In meiner Digitalwaage befindet sich ein 7-Segment-LCD, auf dem "-88: 8.8" plus 3 Symbole für kg, lb oder St. angezeigt werden können. Dies ergibt 34 einzelne Segmente, vorausgesetzt, der Doppelpunkt ist ein einzelnes Symbol.
Das LCD wird über einen dieser Gummistreifen mit der Leiterplatte verbunden, die 13 Kontaktpunkte hat.
Ich kann keine Schaltung auf dem LCD sehen.
Wie funktioniert das? Die meisten LCDs, die ich zuvor gesehen habe, scheinen individuelle Verbindungen zu jedem Segment zu haben.
Gibt es vielleicht eine Abfolge von Segmentgruppen, bei der jede Gruppe einen eigenen Grund hat?
Antworten:
Flüssigkristallmaterial, die Verbindung in einem LCD, die auf elektrische Stimulation reagiert, möchte eine Wechselstrom-Wellenform zum Aktivieren haben. Ein einzelnes Pixel würde also zwei transparente Elektroden mit diesem LC-Material zwischen sich haben, die mit einer Rechteckwelle mit einer relativ niedrigen Frequenz angesteuert werden. Wenn die beiden Elektroden dieselbe Wellenform haben, ist sie inaktiv und wenn sie entgegengesetzte Wellenformen haben, ist sie aktiv. Ob ein "aktives" Pixel "sichtbar" ist oder nicht, hängt vom gesamten Aufbau des LCD ab, einschließlich Polarisatoren, Beleuchtung, Reflektoren usw. Für die Zwecke dieser Diskussion ist dies unerheblich.
Typischerweise hat eine einfache LCD-Anzeige eine Rückwandelektrode und eine zusätzliche Elektrode für jedes Element / Pixel der Anzeige. Eine einfache Version Ihres LCD würde also 35 Zeilen erfordern. Eine für die Backplane-Elektrode und eine für jedes Element. Sie hätten eine einzige Rechteckwelle, die die Rückwandplatine ständig antreibt, und Sie würden jedes Element mit einer eigenen Leitung antreiben, die entweder das Rückwandplattensignal wie es ist verwendet oder einen Inverter verwendet, um einer Wellenform das genaue Gegenteil des Rückwandplattensignals zu verleihen.
Eine komplexere Anzeige kann durch Multiplexing weniger Zeilen enthalten. Dies hat mehrere Backplanes, und eine Segmentleitung würde ein Segment für jede Backplane steuern.
In Ihrem Fall müssen Sie 34 Elemente und 13 Zeilen steuern. Die Chancen stehen gut, dass Sie 4 Backplanes haben und jede Segmentlinie 4 Elemente steuert, sodass Sie bis zu 36 mögliche Elemente mit nur 13 Linien erhalten.
Angesichts der Tatsache, dass Sie sich dafür entscheiden können, fragen Sie sich vielleicht, warum jemand die einfachere Anzeige wählen sollte.
Es gibt zwei Gründe, der erste, weniger wichtige Grund ist, dass die Wellenformen komplexer werden. Denken Sie daran, dass das LC-Material von einem Wechselstromsignal angesteuert werden soll. Wenn die vier Backplanes unterschiedliche Wechselstromsignale aufweisen, wie können Sie nur ein Element auf einer Backplane aktivieren?
Dies erfolgt durch Verwendung etwas komplexer Wellenformen auf jeder der Rückwandplatinen und den Segmentstiften. So steuert der TI MSP430 beispielsweise ein 4-Mux-LCD wie in Ihrem Beispiel:
Dies erledigt ein Peripheriegerät im Mikrocontroller, das dies sehr effizient erledigen kann.
Es gibt jedoch einen anderen, ziemlich großen Nachteil dieser Methode. Der Kontrast ist deutlich reduziert.
Die Segmente, die in einer Multiplex-Anzeige "inaktiv" sind, empfangen tatsächlich eine Wechselstrom-Wellenform, aber es reicht nicht aus, das LC-Material vollständig zu aktivieren. Die Segmente, die in einer solchen Anzeige "aktiv" sind, empfangen eine Wellenform, die sie nicht mit 100% ihrer Fähigkeit antreibt:
In einem 4-Mux-Display können Sie feststellen, dass es kaum einen Unterschied zwischen einem aktiven und einem inaktiven Element gibt. Obwohl das LCD für diese Verwendung entwickelt wurde und das LC-Material speziell für diese Situation entwickelt wurde, werden Sie feststellen, dass solche Displays einen guten Kontrast in der Richtung haben, in der sie angezeigt werden sollen, aber einen sehr schlechten Kontrast fast jeder andere Winkel.
