Չնայած ժամանակակից գունավոր էկրանների լայն կիրառմանը, կան մեծ թվով սարքեր, որոնցում սև և սպիտակ LCD ցուցիչների օգտագործումը շարունակում է մեծ պահանջարկ ունենալ: Նման ծրագրերի համար սովորաբար ամենակարևորը ցածր սպառում և ցածր գնով ձեռք բերելն է: Այս հոդվածը գնահատում է փոխանակման հեռանկարները LCD ցուցիչներԵվ STM8L միկրոկոնտրոլերներարտադրություն ինտեգրված LCD կարգավորիչով` ցածր էներգիայի և էժան սարքեր ստեղծելու համար:
Ժամանակակից էլեկտրոնիկան ունի տեղեկատվության ցուցադրման հսկայական քանակությամբ միջոցներ՝ տարրական LED-ից մինչև բարդ TFT վահանակներ: Թվում է, թե մոնոխրոմ LCD ցուցիչների (LCD) ժամանակը անցյալում է, բայց դա հեռու է դեպքից: Կան մեծ թվով հավելվածներ, որոնցում LCD-ները շարունակում են պահանջարկ ունենալ: Ցածր էներգիայի STM8L ընտանիքի միկրոկոնտրոլերները ինտեգրված LCD դրայվերով (LCD մոդուլ) թույլ են տալիս գիտակցել այս տեսակի էկրանի բոլոր առավելությունները:
Հասկանալու համար, թե ինչու են սև և սպիտակ LCD-ները զբաղեցնում իրենց դիրքերը, անհրաժեշտ է ընդգծել դրանց հիմնական մրցակցային առավելությունները՝ ցածր էներգիայի սպառում, ցածր գնով, բարձր տեսանելիությամբ:
Սև և սպիտակ LCD-ները, որոնք օգտագործում են արտացոլված լույս, ունեն նվազագույն էներգիայի սպառում: Փաստորեն, այս սպառումը որոշվում է միայն LC բջիջների հզորության լիցքավորման ժամանակ դինամիկ կորուստներով: Որքան ցածր է էկրանի հաճախականությունը, այնքան ցածր է սպառումը:
Էժանության հարցը առաջին հայացքից գուցե այնքան էլ ակնհայտ չէ։ Բայց եթե նկատի ունեք ստանդարտ LCD-ներ՝ առանց ինտեգրված վերահսկիչի կամ հատուկ էկրանների, որոնք արտադրվում են մեծ քանակությամբ, ապա էկրանի արժեքը կլինի շատ ցածր (1 դոլարից պակաս):
Բարձր տեսանելիությունը պետք է հասկանալ հետևյալ կերպ. մասնագիտացված և անհատականացված LCD էկրաններում ցուցադրման հատվածները պատրաստված են գրաֆիկական պատկերների տեսքով: Տոնոմետրերի էկրանները կարող են վառ օրինակ դառնալ: Բացի թվերից, այն կպարունակի մասնագիտացված պատկերակներ («սիրտ»՝ որպես սրտի զարկերի չափման ռեժիմի ցուցիչ, մարտկոցի լիցքավորման ցուցիչ, մակագրություններ): Նման պատկերները ինտուիտիվ են օգտագործողի համար, և դա շատ կարևոր է: Ակնհայտ է, որ նմանատիպ LED ցուցիչների ստեղծումը հնարավոր է, բայց դժվար՝ մի շարք տեխնոլոգիական պատճառներով։
Դժվար չէ բացահայտել այն հավելվածները, որոնցում սև և սպիտակ LCD էկրանների դիրքերը մնում են բավականին վստահ:
Կարևոր է հասկանալ, որ ոչ միայն LCD էկրանն է որոշում վերջնական արտադրանքի արժեքը և տնտեսությունը: LCD էկրանը կառավարելու համար անհրաժեշտ է հատուկ կարգավորիչ և կառավարման միկրոկոնտրոլեր: Եթե դրանք վատ են ընտրված, ապա LCD-ի բոլոր առավելությունները նշանակություն չեն ունենա:
Այս հոդվածը նվիրված է STM8L միկրոկառավարիչների և LCD ցուցիչների համատեղ օգտագործմանը: Ինչու՞ STM8L: Այս կարգավորիչներն ունեն ինտեգրված LCD կարգավորիչ (LCD մոդուլ), շատ ցածր սպառում և արժեք: Այսինքն, հենց այն հատկությունները, որոնք օգնում են ավելի ընդգծել LCD-ի առավելությունները: Բացի այդ, օգտագործելով STM8L, մենք ստանում ենք հզոր պրոցեսոր՝ առաջադեմ ծայրամասային սարքերով, վրիպազերծման գործիքների հասանելիություն՝ պատրաստի գնահատման փաթեթների և անվճար ծրագրաշարի տեսքով:
Այնուամենայնիվ, համատեղ օգտագործման հեռանկարների վերաբերյալ եզրակացություններ անելու համար անհրաժեշտ է հաջորդաբար դիտարկել LCD-ի բնութագրերը, ինտեգրված LCD կարգավորիչով STM8L միկրոկառավարիչների առանձնահատկությունները և հենց LCD կարգավորիչի առանձնահատկությունները:
Դիտարկենք մոնոխրոմ LC բջիջի կառուցվածքը՝ օգտագործելով TN (Twisted Nematic) օրինակը (Նկար 1): «Հեղուկ բյուրեղների» շերտը գտնվում է երկու ապակե հիմքերի միջև։ Այդ հիմքերի վրա դրվում են թափանցիկ էլեկտրոդներ և բևեռացնող շերտեր (բևեռացնող ֆիլտրեր): Հետևի ապակու հիմքն ունի հայելային ծածկույթ:
Ապակե մակերեսի վրա ձևավորվում են ուղեցույցներ, որոնք հավասարեցնում են LC մոլեկուլները ապակու մակերեսին զուգահեռ: Տարածական առումով մոլեկուլները ոլորված են պարույրի մեջ (Նկար 2):
Բևեռացնող ֆիլտրերը գտնվում են հիմքերի արտաքին կողմում: Վերին և ստորին ֆիլտրերի բևեռացման ուղղությունները ուղղահայաց են: Ակնհայտ է, որ եթե չլինեին LC մոլեկուլներ, էկրանը կհայտնվեր սև:
