Обычно динамическая индикация в жидкокристаллических индикаторах осуществляется по строкам. Пример схемы расположения электродов в таких индикаторах приведен на рисунке 9.29.
Рисунок 9.29 – Пример схемы расположения электродов в жидкокристаллическом индикаторе.
В этой схеме использовано три строки. В простейшем случае для формирования сигналов динамической индикации потребуются трехуровневые напряжения. Для формирования третьего уровня напряжения можно воспользоваться резистивным делителем. Этот делитель позволяет получить ровно половину питания цифровой схемы. Временные диаграммы сигналов, подаваемых на строки жидкокристаллического индикатора, приведены на рисунке 9.30.
Теперь для того, чтобы выбрать или нет соответствующий сегмент, на его колонку следует подать сигнал в фазе или в противофазе к сигналу, действующему на соответствующей строке.
Например, если требуется отобразить на индикаторе сегменты ‘a’ и ‘d’, а сегмент оставить прозрачным, на вторую колонку следует подать сигнал, показанный на рисунке 9.31.
Рисунок 9.31 – Временная диаграмма напряжения на втором столбце жидкокристаллической ячейки.
На приведенной в этом рисунке временной диаграмме в первой части кадра сигнал противоположен сигналу выборки первой строки. Во второй части кадра он синфазен сигналу выборки второй строки, а в последней части кадра он снова противоположен сигналу выборки третьей строки.
В результате взаимодействия сигналов COM1, COM2, COM3 и SEG0 на сегменты ‘a’ и ‘d’ подается возбуждающее напряжение, а на сегмент ‘g’ напряжение не поступает.
Казалось бы все замечательно. Однако если рассмотреть напряжение на отдельно взятом сегменте жидкокристаллического индикатора, то мы получим временные диаграммы, приведенные на рисунке 9.33.
‘a’
‘g’
Рисунок 9.33 – Временная диаграмма напряжения на сегментах жидкокристаллической ячейки.
Проанализировав эти диаграммы, можно определить, что напряжение возбужденной ячейки отличается от напряжения невозбужденной ячейки всего в два раза. В результате контраст изображения на жидкокристаллическом индикаторе получается небольшим.
Для увеличения контрастности изображения, в сигнал, подаваемый на строки жидкокристаллического индикатора можно добавить дополнительный уровень, как это показано на рисунке 9.34.
Рисунок 9.34. Временные диаграммы напряжения на выводах строк жидкокристаллической ячейки.
Использование дополнительных двух уровней в сигнале развертки позволяет частично компенсировать возбуждающее напряжение от соседних сегментов. В результате контрастность формируемого изображения возрастает. Напряжение на отдельно взятом сегменте жидкокристаллического индикатора, сформированное при таком методе развертки, приведено на рисунке 9.35.
10 Разработка цифрового устройства на примере электронных часов
Проектирование любого устройства начинается с анализа технического задания. В зависимости от предъявляемых требований для реализации устройства может потребоваться различная элементная база. В ряде случаев подходят готовые микросхемы, ведь обычно решаются однотипные задачи с небольшими изменениями параметров. Иногда, особенно при решении новых уникальных задач, приходится использовать универсальные микросхемы.
В данном случае это действительно распространённая задача и поэтому имеется огромное количество готовых микросхем, выполняющих функции электронных часов. Однако мы собираемся использовать часы как один из примеров разработки цифрового устройства, поэтому не будем пользоваться готовыми микросхемами электронных часов.
Как и разработка любого другого устройства, как аналогового, так и цифрового, разработка часов начинается с разработки структурной схемы. Это позволяет сократить время разработки всего устройства в целом, за счет исключения системных ошибок на этапе проработки связей между блоками.
