Mục lục:

Cách tạo trình điều khiển LCD tĩnh với giao diện I²C: 12 bước
Cách tạo trình điều khiển LCD tĩnh với giao diện I²C: 12 bước

Video: Cách tạo trình điều khiển LCD tĩnh với giao diện I²C: 12 bước

Video: Cách tạo trình điều khiển LCD tĩnh với giao diện I²C: 12 bước
Video: [Lập trình Arduino cơ bản] Bài 4 - Điều Khiển 8 Led Đơn Với Nhiều Hiệu Ứng Đẹp Mắt 2024, Tháng bảy
Anonim
Cách tạo trình điều khiển LCD tĩnh với giao diện I²C
Cách tạo trình điều khiển LCD tĩnh với giao diện I²C

Màn hình tinh thể lỏng (LCD) được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng thương mại và công nghiệp vì đặc tính hình ảnh tốt, chi phí thấp và tiêu thụ điện năng thấp. Những đặc tính này làm cho màn hình LCD trở thành giải pháp tiêu chuẩn cho các thiết bị hoạt động bằng pin, như dụng cụ cầm tay, máy tính, đồng hồ, radio, v.v.

Tuy nhiên, để điều khiển chính xác những gì màn hình LCD hiển thị, trình điều khiển điện tử của màn hình LCD phải tạo ra các dạng sóng điện áp thích hợp tới các chân LCD. Các dạng sóng phải có bản chất là AC (dòng điện thay thế) vì điện áp DC (dòng điện một chiều) sẽ làm hỏng thiết bị vĩnh viễn. Trình điều khiển thích hợp sẽ cung cấp các tín hiệu này đến màn hình LCD với mức tiêu thụ điện năng tối thiểu.

Có hai loại màn hình LCD, loại Tĩnh, chỉ có một bảng nối đa năng và một chân cắm để điều khiển từng đoạn riêng lẻ và Loại đa kênh, với nhiều bảng nối liền và nhiều đoạn được kết nối cho mỗi chân.

Có thể hướng dẫn này sẽ trình bày thiết kế của một trình điều khiển LCD tĩnh với thiết bị SLG46537V GreenPAK ™. Trình điều khiển LCD được thiết kế sẽ điều khiển tối đa 15 phân đoạn của LCD, sử dụng dòng điện vài microampe từ nguồn điện và cung cấp giao diện I²C để điều khiển.

Trong các phần sau sẽ được hiển thị:

● thông tin kiến thức cơ bản về LCD;

● thiết kế chi tiết trình điều khiển LCD SLG46537V GreenPAK;

● cách lái màn hình LCD tĩnh 7 đoạn, 4 chữ số với hai thiết bị GreenPAK.

Dưới đây, chúng tôi đã mô tả các bước cần thiết để hiểu cách giải pháp đã được lập trình để tạo trình điều khiển LCD tĩnh với giao diện I²C. Tuy nhiên, nếu bạn chỉ muốn lấy kết quả của việc lập trình, hãy tải phần mềm GreenPAK để xem File thiết kế GreenPAK đã hoàn thành. Cắm Bộ phát triển GreenPAK vào máy tính của bạn và nhấn chương trình để tạo trình điều khiển LCD tĩnh với giao diện I²C.

Bước 1: Khái niệm cơ bản về màn hình tinh thể lỏng

Khái niệm cơ bản về màn hình tinh thể lỏng
Khái niệm cơ bản về màn hình tinh thể lỏng
Khái niệm cơ bản về màn hình tinh thể lỏng
Khái niệm cơ bản về màn hình tinh thể lỏng

Màn hình tinh thể lỏng (LCD) là công nghệ không phát ra ánh sáng, nó chỉ điều khiển cách nguồn sáng bên ngoài đi qua. Nguồn sáng bên ngoài này có thể là ánh sáng xung quanh có sẵn, trong loại màn hình phản chiếu, hoặc ánh sáng từ đèn nền hoặc đèn led, ở loại màn hình truyền qua. Màn hình LCD được cấu tạo với hai tấm kính (trên và dưới), một lớp tinh thể lỏng (LC) mỏng giữa chúng và hai phân cực ánh sáng (Lưu ý ứng dụng AN-001 - Khái niệm cơ bản về công nghệ LCD, Hitachi, Lưu ý ứng dụng AN-005 - Màn hình Modes, Hitachi). Bộ phân cực là một bộ lọc ánh sáng cho trường điện từ ánh sáng. Chỉ các thành phần ánh sáng theo đúng hướng trường điện từ mới đi qua bộ phân cực, trong khi các thành phần khác bị chặn.

