ประการที่ 1 พื้นฐานของการทำงานร่วมกันทางเทคนิค: ลักษณะการขับขี่และข้อกำหนดในการประมวลผลสัญญาณอะนาล็อกของจอ LCD ที่เสียหาย
1. สาระสำคัญในการขับขี่ของ LCD ที่มีรหัสเสีย: การควบคุมสนามไฟฟ้า AC
แต่ละส่วนการแสดงผลของจอ LCD รหัสที่เสียหายประกอบด้วยอิเล็กโทรดโปร่งใส และหลักการทำงานของมันขึ้นอยู่กับลักษณะการตอบสนองของสนามไฟฟ้าของโมเลกุลผลึกเหลว: เมื่อใช้ความถี่และแอมพลิจูดเฉพาะของสนามไฟฟ้ากระแสสลับ การจัดเรียงโมเลกุลของผลึกเหลวจะเปลี่ยนไป และการส่งผ่านแสงจะเปลี่ยนไปตามนั้น จึงบรรลุการแสดงผล คุณลักษณะนี้กำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับสัญญาณการขับขี่:
ช่วงแรงดันไฟฟ้า: ปกติ 3V ถึง 5V (ประเภท TN) หรือสูงกว่า (ประเภท STN ต้องใช้ 10V หรือสูงกว่า)
ข้อกำหนดด้านความถี่: ความถี่ในการขับขี่โดยทั่วไปคือ 32Hz ถึง 256Hz เพื่อหลีกเลี่ยงส่วนประกอบกระแสตรงที่ทำให้เกิดการย่อยสลายทางเคมีไฟฟ้าของผลึกเหลว
ความสมมาตรของรูปคลื่น: แอมพลิจูดของพัลส์บวกและลบจะต้องเท่ากันอย่างเคร่งครัดเพื่อให้แน่ใจว่าไบแอสสุทธิ DC เป็นศูนย์
2. งานหลักของการประมวลผลสัญญาณอะนาล็อก
วงจรประมวลผลสัญญาณอะนาล็อกจำเป็นต้องทำหน้าที่หลักสามประการให้ครบถ้วน:
การปรับสภาพสัญญาณ: ขยายเอาต์พุตสัญญาณอ่อนโดยเซ็นเซอร์ (เช่น สัญญาณเทอร์โมคัปเปิลระดับ mV) ไปยังช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการในการขับเคลื่อน LCD
การลดเสียงรบกวน: กำจัดสัญญาณรบกวนความถี่กำลัง (50Hz/60Hz) หรือสัญญาณรบกวนความถี่สูง-ผ่านวงจรกรอง
การแปลงระดับ: แปลงสัญญาณที่ไม่ใช่-มาตรฐาน (เช่น สัญญาณอุตสาหกรรม 0-10V) ให้เป็นระดับลอจิกที่ชิปไดรเวอร์ LCD จดจำได้
2, การออกแบบวงจรที่สำคัญ: ห่วงโซ่สัญญาณที่สมบูรณ์จากเซ็นเซอร์ถึง LCD
1. วงจรการซื้อและขยายสัญญาณ
ยกตัวอย่างระบบการวัดอุณหภูมิ ห่วงโซ่สัญญาณทั่วไปจะเป็นดังนี้:
อินเทอร์เฟซเซ็นเซอร์: ตัวต้านทานแพลทินัม PT100 เชื่อมต่อกับวงจรแหล่งจ่ายกระแสคงที่ผ่านระบบสายสามสายเพื่อขจัดข้อผิดพลาดด้านความต้านทานตะกั่ว
เครื่องขยายสัญญาณเครื่องดนตรี: ใช้เครื่องขยายสัญญาณเสียงรบกวนต่ำ- เช่น AD620 เพื่อขยายการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อย (เช่น 0-100mV สอดคล้องกับ 0-100 องศา ) เป็น 0-5V;
การกรองการป้องกันนามแฝง: ตัวกรองผ่าน-ลำดับที่สองของ Butterworth low- (ตัด-ความถี่ที่ 10Hz) จะระงับสัญญาณรบกวนความถี่สูง- และหลีกเลี่ยงการสุ่มตัวอย่างนามแฝง
2. การแปลงอนาล็อกเป็นดิจิทัลและการประมวลผลลอจิก
การเลือก ADC: ADC ประเภท SAR 12 บิต (เช่น ADS7841) ให้ความละเอียดเพียงพอในการแปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นปริมาณดิจิทัล
การประมวลผลไมโครคอนโทรลเลอร์: STM32F103 และ MCU อื่นๆ แปลงค่าอุณหภูมิเป็นโค้ดไดรเวอร์ LCD โดยใช้วิธีการตารางค้นหา ขณะเดียวกันก็ใช้ฟังก์ชันต่างๆ เช่น การแจ้งเตือนเกินขีดจำกัด
แหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิง: แหล่งอ้างอิงที่แม่นยำ เช่น ADR434 ให้แรงดันอ้างอิง 4.096V เพื่อรับรองความแม่นยำในการแปลง ADC
3. การสร้างสัญญาณไดรเวอร์ LCD
ชิปไดรเวอร์เฉพาะ: HT1621 และไอซีไดรเวอร์อื่นๆ รวมปั๊มชาร์จ ซึ่งสามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าลอจิก 3.3V เป็น 15V เพื่อขับเคลื่อน LCD ประเภท STN;
การสร้างรูปคลื่นการสื่อสาร: สัญญาณ PWM เสริมจะถูกส่งผ่านตัวจับเวลา MCU และคลื่นสี่เหลี่ยมที่มีความถี่และรอบการทำงานที่ต้องการจะถูกสังเคราะห์โดยลอจิกภายในของชิปขับเคลื่อน