Արտաքին էլեկտրական դաշտի բացակայության դեպքում բջիջը մնում է թափանցիկ (Նկար 2ա): Իրոք, չբևեռացված լույսը, անցնելով վերին բևեռացման միջով, պարզվում է, որ բևեռացված է (օրինակ, X առանցքի երկայնքով): Շարժվելով LC մոլեկուլների պարույրով, արտացոլումների շնորհիվ լույսը փոխում է բևեռացման ուղղությունը 90 աստիճանով։ Հետեւաբար, այն անցնում է ստորին բեւեռացման միջոցով առանց կլանման:
Աղյուսակ 1. LCD մոդուլով STM8L միկրոկառավարիչների բնութագրերը
| Անուն | Շրջանակ | Աշխատանքային հաճախականություն (առավելագույնը), ՄՀց | Ֆլեշ, կբայթ | RAM, KB | EEPROM, բայթ | 12-բիթանոց ADC, ալիքների քանակը | 12-բիթանոց DAC | Ինտերֆեյսեր | Ուպիտ, Վ | Ipotr (RUN ռեժիմ), µA/MHz | LCD |
| LQFP48 | 16 | 32 | 2 | 256 | 25 | – | SPI I2C; USART (IrDA, ISO 7816) | 1,8…3,6 | 180 | 4×28 | |
| LQFP64 | 64 | 4 | 256 | 28 | – | 200 | 4×28/8×24 | ||||
| LQFP 48 UFQFPN 48 | 16 | 2 | 1024 | 25 | 1 | 1,65…3,6 | 195 | 4×28 | |||
| LQFP 48 UFQFPN 48 | 32 | 2 | 1024 | 25 | 1 | 180 | 4×28 | ||||
| LQFP 48 UFQFPN 48 | 64 | 4 | 2048 | 28 | 2 | 200 | 4×32/8×28 | ||||
| LQFP 32 UFQFPN 32 | 16 | 2 | 1024 | 21 | 1 | 180 | 4×17 | ||||
| LQFP 32 UFQFPN 32 | 32 | 2 | 1024 | 21 | 1 | 180 | 4×17 | ||||
| LQFP80 | 64 | 4 | 2048 | 28 | 2 | 200 | 4×44/8×40 | ||||
| LQFP64 | 32 | 2 | 1024 | 28 | 2 | 200 | 4×40/8×36 | ||||
| LQFP64 | 64 | 4 | 2048 | 28 | 2 | 200 | 4×40/8×36 | ||||
| LQFP80 | 64 | 4 | 2048 | 28 | 2 | 200 | 4×44/8×40 | ||||
| LQFP64 | 64 | 4 | 2048 | 28 | 2 | 200 | 4×44/8×40 |
Աղյուսակ 2. LCD կարգավորիչներ STM8L ինտեգրման տարբեր աստիճանի միկրոկառավարիչներում
| Անուն | Փիքսելների քանակը | Բազմապատկման ռեժիմներ (պարտականություն) | Կողմնակալության ռեժիմներ | RAM |
| 4×28 | ստատիկ; 1/2; 1/3; 1/4 |
1/2; 1/3 | մինչև 14 x 8 բիթ | |
| 4×28 | ||||
| 4×28 | ||||
| 4×28 | ||||
| 4×28 | ||||
| 4×17 | ||||
| 4×17 | ||||
| 4×28/8×24 | ստատիկ; 1/2; 1/3; 1/4; 1/8 |
1/2; 1/3; 1/4 | մինչև 18 x 8 բիթ | |
| 4×32/8×28 | ստատիկ; 1/2; 1/3; 1/4; 1/8 |
1/2; 1/3; 1/4 | մինչև 22 x 8 բիթ | |
| 4×44/8×40 | ||||
| 4×40/8×36 | ||||
| 4×40/8×36 | ||||
| 4×44/8×40 | ||||
| 4×44/8×40 |
Եթե նման բջիջի վրա արտաքին էլեկտրական դաշտ կիրառվի՝ օգտագործելով կիրառական էլեկտրոդներ, ապա բյուրեղային մոլեկուլները կսկսեն կողմնորոշվել դաշտի երկայնքով, և պտուտակավոր կառուցվածքը կկոտրվի։ Արդյունքում լույսը կանցնի LC մոլեկուլների շերտով՝ առանց բևեռացման ուղղությունը փոխելու և կներծծվի բևեռացման ստորին ֆիլտրով (Նկար 2b): Բջիջը կհայտնվի մութ:
LCD էկրանի կարևոր ցուցանիշը հակադրությունն է, որը որոշվում է լույսի և մութ բջիջների միջև թափանցիկության աստիճանի տարբերությամբ:
Դժվար չէ կռահել, որ բջիջի թափանցիկության աստիճանը տատանվում է՝ կախված կիրառվող դաշտի (լարման) մեծությունից։ Համապատասխանաբար, թափանցիկությունը կարող է վերահսկվել կիրառվող լարման PWM-ի միջոցով կամ փոխելով ազդանշանի ամպլիտուդը:
Կա ևս մեկ կարևոր հատկանիշ. Երբ կիրառվում է մշտական լարում, բյուրեղների կառուցվածքը քայքայվում է: Ուստի անհրաժեշտ է ձևավորել կառավարման ազդանշաններ այնպես, որ խուսափեն մշտական լարման բաղադրիչից: 100 մՎ-ից ավելի DC օֆսեթ արժեք չի թույլատրվում:
Որոշելու համար, թե ինչ հաճախականությամբ է արժե բևեռականության փոփոխություն կատարել, հաշվի առեք LCD բջիջի համարժեք էլեկտրական միացում (Նկար 3): Այն սերիական R-C շղթա է։ R դիմադրությունը սահմանափակում է հզորության վերալիցքավորման արագությունը և, համապատասխանաբար, հսկիչ ազդանշանի առավելագույն հաճախականությունը: Եթե ազդանշանի ամպլիտուդը մեծանա, ապա լիցքավորման արագությունը կավելանա, և արդյունքում հաճախականությունը կարող է մեծանալ:
Մյուս կողմից, կարելի է տեսնել, որ նման սխեման ենթադրում է միայն դինամիկ էներգիայի սպառում: Ըստ այդմ, որքան բարձր է գործառնական հաճախականությունը, այնքան մեծ է սպառումը:
Անդրադառնալով առանձին բջիջների առանձնահատկություններին, մենք կքննարկենք բազմաթիվ բջիջներից բաղկացած LCD էկրանների վերահսկման առանձնահատկությունները:
Կան LCD էկրանների մի քանի տեսակներ, որոնք տարբերվում են հսկիչ էլեկտրոդների միացման տեսակից: Ամենապարզ դեպքում յուրաքանչյուր հատված միացված է ընդհանուր (COM) և անհատական (SEG) հսկիչ էլեկտրոդներին: Նման սխեման կոչվում է ստատիկ առանց մուլտիպլեքսավորման: Այն վերահսկելը պարզ է, բայց ունի մեկ թերություն՝ հսկիչ ելքերի թիվը մեծ է և հավասար (N + 1), որտեղ N-ը բջիջների թիվն է։