Tinh thể lỏng là một vật chất hữu cơ quay trường điện từ của ánh sáng từ 90 độ trở lên. Tuy nhiên, khi một điện trường được đặt vào LC, nó không quay đèn nữa. Với việc bổ sung các điện cực trong suốt trong kính hiển thị phía trên và phía dưới, có thể kiểm soát khi nào ánh sáng đi qua và khi nào không, với nguồn điện trường bên ngoài. Hình 1 (xem Lưu ý Ứng dụng AN-001 - Khái niệm cơ bản về Công nghệ LCD, Hitachi) ở trên minh họa điều khiển hoạt động này. Trong Hình 1, màn hình tối khi không có điện trường. Điều này là do cả hai bộ phân cực đều lọc ánh sáng theo cùng một hướng. Nếu các phân cực là trực giao thì màn hình sẽ tối khi có điện trường. Đây là tình huống phổ biến nhất đối với màn hình phản chiếu.

Trường điện tối thiểu hoặc điện áp để điều khiển màn hình LCD được gọi là ngưỡng BẬT. LC chỉ bị ảnh hưởng bởi điện áp, và hầu như không có bất kỳ dòng điện nào trong vật liệu LC. Các điện cực trong LCD tạo thành một điện dung nhỏ và đây là tải duy nhất cho một trình điều khiển. Đây là lý do tại sao màn hình LCD là một thiết bị tiêu thụ điện năng thấp để hiển thị thông tin trực quan.

Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là màn hình LCD không thể hoạt động với nguồn điện áp một chiều (DC) quá lâu. Việc sử dụng điện áp một chiều sẽ gây ra các phản ứng hóa học trong vật liệu LC, làm hỏng vật liệu này vĩnh viễn (Lưu ý ứng dụng AN-001 - Khái niệm cơ bản về công nghệ LCD, Hitachi). Giải pháp là đặt một điện áp thay thế (AC) trong các điện cực của màn hình LCD.

Trong màn hình LCD tĩnh, một điện cực bảng nối sau được lắp trong một kính và các phân đoạn hoặc pixel của từng LCD được đặt trong kính kia. Đây là một trong những loại LCD đơn giản nhất và là loại có tỷ lệ tương phản tốt nhất. Tuy nhiên, loại màn hình này thường yêu cầu quá nhiều chân để điều khiển từng đoạn riêng lẻ.

Nói chung, bộ điều khiển trình điều khiển tạo nguồn tín hiệu đồng hồ sóng vuông cho bảng nối sau và tín hiệu đồng hồ cho các đoạn trong mặt phẳng phía trước cùng nhau. Khi đồng hồ bảng nối ngược cùng pha với đồng hồ phân đoạn, điện áp gốc-trung bình bình phương (RMS) giữa cả hai mặt phẳng bằng 0 và phân đoạn là trong suốt. Ngược lại, nếu điện áp RMS cao hơn ngưỡng BẬT của LCD, phân đoạn sẽ tối. Các dạng sóng cho bảng nối đa năng, đoạn bật và tắt được thể hiện trong Hình 2. Như có thể thấy trong hình, đoạn BẬT là lệch pha liên quan đến tín hiệu bảng nối đa năng. Đoạn tắt nằm trong pha liên quan đến tín hiệu bảng nối đa năng. Điện áp áp dụng có thể nằm trong khoảng từ 3 đến 5 vôn đối với các màn hình giá rẻ, công suất thấp.

Tín hiệu đồng hồ cho bảng nối và phân đoạn của màn hình LCD thường nằm trong khoảng từ 30 đến 100 Hz, tần số tối thiểu để tránh hiệu ứng nhấp nháy hình ảnh trên màn hình LCD. Các tần số cao hơn được tránh để giảm mức tiêu thụ điện năng của toàn hệ thống. Hệ thống bao gồm màn hình LCD và trình điều khiển sẽ tiêu thụ ít dòng điện, theo thứ tự microampe. Điều này làm cho chúng hoàn toàn phù hợp cho các ứng dụng nguồn cung cấp năng lượng thấp và pin.

