今天我们继续上一篇文章,谈谈关于微芯片仪器的那些事。
仪器最常用的显示元件是液晶显示器(LCD)和发光二极管(LED),因为它们价格低,功耗低。显示元件有三种类型:七段数码管、斜接管和矩阵管(见图3-4)。
LED是一种相对高效的光源。直接极化时(电压较低:1.2-1.6V),只有几毫安的电流就能产生强光。PICmicro MCU具有非常强大的I/O引脚驱动能力。配置为输出时,它可以产生25 mA吸合电流(高电平驱动)/吸电流(低电平驱动)。这样PICmicro器件就可以直接驱动大部分廉价且应用广泛的LED,从而有效控制LED显示屏的运行。由于PICmicro MCU是CMOS器件,因此它可以成对和成组使用I/O引脚来产生和控制更高的电流,每个端口最高可达100 mA,每个器件最高可达200 mA。这是大多数PICmicro设备的典型值。
LCD由两层电极材料组成,中间夹着液晶。向液晶施加电压会导致液晶分子的排列发生变化,从而使入射光无法穿过它们。每个液晶分子都像快门一样允许或阻止光线通过。与LED类似,每个LCD段可以代表数码管中的一段、矩阵中的一个像素或自定义的完整图标。由于液晶独特的化学性质,施加到3.3.2.1显示器各段的电压极性需要周期性地改变。DC组件会损坏液晶,并导致整个LCD很快无法使用。上述LED复用方案不能应用于LCD显示器,必须采用更复杂的技术来保证LCD的长寿命和高对比度。由于上述原因,通常使用特殊的LCD控制器和/或单芯片外围设备来支持各种复用方案(不同数量的背光连接)和LCD的不同部分。表3-2显示了PICmicro设备支持的LCD多路复用方案示例。
对于更大的显示器(总共200-400段或更多),通常需要使用整个显示模块(字母数字或图形),其中段驱动功能由电路板(或玻璃基板)上的特殊电路实现,并通过采用标准通信协议的并行或串行端口连接到嵌入式控制器。大显示面板(128 x 128段,大部分QVGA、VGA及更高)不仅采用了一个或多个板载控制器,还采用了串行协议接口,可以像电视信号一样连续刷新每一行像素。通常,这种复杂且昂贵的设备不用于仪器应用。