Պինների քանակը նվազեցնելու համար օգտագործվում են մատրիցային կապի տարբեր սխեմաներ: Այսպիսով, երկու ընդհանուր COM կապում ունեցող շղթայի համար կպահանջվի միայն (N / 2) + 2 կառավարման գիծ (Նկար 4): Այնուամենայնիվ, կառավարման ազդանշանների ձևը կդառնա ավելի բարդ, քանի որ մուլտիպլեքսավորման աստիճանը մեծանում է (1/2, 1/3, 1/4, 1/8):
Այս օրինակում (Նկար 4) S00 և S11 հատվածները կլինեն մուգ, իսկ S01 և S10 հատվածները՝ թափանցիկ:
Վերահսկիչ ազդանշանների վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ կան մի քանի առանձնահատկություններ.
Այս բաժնի եզրակացությունը LCD կարգավորիչի պահանջներն են: Այն պետք է ձևավորի անհրաժեշտ ժամանակային միջակայքերը (ներառյալ LCD-ների համար մի քանի COM գծեր), ստեղծի անհրաժեշտ լարման մակարդակները և ունենա անհրաժեշտ քանակի հսկիչ ելքեր: Այս բոլոր պահանջները բավարարում են ինտեգրված STM8L LCD միկրոկառավարիչ մոդուլը:
Ցածր էներգիայի STM8L ընտանիքը ներառում է չորս շարք միկրոկոնտրոլերներ LCD կարգավորիչով (LCD մոդուլ) (Նկար 5, Աղյուսակ 1): STM8L05 տողում այս պահին LCD մոդուլը առկա է միայն STM8L052C6 և STM8L052R8 կարգավորիչներում (աղյուսակ 1):
STM8L152x գիծ- Սա STM8L ընտանիքի հենց առաջին գիծն է: Այն ունի բարձր կատարողականություն և հարուստ ծայրամասային սարքեր.
STM8L162x- արտադրական գիծ, որն ունի ինտեգրված AES ծածկագրման միավոր, որը թույլ է տալիս գաղտնագրել և վերծանել տվյալները՝ օգտագործելով AES ալգորիթմը:
STM8L052x «Արժեքի գիծ» STM8L-ի բյուջետային տարբերակն է: Այս տեսականին նախատեսված է այնպիսի ծրագրերի համար, որտեղ գինը և էներգիայի սպառումը որոշիչ գործոն են: Ծայրամասի կազմը և հիշողության քանակը կրճատվում է վերը նշված տողերի համեմատ: Այնուամենայնիվ, FLASH-ը մինչև 64 Կբայթ և RAM-ը մինչև 2 Կբայթ հնարավորություն են տալիս իրականացնել բավականին բարդ ծրագրեր։
Ներկայացված գծերի հիմնական առանձնահատկություններից է ցածր սպառումը և ինտեգրված LCD մոդուլի առկայությունը:
Պարզաբանելու համար հարկ է նշել, որ տարբեր աստիճանի ինտեգրման STM8L միկրոկառավարիչների համար LCD մոդուլների մի քանի տեսակներ կան (Աղյուսակ 2):
Աղյուսակ 2-ը ցույց է տալիս, որ STM8L152xx/STM8L162xx միկրոկոնտրոլերների LCD կարգավորիչները՝ ինտեգրման բարձր աստիճանով, ունեն առավել առաջադեմ հնարավորություններ: Դիտարկենք դրանց կառուցվածքը ավելի մանրամասն (Նկար 6): Այն պարունակում է երեք հիմնական բլոկ՝ ժամացույցի գեներատոր, LCD դրայվերներ, կոնտրաստի կառավարման միավոր:
Ժամացույցի զարկերակային գեներատոր:Ինչպես ենթադրում է անունը, այս բլոկի հիմնական խնդիրը ժամացույցի իմպուլսների ձևավորումն է: Գեներատորի մուտքային ազդանշանը ժամացույցի իմպուլս է, որի հաճախականությունը հավասար է իրական ժամանակի ժամացույցի հաճախականությանը (RTC) բաժանված 2-ի և պետք է լինի 16,384…500 կՀց միջակայքում: Ավելի ցածր հաճախականություններ ստանալու համար օգտագործվում են երկու բաժանարարներ: 16-բիթանոց բաժանարար՝ 1...65535 բաժանման գործակցով և, եթե սահուն կարգավորում է պահանջվում, լրացուցիչ բաժանարար (բաժանման գործակիցը 16...31 է)։
Աղյուսակ 3. STM8L Ցածր էներգիայի ռեժիմներ
* - Ընթացիկ սպառումը տրված է STM8L052x-ի համար՝ անջատված ծայրամասային սարքերի և FLASH-ից կատարված ծրագրի դեպքում, եթե այլ բան նշված չէ:
Ստացված ժամացույցի ազդանշանը fLCD որոշում է շրջանակների հիմնական հաճախականությունը՝ հաշվի առնելով մուլտիպլեքսավորման աստիճանը (duty)՝ fLCD = fLCD x duty: Ինչպես նշվեց վերևում, իմաստ ունի ընտրել հաճախականություն 30 ... 100 Հց միջակայքից: Ավելի բարձր հաճախականության դեպքում սպառումը զգալի կլինի, իսկ պատկերի որակը կմնա անփոփոխ։
LCD մոդուլը հնարավորություն է տալիս կազմակերպել ապարատային թարթումը, դրա համար գեներատորն ունի հատուկ բլոկ 0,5 Հց, 1 Հց, 2 Հց, 4 Հց թարթման հաճախականությունը ձևավորելու համար:
LCD վարորդներ.Երկու LCD դրայվեր օգտագործվում են COMn և SEGn ազդանշաններ ստեղծելու համար: Բլոկը պարունակում է ժամանակային սխեմաներ, որոնք անհրաժեշտ են պահանջվող ժամանակային միջակայքերը ձևավորելու համար:
Բացի այդ, բլոկը ներառում է ինտեգրված RAM, որը պահպանում է տեղեկատվություն այն մասին, թե պիքսելներից որն է ակտիվ:
Կոնտրաստային կառավարման միավոր:Այս բլոկը առանցքային դեր է խաղում: Այն կառավարում է հակադրությունը՝ փոխզիջում գտնելով էներգիայի սպառման և բուն հակադրության արժեքի միջև:
Ինչպես նշվեց վերևում, հակադրությունը կախված է VLCD-ի մատակարարման լարումից: Այս լարումը կարող է առաջանալ կամ ինտեգրված փոխարկիչի կամ արտաքին աղբյուրի միջոցով: Ինտեգրված փոխարկիչ օգտագործելիս հնարավոր է ծրագրավորել VLCD լարման արժեքը: Ինտեգրման միջին աստիճան ունեցող միկրոկառավարիչների համար (աղյուսակ 2) ճշգրտման միջակայքը 2,6 ... 3,3 Վ է: Ինտեգրման ավելի բարձր աստիճան ունեցող միկրոկառավարիչների համար միջակայքը 2,6 ... 3,5 Վ է:
Հնարավոր է կարգավորել հակադրությունը՝ օգտագործելով կառավարման ազդանշաններում «մեռած ժամանակի» ապարատային ձևավորումը։ Մահացած ժամանակի ընթացքում COMn և SEGn ազդանշանները քաշվում են գետնին, և այս դեպքում սպառումը նվազագույն է:
Բլոկի մեկ այլ խնդիր է հսկիչ ազդանշանների լարման մակարդակների ձևավորումը: Այսպիսով, օրինակ, 1/4 հերթափոխով ռեժիմում անհրաժեշտ է առաջացնել հինգ լարման մակարդակի ազդանշաններ՝ 0, VLCD /4, VLCD /2, VLCD /4 և VLCD:
Այս խնդիրը լուծելու համար կիրառվում են երկու դիմադրողական բաժանարարներ (Նկար 7): Դրանցից մեկը՝ ցածր դիմադրությունը, օգտագործվում է միացման արագությունը բարձրացնելու համար LCD բջիջի հզորությունը լիցքավորելիս: Երբ անցումը տեղի ունենա, այս բաժանարարը կարող է անջատվել՝ սպառումը նվազեցնելու համար: Երկրորդ բաժանարարը մնում է միացված՝ բարձր դիմադրություն, այն պահպանում է լարման մակարդակը մնացած իմպուլսային փուլում:
Շրջանակային տեսանկյունից ներքին փոխարկիչը իդեալական է օգտագործման համար, քանի որ այն ունի բազմաթիվ հսկողության հնարավորություններ, մինչդեռ այն պահանջում է միայն մեկ արտաքին կոնդենսատոր:
Որպես այս բաժնի եզրակացություն, մենք կնշենք STM8L-ում ինտեգրված LCD մոդուլի առավելություններն ու առանձնահատկությունները.
Հաշվի առնելով STM8L-ի և LCD-ի առանձնահատկությունները՝ կարող եք գնահատել դրանց համակցված օգտագործման առավելությունները՝ էներգիայի սպառումը նվազեցնելու առումով:
Եթե գինը և ինտեգրված կարգավորիչը STM8L + LCD համակարգի անհերքելի առավելություններն են, ապա սպառման հարցը պետք է ավելի ուշադիր դիտարկել: Դա անելու համար մենք կորոշենք էներգիայի սպառումը նվազեցնելու հիմնական ուղիները:
Բրինձ. 7. Լարման մակարդակների ձևավորում
վարորդի ելքային ազդանշաններ
LCD սպառման օպտիմիզացում: Ինչպես նկարագրված է վերևում, հիմնական LCD-ը դինամիկ էներգիայի սպառումն է: Դուք կարող եք նվազեցնել այն մի քանի ձևով. Նախ, նվազեցրեք պիքսելների թարմացման արագությունը: Այս դեպքում ստորին շեմը կլինի մոտ 30 Հց: Քանի որ հաճախականությունը հետագայում նվազում է, թարթումը նկատելի կլինի: Երկրորդ, եթե LCD պարամետրերը թույլ են տալիս, ապա կարող եք նվազեցնել մատակարարման լարումը:
Ինտեգրված LCD մոդուլը ձեզ ավելի շատ ճկունություն է տալիս էներգիայի կառավարման հարցում՝ ավելացնելով էներգիան նվազեցնելու ավելի շատ եղանակներ: Նախ, LCD կարգավորիչը թույլ է տալիս ծրագրային կերպով վերահսկել լարման արժեքը: Երկրորդ, հնարավոր է դառնում օգտագործել «մեռած ժամանակը» կառավարման ազդանշանների փուլերում։ Երրորդ, կարգավորիչը վերահսկում է դիմադրողական հիմնական բաժանիչների օգտագործման ժամանակը (Նկար 4): Ցածր դիմադրողականության բաժանիչի օգտագործման ժամանակը կրճատելով՝ սպառումը կարող է կրճատվել։
Եվս մեկ անգամ պետք է ընդգծել, որ, ցավոք, թվարկված մեթոդներն ունեն թերություններ՝ դրանք հանգեցնում են կոնտրաստի նվազմանը կամ նկատելի դարձնում թարթումը։ Հետևաբար, իմաստ ունի խոսել ոչ թե սպառման պարզ կրճատման, այլ էներգիայի սպառման և օգտագործողի համար ցուցումների հարմարավետության միջև փոխզիջում գտնելու մասին:
Ինտեգրված LCD մոդուլի չափազանց կարևոր առավելությունը նրա լիարժեք համատեղելիությունն է STM8L ցածր էներգիայի ռեժիմների հետ (Աղյուսակ 3): Քանի որ LCD մոդուլը ժամացույց է անում նույն ազդանշանով, ինչ իրական ժամանակի ժամացույցը, LCD կառավարումը հնարավոր է բոլոր ռեժիմներում, բացառությամբ HALT ռեժիմի:
STM8L էներգիայի սպառման օպտիմիզացում. STM8L միկրոկառավարիչները կարող են դինամիկ կերպով փոխել էներգիայի սպառման չափը և հասնել ծայրահեղ ցածր սպառման՝ օգտագործելով իրենց հնարավորությունները.