Trong các phần tiếp theo, thiết kế trình điều khiển tĩnh LCD với thiết bị GreenPAK có thể tạo ra tín hiệu đồng hồ bảng nối đa năng và tín hiệu đồng hồ phân đoạn riêng lẻ cho màn hình LCD thương mại được trình bày chi tiết.

Bước 2: Sơ đồ khối cơ bản thiết kế GreenPAK

Sơ đồ khối cơ bản thiết kế GreenPAK
Sơ đồ khối cơ bản thiết kế GreenPAK
Sơ đồ khối cơ bản thiết kế GreenPAK
Sơ đồ khối cơ bản thiết kế GreenPAK

Sơ đồ khối minh họa thiết kế GreenPAK được thể hiện trong Hình 3. Các khối cơ bản của thiết kế là giao diện I²C, trình điều khiển phân đoạn đầu ra, bộ dao động bên trong và bộ chọn nguồn đồng hồ bảng đa năng.

Khối giao diện I²C điều khiển từng đầu ra phân đoạn riêng lẻ và nguồn đồng hồ bảng nối đa năng của màn hình LCD. Khối giao diện I²C là đầu vào hệ thống duy nhất để điều khiển đầu ra phân đoạn.

Khi dòng điều khiển phân đoạn nội bộ được đặt (mức cao), phân đoạn LCD tương ứng có màu mờ đục. Khi dòng điều khiển phân đoạn nội bộ được thiết lập lại (mức thấp), phân đoạn LCD tương ứng là trong suốt.

Mỗi đường điều khiển phân đoạn nội bộ được kết nối với một trình điều khiển đầu ra. Khối trình điều khiển phân đoạn đầu ra sẽ tạo ra một tín hiệu đồng hồ trong pha có mối quan hệ với đồng hồ bảng nối đa năng cho các phân đoạn trong suốt. Đối với các phân đoạn tối, tín hiệu này lệch pha với mối quan hệ với đồng hồ bảng nối đa năng.

Nguồn đồng hồ bảng nối đa năng cũng được chọn với giao diện I²C. Khi nguồn đồng hồ bảng nối đa năng bên trong được chọn, bộ dao động bên trong sẽ được bật. Bộ dao động bên trong sẽ tạo ra một tần số xung nhịp là 48Hz. Tín hiệu này sẽ được sử dụng bởi khối trình điều khiển phân đoạn đầu ra và được định hướng tới chân đầu ra đồng hồ bảng nối đa năng (chân GreenPAK 20).

Khi nguồn đồng hồ bảng nối đa năng bên ngoài được chọn, bộ dao động bên trong sẽ tắt. Tham chiếu trình điều khiển phân đoạn đầu ra là đầu vào đồng hồ bảng nối đa năng bên ngoài (chân GreenPAK 2). Trong trường hợp này, chân đầu ra đồng hồ bảng nối đa năng có thể được sử dụng như một đường điều khiển phân đoạn bổ sung, phân đoạn OUT15.

Nhiều thiết bị GreenPAK có thể được sử dụng trên cùng một dòng I²C. Để làm điều đó, mỗi thiết bị phải được lập trình với một địa chỉ I²C khác nhau. Bằng cách này, có thể mở rộng số lượng phân đoạn LCD được điều khiển. Một thiết bị được định cấu hình để tạo nguồn đồng hồ bảng nối đa năng, điều khiển 14 phân đoạn và những thiết bị khác được định cấu hình để sử dụng nguồn đồng hồ bảng nối liền bên ngoài. Mỗi thiết bị bổ sung có thể thúc đẩy hơn 15 phân đoạn theo cách này. Có thể kết nối tối đa 16 thiết bị trên cùng một dòng I²C và sau đó có thể điều khiển tới 239 phân đoạn của màn hình LCD.

Trong Có thể hướng dẫn này, ý tưởng này được sử dụng để điều khiển 29 phân đoạn của màn hình LCD với 2 thiết bị GreenPAK. Chức năng sơ đồ chân của thiết bị được tóm tắt trong Bảng 1.