Während die Reduzierung der Schaltkreise für einige Geräte nützlich sein kann, kann der resultierende Kontrastverlust für einige Anwendungen nicht akzeptabel sein.
Dies macht es schließlich sehr schwierig, solche Geräte für andere Zwecke zu modifizieren. Ich weiß, dass viele Leute, die versuchen, Werte von LCD-Anzeigen für Messgeräte und Messgeräte abzulesen, sehr oft enttäuscht sind, dass dies keine einfache Aufgabe ist, und die Komplexität der Interpretation dieser Signale ist für ihr Projekt oft zu aufwändig.
Eine Personenwaage hat für diese Art der Anzeige viele Vorteile. Sie werden in großen Stückzahlen hergestellt, so dass eine geringe Reduzierung der Verkabelung zu erheblichen Einsparungen führt. Das Silizium, mit dem sie betrieben werden, ist üblich, sodass Sie kein benutzerdefiniertes Gerät benötigen, und der Betrachtungswinkel ist während des tatsächlichen Gebrauchs sehr eingeschränkt. In der Tat kann eine schlechte Kontrastsituation beim Betrachten außerhalb des Blickwinkels für einige Benutzer sogar als eine nette Funktion angesehen werden.
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Es werden die richtigen Signale sowohl auf dem oberen als auch auf dem unteren Glas benötigt, um ein Segment "anzuzünden" (tatsächlich wird es dunkel, undurchsichtig ist der nicht zu sehende Fall). Dadurch können LCDs in einer Matrix angeordnet werden. Ein Segment leuchtet nur, wenn beide Leitungen auf eine bestimmte Weise angesteuert werden. Die anderen Leitungen werden so angesteuert, dass kein anderes Segment leuchtet.
Diese Arten von 7-Segment-LCDs werden normalerweise in eine kleine Anzahl von "Commons" und eine größere Anzahl von Segmenten unterteilt. Jedes einzelne Segment ist mit einer gemeinsamen und einer Segmentleitung verbunden, zwischen denen ein Wechselstromsignal liegen muss, damit das Segment aufleuchtet. Beispielsweise können Ihre 36 Pixel durch 4 gemeinsame und 9 Segmentzeilen gesteuert werden.
Der LCD-Treiber im Mikrocontroller erzeugt automatisch die richtigen Signale für die einzelnen Gleichtakte und steuert dann die ausgewählten Segmente für diese Gleichtakte auf die nächsten Gleichtakte usw. LCDs reagieren relativ langsam, und diese Abtastung erfolgt so schnell, dass ein Segment entsteht wird in der kurzen Zeit zwischen der Aktivierung jedes Scans nicht "unlight" (wird tatsächlich wieder transparent).
Schlagen Sie in einem LCD-Datenblatt nach, und Sie sehen eine Karte der Commons und Segmente sowie die erforderliche Kombination, um die einzelnen Pixel zu aktivieren. Schauen Sie sich unbedingt ein "nacktes Glas" -LCD-Datenblatt an. Leider werden komplette LCD-Baugruppen mit Treiberchip auch als "LCDs" bezeichnet. Diese steuern Sie, indem Sie Befehle an den Treiberchip senden, der dann das Multiplexing ausführt.
Mehr Commons erzwingen kompliziertere Wellenformen, daher ist die Anzahl der Commons normalerweise auf etwa 4 oder 5 begrenzt. Schauen Sie sich auch hier ein Datenblatt mit LCD-Bare-Glass an. Es kann auch lehrreich sein, das Datenblattkapitel für den in einen Mikrocontroller eingebauten LCD-Treiber zu lesen. Beispielsweise haben Mikrochip-PICs in der Regel eine "9" am Ende ihrer Teilenummer, wenn sie einen LCD-Treiber enthalten. Sie können jedoch auch einen mit einem LCD-Treiber in der Auswahlhilfe suchen.
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