Ի լրումն ցածր սպառման, սարքերը, որոնք հիմնված են LCD + STM8L համակցության վրա, ունեն արագ զարգացման հեռանկար: Դա հնարավոր է գնահատման փաթեթների և անվճար ծրագրաշարի առկայության շնորհիվ, որոնք ավանդական են ST Microelectronics-ի կողմից արտադրվող միկրոկոնտրոլերների համար:
STM8L-ին արագ տիրապետելու համար կարող եք օգտագործել ST Microelectronics-ի կողմից արտադրված գնահատման փաթեթները: Դրանք շատ են՝ STM8L-Discovery, STM8L1526-EVAL, STM8L1528-EVAL, STM8L15LPBOARD, STM8L101-EVAL: Նրանց հիմնական առանձնահատկությունն այն է, որ դրանք բոլորը ներառում են LCD էկրան և անվճար ծրագրակազմի հավաքածու: Կոմպլեկտները տարբերվում են միկրոկոնտրոլերի տեսակից, տեղադրված արտաքին ծայրամասային սարքերից և LCD էկրանի տեսակից։
STM8L-Discovery գնահատման փաթեթը (Նկար 8) կատարյալ է STM8L-ին ծանոթանալու և STM8L + LCD-ի հետ համատեղ աշխատանքը յուրացնելու համար:
STM8L-Discovery հավաքածուն ապահովված է USB-ով և ունի հետևյալ հատկանիշները.
LCD-ի առանձնահատկությունները.
Յուրաքանչյուր փաթեթը գալիս է անվճար stsw-stm8008 ծրագրաշարով: Ծրագրաշարի այս հավաքածուն պարունակում է երկու թղթապանակ:
Գրադարանի թղթապանակում է STM8L ծայրամասային ստանդարտ գրադարան, որը պարունակում է վերնագրի ֆայլեր (օրինակ՝ stm8l15x_lcd.h - LCD մոդուլի վերնագրի ֆայլ) և իրականացման ֆայլեր (օրինակ՝ stm8l15x_lcd.c) յուրաքանչյուր ինտեգրված ծայրամասային միավորի համար։ Այն թույլ է տալիս աշխատել ծայրամասային սարքերի հետ՝ առանց հսկիչ ռեգիստրների հետ մանրակրկիտ ծանոթանալու անհրաժեշտության:
Այսպիսով, հիշելու փոխարեն, թե որ բիթերը պետք է տեղադրվեն ռեգիստրներում LCD կարգավորիչը սկզբնավորելու համար, բավական կլինի օգտագործել LCD_Init ֆունկցիան (stm8l15x_lcd.c)՝ լրացնելով բոլոր անհրաժեշտ դաշտերը.
LCD_Prescaler_TypeDef LCD_Prescaler, //ներածման հաճախականությունը բաժանել 16-բիթանոց բաժանարարի վրա
LCD_Divider_TypeDef LCD_Divider, //մուտքային հաճախականությունը բաժանելով լրացուցիչ բաժանարարով
LCD_Duty_TypeDef LCD_Duty, //Որոշել շրջանակի տեւողությունը
LCD_Bias_TypeDef LCD_bias, //օֆսեթ սահմանում
LCD_VoltageSource_TypeDef LCD_VoltageSource //Լարման աղբյուրի ընտրություն.
Պարամետրերի վավեր արժեքները նկարագրված են stm8l15x_lcd.h-ում: Օրինակ, շրջանակի տեւողությունը նշված է LCD_Duty_TypeDef թվի միջոցով.