Bước 3: Thiết kế mức tiêu thụ hiện tại

Một mối quan tâm quan trọng trong thiết kế này là mức tiêu thụ hiện tại, phải càng thấp càng tốt. Dòng điện tĩnh ước tính của thiết bị GreenPAK là 0,75 µA cho hoạt động cung cấp 3,3 V và 1,12 µA cho hoạt động nguồn 5 V. Mức tiêu thụ hiện tại của bộ dao động nội tương ứng là 7,6 µA và 8,68 µA cho hoạt động của nguồn điện 3,3 V và 5 V. Dự kiến sẽ không có sự gia tăng đáng kể mức tiêu thụ hiện tại từ tổn thất chuyển mạch, bởi vì thiết kế này hoạt động ở tần số xung nhịp thấp. Dòng điện tối đa ước tính tiêu thụ cho thiết kế này thấp hơn 15 µA khi bộ dao động bên trong bật và 10 µA khi bộ dao động bên trong tắt. Dòng điện đo được tiêu thụ trong cả hai trường hợp được hiển thị trong Phần Kết quả Kiểm tra.

Bước 4: Sơ đồ thiết bị GreenPAK

Sơ đồ thiết bị GreenPAK
Sơ đồ thiết bị GreenPAK

Dự án được thiết kế trong phần mềm GreenPAK được thể hiện trong Hình 4. Sơ đồ này sẽ được mô tả bằng cách sử dụng các sơ đồ khối cơ bản làm tài liệu tham khảo.

Bước 5: Giao diện I²C

Giao diện I²C
Giao diện I²C
Giao diện I²C
Giao diện I²C

Khối giao diện I²C được sử dụng làm khối điều khiển chính của điều khiển hoạt động của thiết bị. Một cái nhìn cận cảnh về các kết nối khối và các thuộc tính được cấu hình được hiển thị trong Hình 5.

Khối này được kết nối với PIN 8 và PIN 9, lần lượt là các chân I²C SCL và SDA. Bên trong thiết bị, khối I²C cung cấp 8 đầu vào ảo. Giá trị ban đầu cho mỗi Đầu vào Ảo được hiển thị trong cửa sổ thuộc tính (xem Hình 5). Các đầu vào ảo từ OUT0 cho đến OUT6 được sử dụng làm đường điều khiển phân đoạn. Các đường điều khiển này tương ứng với đầu ra phân đoạn 1 đến đầu ra phân đoạn 7 và được kết nối với trình điều khiển đầu ra phân đoạn. Đầu vào ảo OUT7 được sử dụng làm điều khiển dòng bộ chọn nguồn đồng hồ bảng nối đa năng, với tên ròng BCKP_SOURCE. Lưới này sẽ được sử dụng bởi các khối khác trong thiết kế. Mã điều khiển I²C được định cấu hình với một giá trị khác nhau cho mỗi IC trong dự án.

Thêm 8 đường điều khiển phân đoạn nội bộ có sẵn trong đầu ra Máy trạng thái không đồng bộ (ASM), như thể hiện trong Hình 6 ở trên. Dòng đầu ra phân đoạn 8 (SEG_OUT_8 trong cửa sổ thuộc tính) đến dòng đầu ra phân đoạn 15 (SEG_OUT_15) được điều khiển bởi đầu ra ASM ở trạng thái 0. Không có bất kỳ chuyển đổi trạng thái nào trong khối ASM, nó luôn ở trạng thái 0. Các đầu ra của ASM là được kết nối với trình điều khiển đầu ra phân đoạn.

Các trình điều khiển đầu ra phân đoạn sẽ tạo ra tín hiệu đầu ra của thiết bị.

