¿Cómo controlan 13 conexiones una simple pantalla LCD con 34 segmentos?

El material de cristal líquido, el compuesto dentro de una pantalla LCD que reacciona a la estimulación eléctrica, le gusta tener una forma de onda de CA para activar. Por lo tanto, un solo píxel tendría dos electrodos transparentes con este material LC entre ellos, impulsado con una onda cuadrada a una frecuencia bastante baja. Si a los dos electrodos se les da la misma forma de onda, entonces está inactivo, y si se les da formas de onda opuestas, entonces está activo. Si un píxel "activo" es "visible" o no, depende de la construcción completa de la pantalla LCD, incluidos los polarizadores, la iluminación, los reflectores, etc. Para los fines de esta discusión, es irrelevante.

Normalmente, una simple pantalla LCD tendrá un electrodo de plano posterior y un electrodo adicional para cada elemento / píxel de la pantalla. Por lo tanto, una versión simple de su LCD requeriría 35 líneas. Una para el electrodo de panel posterior y otra para cada elemento. Tendría una sola onda cuadrada conduciendo el backplane constantemente, y manejaría cada elemento con su propia línea que usa la señal del backplane tal como está, o usa un inversor para dar a la forma de onda exactamente lo opuesto a la señal del backplane. / p>

Una pantalla más compleja podría tener menos líneas al usar multiplexación. Esto tiene múltiples backplanes, y una línea de segmento controlaría un segmento para cada backplane.

En tu caso, tienes 34 elementos para controlar y 13 líneas. Es probable que tenga 4 backplanes, y cada línea de segmento controla 4 elementos, lo que le da hasta 36 elementos posibles con solo 13 líneas.

Dado que puede elegir hacerlo de esta manera, puede preguntar por qué alguien elegiría la pantalla más simple.

Hay dos razones, la primera, menos importante, es que las formas de onda se vuelven más complejas. Recuerde que el material de LC quiere ser impulsado por una señal de CA. Si los cuatro backplanes tienen diferentes señales de CA, ¿cómo se activa solo un elemento en un backplane?

Esto se realiza mediante el uso de formas de onda algo complejas en cada uno de los backplanes y los pines del segmento. Por ejemplo, aquí se muestra cómo la TI MSP430 controla una pantalla LCD de 4 mux similar a la de su ejemplo:

Estolomanejaunperiféricoenelmicrocontrolador,quepuedehacerlodemaneramuyeficiente.

Sinembargo,hayotroinconveniente,bastantegrande,deestemétodo.Elcontrastesereducesignificativamente.

Lossegmentosqueestán"inactivos" en una pantalla multiplexada, en realidad están recibiendo una forma de onda de CA, pero no es suficiente para activar completamente el material de LC. Los segmentos que están "activos" en dicha pantalla están recibiendo una forma de onda que no los impulsa al 100% de su capacidad:

En una pantalla de 4 mux, puedes ver que hay muy poca diferencia entre un elemento activo y uno inactivo. Si bien la pantalla LCD ha sido diseñada para este uso, y el material LC específicamente desarrollado para funcionar bien en esta situación, notará que tales pantallas tienen un buen contraste en la dirección en la que están diseñados para verse, pero un contraste muy pobre en casi todos los otros ángulos.

Entonces, si bien la reducción en los circuitos puede ser útil para algunos dispositivos, la pérdida resultante en contraste puede no ser aceptable para algunos usos.

Por último, esto hace que sea muy difícil modificar dicho equipo para otro uso. Sé que muchas personas que intentan leer valores de pantallas LCD para medidores y equipos de medición a menudo se sienten decepcionados al descubrir que no es una tarea sencilla, y la complejidad de interpretar estas señales es a menudo demasiado esfuerzo para su proyecto.

Una escala de peso humano tiene muchas ventajas para este tipo de pantalla. Se producen en cantidades masivas, por lo que una pequeña reducción en el cableado hace un gran ahorro, el silicio que las ejecuta es común, por lo que no necesita un dispositivo personalizado, y el ángulo de visión es muy restringido durante el uso real. De hecho, una situación de contraste pobre cuando se ve fuera de ángulo puede incluso verse como una buena característica para algunos usuarios.

Toma las señales correctas en el vidrio superior e inferior para "iluminar" un segmento (en realidad lo vuelve oscuro, transparente es el caso de no ver). Esto permite que los LCD se dispongan en una matriz. Un segmento solo se ilumina cuando ambos cables son conducidos de una manera particular. Los otros cables se conducen de manera que no se encienda ningún otro segmento.

Este tipo de LCD de 7 segmentos generalmente se divide en una pequeña cantidad de "comunes" y una mayor cantidad de segmentos. Cada segmento individual está conectado a una línea común y una línea de segmento que debe tener una señal de CA entre ellos para que el segmento se ilumine. Por ejemplo, sus 36 píxeles pueden ser controlados por 4 líneas comunes y 9 líneas de segmento.

El controlador de LCD en el microcontrolador se secuencia automáticamente a través de la producción de las señales correctas en cada común, y luego conduce los segmentos seleccionados para ese común, al siguiente común, etc. Los LCD responden de manera relativamente lenta, y este escaneo se realiza lo suficientemente rápido como para que un segmento no se "iluminará" (en realidad se volverá transparente nuevamente) en el corto tiempo entre la activación de cada escaneo.

Busque una hoja de datos de LCD, y verá un mapa de los comunes y los segmentos, y la combinación necesaria para activar cada píxel. Asegúrese de mirar una hoja de datos de LCD de "vidrio desnudo". Desafortunadamente, los ensamblajes de LCD completos con chip de controlador también se denominan "LCD". Los que controlas enviando comandos al chip del controlador, que luego realiza la multiplexación.

Más recursos comunes obligan a formas de onda más complicadas, por lo que el número de recursos comunes generalmente se limita a alrededor de 4 o 5. Una vez más, eche un vistazo a una hoja de datos de vidrio sin pantalla LCD. También puede ser instructivo consultar el capítulo de la hoja de datos del controlador LCD incorporado en un microcontrolador. Los PIC de Microchip, por ejemplo, tienden a tener un "9" cerca del final de su número de pieza si contienen un controlador LCD, pero también puede buscar uno con un controlador LCD en la guía de selección.