LCD_Duty_Static = (uint8_t)0x00, /*!< Static duty */
LCD_Duty_1_2 = (uint8_t)0x02, /*!<1/2 duty */
LCD_Duty_1_3 = (uint8_t)0x04, /*!<1/3 duty */
LCD_Duty_1_4 = (uint8_t)0x06, /*!<1/4 duty */
LCD_Duty_1_8 = (uint8_t)0x20 /*!<1/8 duty */
LCD_Duty_TypeDef;
Այս գրադարանի հետ աշխատելը մեծապես հեշտացնում է ձեր սեփական ծրագրաշարի մշակումը:
Project Project_template պանակը պարունակում է ձևանմուշ՝ STM8L-ի վրա հիմնված նախագծեր ստեղծելու համար EWSTM8 և STVD միջավայրերում:
Նմուշային նախագծերը գտնվում են նույն տեղում՝ Project թղթապանակում: Ներկայացված է երկու նախագիծ՝ Discovery և WavesGenerator։ Այս օրինակների նպատակն է ցույց տալ STM8L տախտակի հնարավորությունները: Այնուամենայնիվ, պլատֆորմը (inc թղթապանակը) նկարագրող վերնագրի ֆայլերը՝ stm8l_discovery_lcd.h, stm8l-discovery.h, discover_board.h, ինչպես նաև դրանց համապատասխան C իրականացումները (src թղթապանակը) նույնպես կարող են օգտակար լինել ձեր սեփական հավելվածներում։
STM8L միկրոկառավարիչներն ունեն էներգիայի սպառման/արտադրության հարաբերակցության օպտիմալացման ամենալայն հնարավորությունները՝ միաժամանակ ունենալով ծայրամասային սարքերի հարուստ հավաքածու և պահպանելով ցածր արժեքը:
Ինտեգրված LCD մոդուլն ունակ է վարել մինչև 320 պիքսել LCD էկրաններ՝ օգտագործելով ութ ընդհանուր գծեր: Ներկառուցված լարման փոխարկիչը պահանջում է միայն մեկ արտաքին կոնդենսատոր:
LCD էկրանների և STM8L միկրոկառավարիչների համադրությունը ինտեգրված LCD մոդուլով խոստումնալից է ցածր բյուջեի, ցածր էներգիայի սարքերի ստեղծման համար՝ շատ բարեկամական ինտերֆեյսով, շնորհիվ պատրաստի գնահատման փաթեթների և ST Microelectronics-ի անվճար սեփականության ծրագրային ապահովման օգտագործման հնարավորության, քիչ ժամանակ կպահանջվի նման սարքերի մշակման համար:
STMicroelectronics-ը շուկայում թողարկել է ցածր էներգիայի միկրոկոնտրոլերների նոր շարք STM8L05x «Value Line»: Հին ներկայացուցիչների համեմատ գծի հիմնական տարբերակիչ առանձնահատկությունը գնի և ֆունկցիոնալության հարաբերակցությունն է: Բյուջետային STM8L051F3P6 միկրոկառավարիչը, որի արժեքը 0,5 դոլարից պակաս է, ծրագրավորողին ապահովում է 16 MIPS մշակման հզորությամբ (16 ՄՀց) և ծայրամասային սարքերի ամբողջական փաթեթով՝ 12-բիթանոց ADC-ից (10 տող) մինչև չորս ալիք DMA՝ SPI-ի, I2C-ի մինչև ինտերֆեյսների արագ մուտքի կամ USART-ի հետ արագ փոխազդեցության համար:
Միկրոկարգավորիչի հաշվողական հզորությունը բավական է տարբեր առաջադրանքներ լուծելու համար. հրահանգների հավաքածուն ներառում է 8-բիթանոց բազմապատկում և 16-բիթանոց բաժանում, իսկ ընդհանուր գծային հասցեների տարածությունը հեշտացնում է «արագ» կոդ գրելը: Ընթացիկ սպառումը կանգառի ռեժիմում իրական ժամանակի ժամացույցի գործողության դեպքում 1,3 մԱ կամ ավելի է; ցածր ժամացույցի հաճախականությամբ աշխատելիս `5,1 մԱ; 16 ՄՀց ժամացույցի առավելագույն հաճախականության դեպքում միջուկը սպառում է 5 մԱ-ից պակաս (կոդը կատարվում է Flash հիշողությունից անջատված ծայրամասային սարքերով): Լրացուցիչ հանգույցը (PVD) վերահսկում է էլեկտրամատակարարումը և տեղեկացնում է հիմնական ծրագրին մարտկոցի լարման նվազման մասին մինչև կանխորոշված շեմ (յոթ մակարդակ 1,85 ... 3,05 Վ): STM8L051F3P6 միկրոկառավարիչի ծայրամասն ունի գրեթե նույն կառուցվածքը, ինչ STM32 գծի կառուցվածքը, ինչը մեծապես նպաստում է միկրոկարգավորիչների 32-բիթանոց ընտանիքին հետագա անցմանը:
STM8L05x «Value Line»-ի առանձնահատկությունները.
Մի անգամ միտքս առաջացավ միացնել արտաքին LCD էկրանը բջջային հեռախոսից Motorola V-180միկրոկառավարիչին: Ցանցում դրա հետ աշխատելու համար պատրաստի գրադարաններ չգտա։ Բայց շատ լավ է, որ ձեր զինանոցում ունենաք նման ցուցադրություն շղթայի զարգացման համար: Որոշվեց ինքս գրել դրանք, քանի որ այս ուղղությամբ արդեն որոշակի փորձ կա։ Այս փորձը. Ամբողջ գրադարանը սրված է աշխատելու համար AVR Studio 6- վերջերս անցել է դրան:
Ընդհանուր առմամբ, տպավորությունները տարբեր են. Այնտեղ գրելը մի փոքր ավելի դժվար է, քան կոդավորումը, բայց ծածկագիրը զբաղված հիշողության քանակով ավելի կոմպակտ է ստացվում։ Հիմնական բանը այստեղ հասկանալն է, թե ինչ է ձեզ հարկավոր վերցնել, որտեղից, լավ, դուք պետք է ավելի սերտ աշխատեք տվյալների թերթիկի հետ: Ում են պետք գրադարանները կոդավորումը, նա կարող է դիմել ֆորումին։ Այս պահին այն դեռ չի ավարտվել. անհրաժեշտ է ավելացնել գծի ելքային ֆունկցիա:
Եկեք վերադառնանք ցուցադրությանը: Այն կարելի է ձեռք բերել կամ հանել հեռախոսից երկու էկրանով մալուխի տեսքով։ Առայժմ գույնը մի կողմ դրեք։ Երևի ավելի ուշ կանդրադառնանք դրան։ Մեզ հետաքրքրում է արտաքին մոնոխրոմ էկրանը՝ 32 x 96 պիքսել բաշխմամբ: Ցավոք, ներկառուցված լուսարձակ չկա: Ցուցադրման ելքերի գագաթնակետը կարելի է տեսնել դիագրամում:
Կոնդենսատորը մալուխի վրա է, դրա հզորությունը 1 միկրոֆարադ է։
CS փին միացված է 0-ին: Այն պատասխանատու է ցուցադրման կարգավորիչը միացնելու համար: Տեսականորեն, դուք կարող եք զուգահեռաբար կառավարել բազմաթիվ ցուցադրումներ, պարզապես միացրեք CS փին MK ոտքերը առանձին: Կախված էկրանի CS ելքի կարգավիճակից, կարող եք անցնել դրանց միջև:
Եկեք նայենք հենց գրադարանին: Ֆայլում MOTOV180.h դուք կարող եք նշանակել մի նավահանգիստ աշխատանքի համար, իսկ միացքի ելքային համարներ՝ էկրանին: Դուք չունեք հաղորդագրություն փակցնելու համար անհրաժեշտ կարգավորել ելքային կապում առանձին-առանձին: Գրադարանում ամեն ինչ կա:
Ժամկետային կարգավորիչը, որը նաև հայտնի է որպես T-con կամ մատրիցային կարգավորիչ, կենտրոնական պրոցեսորի հրամաններից անկախ սարք է՝ հիմնական տախտակից փոխանցված վիդեո տվյալները հեռուստացույցի LCD մատրիցին հասկանալի ազդանշանների փոխակերպելու համար: Նրա աշխատանքի արդյունքում մենք դիտում ենք մեզ անհրաժեշտ պատկերը հեռուստացույցի էկրանին։ Գունային վերարտադրության, ամբողջականության, նկարի պայծառության և բնականության խախտումը, էկրանի վրա ալիքները և լղոզումը կարող են լինել այս սարքի թերության հետևանք:
T-con բլոկ դիագրամ
Ժամկետային կարգավորիչի անսարքության ախտորոշումը երբեմն կարող է չափազանց դժվար լինել: Փաստն այն է, որ այս բլոկի միացումը հետ հիմնական տախտակիսկ LCD մատրիցն այնքան մեծ է, որ երբեմն հնարավոր չէ տեսողականորեն որոշել, թե որն է թերության աղբյուրը: Միայն T-con կառավարման կետերում չափումները կարող են անուղղակիորեն ցույց տալ դրա անգործունակությունը: Մատրիցային կարգավորիչը ինքներդ վերանորոգելիս դուք պետք է ունենաք մեծ քանակությամբ տեղեկատվություն, որը մանրակրկիտ և բծախնդիր որոնման դեպքում կարող է տրամադրել ինտերնետը: Կարգավորիչը ինքնին համարվում է LCD վահանակի անբաժանելի մասը, և արտադրողները չեն տրամադրում այս միավորի միացման սխեմաները: Այս իրավիճակը ստիպում է հեռավար վարպետին այս ագրեգատը վերանորոգելիս առաջնորդվել առաջին հերթին իր մասնագիտական բնազդով և նման վերանորոգման փորձով:
Եթե ձեր հեռուստացույցը սկսեց ցուցադրել ցածր կոնտրաստով, բացասական, սպիտակավուն պատկեր՝ տարբեր երանգների մուարե նախշերով նկարի բաց կամ մութ հատվածներում, հավանական է, որ մատրիցային կարգավորիչի միավորը ճիշտ չի աշխատում: Մայր տախտակի ազդեցությունը բացառելու և ախտորոշում իրականացնելու համար LCD մատրիցների շատ արտադրողներ նախատեսում են T-con-ի ընդգրկումը անցանց ռեժիմում: Այս դեպքում այդ տախտակները միացնող մալուխը հանվում է, միայն սնուցման լարումն է մատակարարվում կարգավորիչին, իսկ սպասարկման կոնտակտները փակելով՝ վահանակը դրվում է թեստային ռեժիմի։ Եթե LCD վահանակը և կարգավորիչի ժամանակացույցը լավ վիճակում են, ապա վահանակի ինքնուրույն ախտորոշումը դիտվում է էկրանին փոփոխվող գունավոր դաշտերի և գծերի տեսքով, ինչպես հեռուստատեսային ազդանշանի փորձնական գեներատորից: LCD վահանակի յուրաքանչյուր անուն ունի թեստային ռեժիմ մտնելու իր մեթոդը:
LCD վահանակի ազդեցությունը մատրիցային կարգավորիչի վրա վերացնելու համար վարորդների մատակարարման լարումը կամ DAC վարորդների համար հղման լարումները չափելիս օգտագործվում է LCD վահանակի վրա օղակների կարճատև անջատում, մեկ կամ երկու: Գործիքների ընթերցումների փոփոխության բնույթով և էկրանին պատկերի տեսողական ընկալմամբ կարելի է որոշակի եզրակացություններ անել անսարքության պատճառների մասին: Չափումների ժամանակ միավորի աշխատանքի հուսալի վերահսկման համար անհրաժեշտ է վերահսկել իմպուլսների առկայությունը, ձևը, ամպլիտուդը, հաճախականությունը և աշխատանքային ցիկլը, որը կարող է իրականացվել օսցիլոսկոպի միջոցով: Օսցիլոսկոպի առկայությունը հեշտացնում է թերության որոնումը և միշտ օգտագործվում է ստացիոնար սպասարկման կենտրոնում ախտորոշման համար:
Որոշ դեպքերում անհրաժեշտ է կասկածել մատրիցային կարգավորիչի առողջությանը մուգ կամ շատ բաց (սպիտակ) մոնիտորի էկրանով պատկերի բացակայության դեպքում: Անհրաժեշտ է վերահսկել հիմնական տախտակից սնուցման լարման անցումը և բլոկում DC / DC փոխարկիչների կողմից երկրորդական լարումների ձևավորումը: Երբեմն ժամանակի կարգավորիչի և նույնիսկ բուն մատրիցայի հետ կապված խնդիրներ կարող են առաջանալ սեփականատիրոջ մեղքով, ով չափազանց զգույշ է, հեռուստացույցի էկրանը սրբելով չափազանց խոնավ շորով, կամ, ընդհակառակը, անփույթ, հեղուկ թափելով LCD վահանակի վրա կամ սարքի ներսում: Եթե խոնավությունը հայտնվում է մատրիցայի վրա, անուղղելի հետևանքներ կարող են առաջանալ հաղորդիչ օղակների ոչնչացման, դրանց կոռոզիայի, վարորդների կարճ միացման և մատրիցային կարգավորիչի ձախողման տեսքով՝ դրա շահագործման ռեժիմի խիստ խախտման պատճառով:
Ժամկետային կարգավորիչի վերանորոգումը չի տրամադրվում LCD մատրիցների արտադրողի կողմից, միայն դրա փոխարինումը: Հետևաբար, բլոկի վերականգնման վերաբերյալ տեխնիկական տեղեկատվություն չի տրամադրվում և դրա համար չկան դիագրամներ։ Այնուամենայնիվ, մեր արտադրամասում մենք օգտագործում ենք Վարկանիշ 4.33
/5
(20 ձայն)
Եվ դրա անալոգները, օրինակ, ինչպիսիք են S6A0069, KS0066 և այլն: Այս LCD ցուցիչները տեքստային են և կարող են ցուցադրել տեքստային և կեղծոգրաֆիկ նշաններ: Նրանց ծանոթ չափը 5x8 պիքսել է, LCD ցուցիչները գալիս են տարբեր չափերի և տարբեր լուծումներով, օրինակ՝ 8 նիշ 2 տողում՝ 8x2, 16x2, 20x2, 40x2, 16x4, 20x4 և այլն:
Այս դասում մենք կքննարկենք LCD ցուցիչի 4-բիթանոց միացումը AVR միկրոկարգավորիչին և ծրագիր գրելը .