Bước 6: Trình điều khiển phân đoạn đầu ra

Trình điều khiển phân đoạn đầu ra về cơ bản là một bảng Tra cứu (LUT) được cấu hình như một cổng logic XOR. Đối với mỗi phân đoạn đầu ra, nó phải là một cổng XOR được kết nối với đường điều khiển phân đoạn và đồng hồ bảng nối đa năng (BCKP_CLOCK). Cổng XOR chịu trách nhiệm tạo ra tín hiệu trong pha và ngoài pha để phân đoạn đầu ra. Khi dòng điều khiển phân đoạn ở mức cao, đầu ra cổng XOR sẽ đảo ngược tín hiệu đồng hồ bảng nối đa năng và tạo ra tín hiệu lệch pha tới chân phân đoạn. Trong trường hợp này, sự khác biệt điện áp giữa bảng nối đa năng LCD và đoạn LCD sẽ đặt đoạn LCD là một đoạn tối. Khi dòng điều khiển phân đoạn ở mức thấp, đầu ra cổng XOR sẽ theo tín hiệu đồng hồ bảng nối đa năng và sau đó tạo ra tín hiệu trong pha đến chân phân đoạn. Vì không có điện áp nào được áp dụng giữa bảng nối và phân đoạn LCD trong trường hợp này, phân đoạn trong suốt đối với ánh sáng.

Bước 7: Bộ tạo dao động nội bộ và kiểm soát nguồn đồng hồ bảng nối ngược

Bộ tạo dao động bên trong và điều khiển nguồn đồng hồ bảng nối ngược
Bộ tạo dao động bên trong và điều khiển nguồn đồng hồ bảng nối ngược

Bộ dao động bên trong được sử dụng khi tín hiệu BCKP_CLOCK từ giao diện I²C được đặt ở mức cao. Một cái nhìn cận cảnh của sơ đồ điều khiển nguồn đồng hồ được hiển thị trong hình 7 ở trên.

Bộ dao động được cấu hình ở tần số RC 25 kHz, với bộ chia đầu ra cao nhất có sẵn ở OUT0 bộ dao động (8/64). Toàn bộ cấu hình được hiển thị trong cửa sổ thuộc tính trong Hình 7. Bằng cách này, bộ dao động bên trong sẽ tạo ra xung nhịp là 48 Hz.

Bộ dao động chỉ hoạt động khi tín hiệu BCKP_SOURCE ở mức cao cùng với tín hiệu POR. Điều khiển này được thực hiện bằng cách kết nối hai tín hiệu này với cổng NAND của 4-L1 LUT. Đầu ra của NAND sau đó được kết nối với đầu vào của chân điều khiển giảm công suất dao động.

Tín hiệu BCKP_SOURCE điều khiển MUX được xây dựng với 3-L10 LUT. Khi tín hiệu BCKP_SOURCE ở mức thấp, nguồn đồng hồ bảng nối đa năng đến từ PIN2. Khi tín hiệu này ở mức cao, nguồn đồng hồ bảng nối đa năng đến từ bộ dao động bên trong.

Bước 8: Đầu ra đồng hồ bảng nối đa năng hoặc Điều khiển chân đầu ra phân đoạn 15

Đầu ra đồng hồ bảng nối đa năng hoặc Điều khiển chân đầu ra phân đoạn 15
Đầu ra đồng hồ bảng nối đa năng hoặc Điều khiển chân đầu ra phân đoạn 15

Chân 20 trong thiết kế này có chức năng kép, phụ thuộc vào nguồn đồng hồ bảng nối đa năng đã chọn. Hoạt động của chân này được điều khiển bằng một LUT 4 đầu vào, như trong Hình 8. Với LUT 4 bit, có thể kết hợp hoạt động của cổng XOR với một MUX đầu ra. Khi tín hiệu BCKP_SOURCE ở mức cao, đầu ra LUT sẽ tuân theo xung nhịp bộ dao động bên trong. Sau đó, chân 20 hoạt động như một đầu ra đồng hồ bảng nối đa năng. Khi tín hiệu BCKP_SOURCE ở mức thấp, đầu ra LUT sẽ là hoạt động XOR giữa SEG_OUT_15, từ đầu ra ASM và tín hiệu đồng hồ bảng nối đa năng. Cấu hình LUT 4 bit để thực hiện thao tác này được thể hiện trong Hình 8.

Bước 9: Nguyên mẫu hệ thống LCD

Nguyên mẫu hệ thống LCD
Nguyên mẫu hệ thống LCD
Nguyên mẫu hệ thống LCD
Nguyên mẫu hệ thống LCD

Để chứng minh việc sử dụng giải pháp thiết kế GreenPAK, một nguyên mẫu hệ thống LCD đã được lắp ráp trên một breadboard. Đối với nguyên mẫu, màn hình LCD tĩnh 7 phân đoạn, 4 chữ số được điều khiển bởi hai thiết bị GreenPAK trên bo mạch DIP. Một thiết bị (IC1) sử dụng bộ dao động bên trong để điều khiển bảng nối đa năng LCD và thiết bị còn lại (IC2) sử dụng tín hiệu này làm tham chiếu đầu vào bảng nối đa năng. Cả hai IC đều được điều khiển qua giao diện I²C bởi vi điều khiển STM32F103C8T6 (MCU) trong một bo mạch phát triển tối thiểu.

