego z tych gumowych pasków do płytki drukowanej, która ma 13 punktów styku.
Nie widzę żadnych obwodów na ekranie LCD.
Jak to działa? Większość wyświetlaczy LCD, które widziałem wcześniej, wydaje się mieć indywidualne połączenia z każdym segmentem.
Czy może zachodzi sekwencjonowanie grup segmentów, gdzie każda grupa ma osobne podstawy?
Odpowiedzi:
Materiał ciekłokrystaliczny, związek wewnątrz wyświetlacza LCD, który reaguje na stymulację elektryczną, lubi aktywować przebieg prądu przemiennego. Jeden piksel miałby więc między sobą dwie przezroczyste elektrody z tym materiałem LC, napędzane falą kwadratową o dość niskiej częstotliwości. Jeśli dwie elektrody otrzymają ten sam przebieg, wówczas jest nieaktywne, a jeśli otrzymają przeciwne przebiegi, to jest aktywne. To, czy „aktywny” piksel jest „widoczny”, czy nie, zależy od całej konstrukcji wyświetlacza LCD, w tym od polaryzatorów, oświetlenia, reflektorów itp. Dla celów niniejszej dyskusji jest to nieistotne.
Zwykle prosty wyświetlacz LCD będzie miał jedną elektrodę montażową i dodatkową elektrodę dla każdego elementu / piksela wyświetlacza. Prosta wersja twojego wyświetlacza LCD wymagałaby 35 linii. Jeden dla elektrody montażowej i jeden dla każdego elementu. Miałbyś jedną falę kwadratową stale napędzającą płytę montażową, i napędzałbyś każdy element własną linią, która albo używa sygnału płyty montażowej w stanie niezmienionym, albo używa falownika, aby nadać kształt fali dokładnie przeciwnie do sygnału płyty montażowej.
Bardziej złożony wyświetlacz może mieć mniej wierszy przy użyciu multipleksowania. Ma to wiele płaszczyzn, a linia segmentu kontrolowałaby jeden segment dla każdej płyty montażowej.
W twoim przypadku masz 34 elementy do kontrolowania i 13 linii. Są duże szanse, że masz 4 płaszczyzny, a każda linia segmentu kontroluje 4 elementy, co daje do 36 możliwych elementów z tylko 13 liniami.
Biorąc pod uwagę, że możesz to zrobić w ten sposób, możesz zapytać, dlaczego ktoś miałby wybrać prostszy wyświetlacz?
Są dwa powody, pierwszy, mniej ważny, to fakt, że przebiegi stają się bardziej złożone. Pamiętaj, że materiał LC chce być napędzany sygnałem AC. Jeśli cztery płyty główne mają na sobie różne sygnały prądu przemiennego, jak aktywować tylko jeden element na jednej płycie montażowej?
Odbywa się to za pomocą nieco skomplikowanych przebiegów na każdym z płaszczyzn tylnej i pinów segmentu. Oto na przykład, w jaki sposób TI MSP430 obsługuje 4-krotny LCD podobny do tego w twoim przykładzie:
Jest to obsługiwane przez urządzenie peryferyjne w mikrokontrolerze, który może to zrobić bardzo skutecznie.
Istnieje jednak inna, dość duża, wada tej metody. Kontrast jest znacznie zmniejszony.
Segmenty, które są „nieaktywne” w multipleksowanym wyświetlaczu, faktycznie odbierają falę prądu przemiennego, ale nie wystarczy, aby w pełni aktywować materiał LC. Segmenty, które są „aktywne” na takim ekranie, odbierają falę, która nie napędza ich na 100% ich możliwości:
Na ekranie z 4 multiplekserami widać, że istnieje bardzo niewielka różnica między elementem aktywnym a nieaktywnym. Chociaż wyświetlacz LCD został zaprojektowany do tego celu, a materiał LC opracowany specjalnie do pracy w tej sytuacji, zauważysz, że takie wyświetlacze mają ok kontrast w kierunku, w którym zostały zaprojektowane, ale bardzo słaby kontrast w prawie co drugi kąt.
Tak więc chociaż redukcja obwodów może być użyteczna dla niektórych urządzeń, wynikowa utrata kontrastu może być nie do zaakceptowania dla niektórych zastosowań.
Wreszcie utrudnia to modyfikację takiego sprzętu do innych celów. Wiem, że wiele osób próbuje odczytać wartości z wyświetlaczy LCD dla mierników i sprzętu pomiarowego bardzo często jest zawiedzionych, gdy stwierdza, że nie jest to proste zadanie, a złożoność interpretacji tych sygnałów jest często zbyt dużym wysiłkiem dla ich projektu.
Waga ludzka ma wiele zalet dla tego rodzaju wyświetlaczy. Są produkowane w ilościach masowych, więc niewielka redukcja okablowania zapewnia duże oszczędności, krzem, który je napędza, jest powszechny, więc nie potrzebujesz niestandardowego urządzenia, a kąt widzenia jest bardzo ograniczony podczas faktycznego użytkowania. W rzeczywistości sytuacja słabego kontrastu podczas patrzenia pod kątem może być nawet postrzegana jako fajna funkcja dla niektórych użytkowników.
źródło
Potrzebne są odpowiednie sygnały na górnej i dolnej szybie, aby „oświetlić” segment (faktycznie przyciemnia go, tranparent jest przypadkiem niewidocznym). Pozwala to na nieco uporządkowanie wyświetlaczy LCD w matrycy. Segment zapala się tylko wtedy, gdy oba przewody są napędzane w określony sposób. Pozostałe przewody są napędzane w taki sposób, że żaden inny segment nie jest podświetlony.
Tego rodzaju 7-segmentowe wyświetlacze LCD są zwykle podzielone na niewielką liczbę „wspólnych” i większą liczbę segmentów. Każdy pojedynczy segment jest połączony z jedną wspólną linią i jedną linią segmentu, które muszą mieć sygnał AC między nimi, aby segment mógł się zaświecić. Na przykład twoje 36 pikseli może być napędzane przez 4 linie wspólne i 9 linii segmentowych.
Sterownik LCD w mikrokontrolerze automatycznie sekwencjonuje, generując odpowiednie sygnały na każdym wspólnym, następnie kierując wybrane segmenty dla tego wspólnego, na następny wspólny itp. LCD reaguje stosunkowo wolno, a skanowanie odbywa się wystarczająco szybko, aby segment nie „rozjaśni” (nie zmieni się ponownie w przezroczysty) w krótkim czasie między aktywowaniem każdego skanu.
Spójrz na arkusz danych LCD, a zobaczysz mapę elementów wspólnych i segmentów oraz kombinację, która jest wymagana do aktywacji każdego piksela. Koniecznie spójrz na arkusz danych LCD z „gołego szkła”. Niestety, kompletne zestawy LCD z układem sterownika nazywane są również „LCD”. Ci, których kontrolujesz, wysyłając polecenia do układu sterownika, który następnie wykonuje multipleksowanie.
Więcej wspólnych wymusza bardziej skomplikowane kształty fal, więc liczba wspólnych jest zwykle ograniczona do około 4 lub 5. Ponownie spójrz na arkusz danych z gołego szkła na ekranie LCD. Warto również zapoznać się z rozdziałem karty danych sterownika LCD wbudowanego w mikrokontroler. Na przykład PIC firmy Microchip mają zazwyczaj „9” na końcu numeru części, jeśli zawierają sterownik LCD, ale możesz też poszukać takiego ze sterownikiem LCD w przewodniku wyboru.
źródło