Նման LCD ցուցիչները եզրակացություններ ունեն.
VSS - Gnd (Power Minus)
VDD - Vcc (գումարած 5 վ մատակարարում)
VO - LCD մատրիցայի հակադրության կարգավորում
RS - RS կառավարման գիծ
RW (Read/Write) – RW կառավարման գիծ
E (Միացնել) - E կառավարման գիծ
D0 - Տվյալների տող D0 (Չի օգտագործվում 4 բիթ ռեժիմում)
D1 - Տվյալների տող D1 (Չի օգտագործվում 4-բիթ ռեժիմում)
D2 - Տվյալների տող D2 (Չի օգտագործվում 4 բիթ ռեժիմում)
D3 - Տվյալների տող D3 (Չի օգտագործվում 4 բիթ ռեժիմում)
D4 - Տվյալների տող D4
D5 - Տվյալների տող D5
D6 - տվյալների տող D6
D7 - տվյալների տող D7
A - Ցուցադրել լուսադիոդային անոդ
K - էկրանի լուսադիոդի կաթոդ
Ուշադրություն. Տարբեր LCD ցուցիչներ ունեն իրենց փինների դասավորությունը, դուք կարող եք պարզել ձեր LCD ցուցիչի տեխնիկական փաստաթղթերում (Տվյալների թերթիկ) ճշգրիտ փին դասավորությունը:
LCD ցուցիչի փին VO-ն վերահսկում է LCD մատրիցայի հակադրությունը՝ կախված այս քորոցին կիրառվող մատակարարման լարումից: RW ելքը, եթե անհրաժեշտ չէ էկրանից տեղեկատվություն կարդալ, միացված է հզորության մինուսին:
LCD ցուցիչի 4-բիթանոց միացման օրինակ Attiny2313 միկրոկառավարիչին.
RV1 հարմարվողական ռեզիստորը կարգավորում է LCD էկրանի պայծառությունը:
BASCOM-AVR-ում, նախքան LCD ցուցիչը աշխատելը, դուք պետք է նշեք, թե էկրանի որ փիները միացված են միկրոկառավարիչի որ պորտերին, դրա համար կա Config Lcdpin հրաման, այս հրամանի օգտագործման օրինակ՝ Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.4 , Db5 = Portb.5 , Db6 = Portb7, Db = Portb.6 և Db . Նաև նշեք LCD ցուցիչի լուծումը Config L հրամանով cd, օրինակ՝ Config Lcd = 16 * 2 և սկզբնավորեք LCD ցուցիչը Initlcd հրամանով, որից հետո LCD ցուցիչը պատրաստ կլինի շահագործման:
Ահա BASCOM-AVR-ում LCD ցուցիչի հետ աշխատելու հրամանների ցանկը.
կազմաձևումlcdpin– LCD ցուցիչի և միկրոկառավարիչի ելքերի կազմաձևի կարգավորում
Config LCD– LCD էկրանի լուծաչափի կարգավորում
initlcd- LCD նախնականացում
LCD– Տեքստի ելք LCD-ով, օրինակ՝ LCD «Բարև»
Cls- LCD էկրանի մաքրում
Տեղադրեքy,x– Կուրսորը դրեք x, y դիրքի վրա
ստորին գիծ- Կուրսորը տեղափոխեք ներքևի տող
վերին գիծ- Կուրսորը տեղափոխեք վերին գիծ
Հեռացրեք LCD-ը աջ– LCD էկրանի պատկերը մեկ նիշով տեղափոխեք աջ
Shift LCD ձախ– LCD էկրանի պատկերը մեկ նիշով տեղափոխեք ձախ
Կուրսորն անջատված է- Անջատել կուրսորը
Կուրսորը միացված է- Միացնել կուրսորը
Կուրսորը թարթում է- Միացնել թարթող կուրսորը
Կուրսորը Noblink-ում- Անջատել թարթող կուրսորը
Ուշադրություն. BASCOM-AVR-ի վրա 8x2 LCD էկրան օգտագործելիս այն կազմաձևեք որպես 16x2, քանի որ BASCOM-AVR-ի վրա չկա 8x2 LCD էկրանի կոնֆիգուրացիա:
Օրինակ ծրագիր BASCOM-AVR-ում վերը նշված սխեմայի համար.
$regfile = "attiny2313.dat" $crystal = 8000000 Config Lcdpin = Pin, Db4 = Portb.4, Db5 = Portb.5, Db6 = Portb.6, Db7 = Portb.7, E = Portb.3, Rs = Portb.1, Rs = Portb.2 Config: LCD «Բարև», Lowerline LCD «աշխարհ»: Վերջ
Ահա թե ինչպես է ամեն ինչ աշխատում 8x2 LCD-ի հետ.
Ապահովիչների բիթեր որոնվածի համար.
Դասի համար նախատեսված ֆայլերը (նախագիծը, աղբյուրը, որոնվածը) կարող եք ներբեռնել ստորև