Hình 9 cho thấy sơ đồ kết nối giữa hai IC GreenPAK, màn hình LCD và bảng MCU. Trong giản đồ, thiết bị GreenPAK với tham chiếu U1 (IC1) điều khiển màn hình LCD chữ số một và hai (màn hình LCD bên trái). Thiết bị GreenPAK với tham chiếu U2 (IC2) điều khiển màn hình LCD chữ số ba và bốn, cộng với đoạn COL (bên phải màn hình LCD). Nguồn cung cấp cho cả hai thiết bị đến từ bộ điều chỉnh trong bảng phát triển vi điều khiển. Hai jumper có thể tháo rời giữa nguồn điện và chân VDD của mỗi thiết bị GreenPAK được thêm vào để đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng.

Hình 10 của nguyên mẫu đã lắp ráp được thể hiện trong Hình 10.

Bước 10: Lệnh I²C cho điều khiển LCD

Các lệnh I²C để điều khiển màn hình LCD
Các lệnh I²C để điều khiển màn hình LCD
Các lệnh I²C để điều khiển màn hình LCD
Các lệnh I²C để điều khiển màn hình LCD
Các lệnh I²C để điều khiển màn hình LCD
Các lệnh I²C để điều khiển màn hình LCD

Hai thiết bị GreenPAK trên breadboard được lập trình với cùng một thiết kế, ngoại trừ giá trị Control Byte. Byte điều khiển của IC1 là 0 (địa chỉ I²C 0x00), trong khi byte điều khiển I²C là 1 (địa chỉ I²C 0x10). Các kết nối giữa các phân đoạn hiển thị và trình điều khiển thiết bị được tóm tắt trong bảng trên.

Các kết nối được chọn theo cách này để tạo ra một sơ đồ rõ ràng hơn và để đơn giản hóa việc lắp ráp các kết nối breadboard.

Việc kiểm soát đầu ra của phân đoạn được thực hiện bởi I²C ghi lệnh vào Đầu vào ảo I²C và đăng ký đầu ra ASM. Như được mô tả trong ghi chú ứng dụng AN-1090 Bộ điều khiển I²C đơn giản với SLG46531V (xem Lưu ý ứng dụng AN-1090 Bộ điều khiển I²C đơn giản với SLG46531V, Dialog Semiconductor), lệnh ghi I²C được cấu trúc như sau:

● Bắt đầu;

● Điều khiển byte (bit R / W là 0);

● Địa chỉ từ;

● Dữ liệu;

● Dừng lại.

Tất cả các lệnh ghi I²C được thực hiện cho Địa chỉ Word 0xF4 (Đầu vào Ảo I²C) và 0xD0 (Đầu ra ASM cho trạng thái 0). Các lệnh để viết trong IC1 và chữ số LCD điều khiển 1 và 2 được tóm tắt trong Bảng 3. Trong biểu diễn chuỗi lệnh, dấu ngoặc vuông mở “[“biểu thị tín hiệu Bắt đầu, và dấu ngoặc vuông đóng “]” biểu thị tín hiệu Dừng.

Hai byte phía trên phân đoạn điều khiển của chữ số 1 và chữ số 2 trên LCD cùng nhau. Ở đây, cách tiếp cận là sử dụng một bảng tra cứu riêng lẻ (LUT) trong phần mềm cho từng chữ số, xem xét các phân đoạn theo cả hai byte. Các giá trị byte từ bảng tra cứu nên được trộn bằng cách sử dụng phép toán OR theo chiều bit, và sau đó gửi đến vi mạch. Bảng 4 cho thấy giá trị Byte0 và Byte1 cho mỗi giá trị số sẽ được viết trong mỗi chữ số hiển thị.