การสแกนแบ็คเพลน: ชิปไดรเวอร์เปิดใช้งานเทอร์มินัล COM ในลักษณะการแบ่งเวลา- และทำงานร่วมกับสัญญาณเทอร์มินัล SEG เพื่อให้ได้การแสดงผลแบบหลายบิต
4. วงจรการจัดการพลังงาน
การออกแบบโดเมนแรงดันไฟฟ้าหลายโดเมน: LDO (เช่น AM11117-3.3) ให้แหล่งจ่ายไฟดิจิตอล 3.3V และปั๊มชาร์จ (เช่น SGM3209) สร้างแรงดันไบแอสของแบ็คเพลน -5V;
โปรแกรมควบคุมแบ็คไลท์: วงจรบูสต์ (เช่น AP3603) เพิ่มอินพุต 5V เป็น 18V เพื่อขับเคลื่อนไฟแบ็คไลท์ LED รองรับการลดแสง PWM เพื่อลดการใช้พลังงาน
3 สถานการณ์การใช้งานทั่วไป: กรณีใช้งานจริงของเครื่องมืออุตสาหกรรมและอุปกรณ์ทางการแพทย์
1. เครื่องส่งสัญญาณแรงดันอุตสาหกรรม
ห่วงโซ่สัญญาณ: เซ็นเซอร์พายโซรีซิสทีฟ → แอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัด → 24 บิต Δ - ∑ ADC → MCU → ไดรเวอร์ LCD;
การออกแบบที่สำคัญ:
การใช้ลูปกระแส 4-20mA เพื่อส่งสัญญาณและเพิ่มความสามารถในการป้องกันการรบกวน
ชิปไดรเวอร์มีวงจรชดเชยอุณหภูมิ-ในตัวเพื่อกำจัดอิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่มีต่อลักษณะการตอบสนองของผลึกเหลว
ใช้การกรองดิจิทัลผ่านซอฟต์แวร์ (เช่น อัลกอริธึมค่าเฉลี่ยเคลื่อนที่) เพื่อปรับปรุงความเสถียรของการแสดงผลให้ดียิ่งขึ้น
2. เครื่องวัดความดันโลหิตอิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา
ห่วงโซ่สัญญาณ: เซ็นเซอร์เพียโซอิเล็กทริก → แอมพลิฟายเออร์ชาร์จ → ตัวกรองแบนด์พาส (0.5-5Hz) → ADC → MCU →ไดรเวอร์ LCD
การออกแบบที่สำคัญ:
การใช้สถาปัตยกรรมเครื่องขยายสัญญาณการทำงานแบบคู่ (เช่น OPA2350) เพื่อให้ได้การแปลงแรงดันไฟชาร์จและปรับปรุงอัตราส่วน-ต่อ-สัญญาณรบกวน
ชิปไดรเวอร์รองรับโหมดการแสดงผลบางส่วน โดยเปิดใช้งานเฉพาะส่วนที่เกี่ยวข้องกับความดันโลหิตเพื่อลดการใช้พลังงาน
วงจรเฝ้าระวังแบบบูรณาการเพื่อป้องกันระบบล่มและแสดงความผิดปกติ
4 ความท้าทายทางเทคนิคและแนวทางแก้ไข
1. แสดงความล่าช้าในการตอบสนองในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ-
ปัญหา: ความหนืดของผลึกเหลวจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่ลดลง ส่งผลให้เวลาตอบสนองนานขึ้น
สารละลาย:
ชิปไดรเวอร์มีฟังก์ชันการขับขี่มากกว่า โดยใช้แรงดันไฟฟ้าสูงสั้นๆ เพื่อเร่งการจัดตำแหน่งผลึกเหลวระหว่างการสลับจอแสดงผล
การใช้วัสดุคริสตัลเหลวประเภทอุณหภูมิกว้าง (เช่นประเภท VA) ช่วงอุณหภูมิในการทำงานจะขยายเป็น -40 องศาถึง+85 องศา
2. แสดงอักขระที่อ่านไม่ออกซึ่งเกิดจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า
ปัญหา: สัญญาณรบกวนที่เกิดจากการสลับแหล่งจ่ายไฟหรือมอเตอร์เข้าสู่สายสัญญาณผ่านการมีเพศสัมพันธ์เชิงพื้นที่
สารละลาย:
วางไดโอด TVS (เช่น SMAJ5.0A) ใกล้กับขั้วต่อ LCD เพื่อดูดซับไฟฟ้าแรงสูงชั่วคราว
การใช้เม็ดแม่เหล็ก (เช่น BLM18PG121SN1) เพื่อแยกแหล่งจ่ายไฟแบบดิจิทัลและแอนะล็อก
สายสัญญาณหลัก (เช่น เทอร์มินัล SEG) เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับตัวต้านทาน 22 Ω เพื่อสร้างตัวกรอง RC ต่ำ-
3. การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบพลังงานต่ำ
ปัญหา: อุปกรณ์พกพาต้องใช้การทำงานในระยะยาว-และไวต่อการใช้พลังงาน
สารละลาย:
ชิปไดรเวอร์รองรับโหมดสลีปและกระแสคงที่สามารถลดลงต่ำกว่า 1 μ A;
ใช้จอ LCD แบบสะท้อนแสง (ไม่ต้องใช้แบ็คไลท์) รวมกับเซ็นเซอร์วัดแสงโดยรอบเพื่อให้สามารถควบคุมแบ็คไลท์อัตโนมัติ
MCU เข้าสู่โหมดปิดเครื่องและอัปเดตข้อมูลผ่านการปลุกตามกำหนดเวลา RTC เท่านั้น-