Ví dụ: để viết trong Chữ số 1 là số 3 và trong Chữ số 2 là số 4, Byte0 là 0xBD (0x8D theo chiều dọc theo bit OR với 0xB0) và Byte 1 là 0x33 (0x30 theo chiều bit HOẶC với 0x03).

Lệnh viết trong IC2 và điều khiển Chữ số 3 và 4, được mô tả trong Bảng 5.

Logic điều khiển của chữ số 3 và 4 giống như điều khiển của chữ số 1 và 2. Bảng 6 cho thấy LUT cho hai chữ số này.

Sự khác biệt trong IC2 là đoạn COL. Phân đoạn này được kiểm soát bởi Byte1. Để thiết lập phân đoạn này tối, phải thực hiện thao tác OR bitwise giữa Byte1 và giá trị 0x40.

Bước 11: Lệnh I²C để kiểm tra màn hình LCD

Lệnh I²C để kiểm tra màn hình LCD
Lệnh I²C để kiểm tra màn hình LCD

Đối với thử nghiệm LCD, một chương trình cơ sở đã được phát triển bằng ngôn ngữ C cho bảng MCU. Phần sụn này sẽ gửi một chuỗi lệnh tới cả hai IC trên breadboard. Mã nguồn của phần sụn này nằm trong phần Phụ lục. Toàn bộ giải pháp được phát triển bằng Atollic TrueStudio cho STM32 9.0.1 IDE.

Trình tự các lệnh và các giá trị tương ứng được hiển thị trong màn hình được tóm tắt trong Bảng 7 ở trên.

Bước 12: Kết quả kiểm tra

Kết quả kiểm tra
Kết quả kiểm tra
Kết quả kiểm tra
Kết quả kiểm tra

Thử nghiệm nguyên mẫu bao gồm việc xác minh các giá trị hiển thị sau một lệnh MCU và đo dòng chìm của mỗi IC trong quá trình hoạt động.

Hình ảnh của màn hình LCD cho mỗi giá trị lệnh được hiển thị trong Bảng 8 ở trên.

Dòng điện chìm cho mỗi thiết bị được đo bằng đồng hồ vạn năng, trong phạm vi dòng điện thấp nhất của nó là 200 µA. Hình ảnh về dòng điện đo được cho từng thiết bị, trong quá trình khởi động và hoạt động bình thường, được trình bày trong Bảng 9 ở trên.

Kết luận và Kết quả Thảo luận

Thiết kế trình điều khiển LCD tĩnh công suất thấp với thiết bị GreenPAK đã được trình bày. Thiết kế này cho thấy rõ ràng một trong những tính năng tuyệt vời nhất của thiết bị GreenPAK: dòng điện tĩnh thấp của chúng. Vì thiết bị GreenPAK là một giải pháp dựa trên phần cứng, nên nó có thể hoạt động ở tần số thấp, trong trường hợp này là 48 Hz. Giải pháp dựa trên MCU sẽ yêu cầu tần suất hoạt động cao hơn, ngay cả trong khoảng thời gian ngắn định kỳ và sau đó sẽ tiêu thụ nhiều điện hơn. Và, so sánh thiết bị GreenPAK với CPLD (Thiết bị logic có thể lập trình phức tạp), rõ ràng là thấy rằng thông thường CPLD có dòng tĩnh cao hơn 20 µA.

Điều thú vị là thiết kế này có thể dễ dàng sửa đổi để phù hợp hơn với các yêu cầu của một dự án cụ thể. Một ví dụ điển hình là sơ đồ chân điều khiển phân đoạn. Chúng có thể dễ dàng thay đổi để đơn giản hóa bảng mạch in và phát triển phần mềm cùng một lúc. Đây là một tính năng thú vị khi thiết bị được so sánh với ASIC (Mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng). Thông thường, ASIC được thiết kế để phù hợp với nhiều loại ứng dụng, và một quy trình phần mềm ban đầu nên được viết để cấu hình đúng vi mạch trước khi hoạt động. Một thiết bị có thể định cấu hình có thể được thiết kế để bắt đầu sẵn sàng sử dụng sau khi bật nguồn. Bằng cách này, có thể cắt giảm thời gian phát triển phần mềm cho cấu hình ban đầu của IC.

Mã nguồn của ứng dụng có thể được tìm thấy ở đây trong Phụ lục A.

Đề xuất: