आई²सी इंटरफेस के साथ स्टेटिक एलसीडी ड्राइवर कैसे बनाएं: १२ कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:18

लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (एलसीडी) अपने अच्छे दृश्य गुणों, कम लागत और कम बिजली की खपत के कारण वाणिज्यिक और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। ये गुण एलसीडी को बैटरी से चलने वाले उपकरणों, जैसे पोर्टेबल उपकरण, कैलकुलेटर, घड़ियां, रेडियो आदि के लिए मानक समाधान बनाते हैं।

हालांकि, एलसीडी जो दिखाता है उसे ठीक से नियंत्रित करने के लिए, एलसीडी के इलेक्ट्रॉनिक ड्राइवर को एलसीडी पिन के लिए उपयुक्त वोल्टेज तरंग उत्पन्न करना चाहिए। तरंग प्रकृति में एसी (वैकल्पिक धारा) होनी चाहिए क्योंकि डीसी (प्रत्यक्ष धारा) वोल्टेज डिवाइस को स्थायी रूप से नुकसान पहुंचाएगा। उपयुक्त चालक इन संकेतों को कम से कम बिजली की खपत पर एलसीडी को स्रोत करेगा।

दो प्रकार के एलसीडी मौजूद हैं, स्टेटिक, केवल एक बैकप्लेन और व्यक्तिगत खंड नियंत्रण के लिए एक पिन और, मल्टीप्लेक्स, प्रत्येक पिन के लिए कई बैकप्लेन और कई सेगमेंट जुड़े हुए हैं।

यह निर्देशयोग्य SLG46537V GreenPAK™ डिवाइस के साथ एक स्थिर LCD ड्राइवर का डिज़ाइन प्रस्तुत करेगा। डिज़ाइन किया गया एलसीडी ड्राइवर बिजली आपूर्ति से करंट के कुछ माइक्रोएम्पियर का उपयोग करके 15 एलसीडी सेगमेंट तक ड्राइव करेगा और नियंत्रण के लिए I²C इंटरफ़ेस प्रदान करेगा।

निम्नलिखित अनुभागों में दिखाया जाएगा:

एलसीडी के बारे में बुनियादी ज्ञान की जानकारी;

SLG46537V GreenPAK LCD ड्राइवर डिज़ाइन विस्तार से;

दो ग्रीनपैक उपकरणों के साथ सात खंड, 4-अंकीय स्थिर एलसीडी कैसे चलाएं।

नीचे हमने आवश्यक चरणों का वर्णन किया है यह समझने के लिए कि I²C इंटरफ़ेस के साथ स्थिर LCD ड्राइवर बनाने के लिए समाधान को कैसे प्रोग्राम किया गया है। हालाँकि, यदि आप केवल प्रोग्रामिंग का परिणाम प्राप्त करना चाहते हैं, तो पहले से पूर्ण की गई ग्रीनपैक डिज़ाइन फ़ाइल को देखने के लिए ग्रीनपैक सॉफ़्टवेयर डाउनलोड करें। ग्रीनपैक डेवलपमेंट किट को अपने कंप्यूटर में प्लग करें और I²C इंटरफ़ेस के साथ स्थिर LCD ड्राइवर बनाने के लिए प्रोग्राम को हिट करें।

चरण 1: लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले की मूल बातें

लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (एलसीडी) एक ऐसी तकनीक है जो प्रकाश का उत्सर्जन नहीं करती है, यह केवल नियंत्रित करती है कि बाहरी प्रकाश स्रोत कैसे गुजरता है। यह बाहरी प्रकाश स्रोत परावर्तक प्रदर्शन प्रकार में उपलब्ध परिवेश प्रकाश हो सकता है, या ट्रांसमिसिव डिस्प्ले प्रकार में बैकलाइट एलईडी या लैंप से प्रकाश हो सकता है। एलसीडी कांच की दो प्लेटों (ऊपरी और नीचे) के साथ निर्मित होते हैं, उनके बीच लिक्विड क्रिस्टल (एलसी) की एक पतली परत और दो प्रकाश पोलराइज़र (आवेदन नोट एएन-001 - एलसीडी प्रौद्योगिकी की मूल बातें, हिताची, एप्लिकेशन नोट एएन -005 - डिस्प्ले) मोड, हिताची)। ध्रुवीकरण प्रकाश विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के लिए एक हल्का फिल्टर है। केवल सही विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र दिशा में प्रकाश घटक ध्रुवीकरण से गुजरते हैं, जबकि अन्य घटक अवरुद्ध होते हैं।

लिक्विड क्रिस्टल एक कार्बनिक पदार्थ है जो प्रकाश के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को 90 डिग्री या उससे अधिक घुमाता है। हालाँकि, जब एक विद्युत क्षेत्र को LC पर लागू किया जाता है तो यह प्रकाश को और नहीं घुमाता है। ऊपरी और निचले डिस्प्ले ग्लास में पारदर्शी इलेक्ट्रोड को जोड़ने के साथ, यह नियंत्रित करना संभव है कि प्रकाश कब गुजरता है, और जब नहीं, विद्युत क्षेत्र के बाहरी स्रोत के साथ। चित्र 1 (एप्लिकेशन नोट एएन-001 देखें - एलसीडी प्रौद्योगिकी की मूल बातें, हिताची) ऊपर इस ऑपरेशन नियंत्रण को दिखाता है। चित्र 1 में, विद्युत क्षेत्र न होने पर प्रदर्शन अंधेरा होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि दोनों पोलराइज़र एक ही दिशा में प्रकाश को फ़िल्टर करते हैं। यदि पोलराइज़र ऑर्थोगोनल हैं, तो विद्युत क्षेत्र मौजूद होने पर डिस्प्ले डार्क हो जाएगा। परावर्तक प्रदर्शनों के लिए यह सबसे आम स्थिति है।

LCD को नियंत्रित करने के लिए न्यूनतम विद्युत क्षेत्र या वोल्टेज को ON थ्रेशोल्ड कहा जाता है। एलसी केवल वोल्टेज से प्रभावित होता है, और एलसी सामग्री में शायद ही कोई करंट होता है। एलसीडी में इलेक्ट्रोड एक छोटा समाई बनाता है और यह ड्राइवर के लिए एकमात्र भार है। यही कारण है कि एलसीडी दृश्य जानकारी दिखाने के लिए कम शक्ति वाला उपकरण है।

हालांकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि एलसीडी बहुत लंबे समय तक प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) वोल्टेज स्रोत के साथ काम नहीं कर सकता है। डीसी वोल्टेज का अनुप्रयोग एलसी सामग्री में रासायनिक प्रतिक्रियाओं का कारण होगा, इसे स्थायी रूप से नुकसान पहुंचाएगा (एप्लिकेशन नोट एएन-001 - एलसीडी टेक्नोलॉजी की मूल बातें, हिताची)। समाधान एलसीडी इलेक्ट्रोड में एक वैकल्पिक वोल्टेज (एसी) लागू करना है।

स्थिर एलसीडी में, एक बैकप्लेन इलेक्ट्रोड एक ग्लास में बनाया जाता है और अलग-अलग एलसीडी के सेगमेंट, या पिक्सल, दूसरे ग्लास में रखे जाते हैं। यह सबसे सरल एलसीडी प्रकारों में से एक है और सबसे अच्छा कंट्रास्ट अनुपात वाला है। हालांकि, इस प्रकार के प्रदर्शन के लिए आमतौर पर प्रत्येक व्यक्तिगत खंड को नियंत्रित करने के लिए बहुत अधिक पिन की आवश्यकता होती है।

सामान्य तौर पर, एक ड्राइवर नियंत्रक बैकप्लेन के लिए एक स्क्वायर वेव क्लॉक सिग्नल और फ्रंट प्लेन में सेगमेंट के लिए एक क्लॉक सिग्नल एक साथ प्राप्त करता है। जब बैकप्लेन घड़ी खंड घड़ी के साथ चरण में होती है, तो दोनों विमानों के बीच रूट-माध्य-वर्ग (आरएमएस) वोल्टेज शून्य होता है, और खंड पारदर्शी होता है। अन्यथा, यदि आरएमएस वोल्टेज एलसीडी ऑन थ्रेशोल्ड से अधिक है, तो खंड अंधेरा हो जाता है। बैकप्लेन, ऑन और ऑफ सेगमेंट के लिए तरंगों को चित्र 2 में दिखाया गया है। जैसा कि चित्र में देखा जा सकता है, बैकप्लेन सिग्नल के संबंध में ON सेगमेंट आउट-ऑफ-फेज है। बैकप्लेन सिग्नल के संबंध में ऑफ सेगमेंट इन-फेज है। कम लागत, कम पावर डिस्प्ले के लिए लागू वोल्टेज 3 से 5 वोल्ट के बीच हो सकता है।

एलसीडी के बैकप्लेन और सेगमेंट के लिए क्लॉक सिग्नल आमतौर पर 30 से 100 हर्ट्ज की सीमा में होते हैं, एलसीडी पर दृश्य झिलमिलाहट प्रभाव से बचने के लिए न्यूनतम आवृत्ति। समग्र प्रणाली की बिजली खपत को कम करने के लिए उच्च आवृत्तियों से बचा जाता है। एलसीडी और ड्राइवरों से बना सिस्टम माइक्रोएम्पीयर के क्रम में थोड़ा करंट की खपत करेगा। यह उन्हें कम बिजली और बैटरी बिजली आपूर्ति स्रोत अनुप्रयोगों के लिए पूरी तरह उपयुक्त बनाता है।

निम्नलिखित अनुभागों में, ग्रीनपैक डिवाइस के साथ एक एलसीडी स्टेटिक ड्राइवर का डिज़ाइन जो बैकप्लेन क्लॉक सिग्नल उत्पन्न कर सकता है और एक वाणिज्यिक एलसीडी के लिए अलग-अलग सेगमेंट क्लॉक सिग्नल को विस्तार से प्रस्तुत किया गया है।

चरण 2: ग्रीनपैक डिजाइन बेसिक ब्लॉक आरेख

ग्रीनपैक डिज़ाइन को दर्शाने वाला एक ब्लॉक आरेख चित्र 3 में दिखाया गया है। डिज़ाइन के मूल ब्लॉक I²C इंटरफ़ेस, आउटपुट सेगमेंट ड्राइवर, आंतरिक थरथरानवाला और बैकप्लेन घड़ी स्रोत चयनकर्ता हैं।

I²C इंटरफ़ेस ब्लॉक प्रत्येक व्यक्तिगत खंड आउटपुट और एलसीडी के बैकप्लेन घड़ी स्रोत को नियंत्रित करता है। I²C इंटरफ़ेस ब्लॉक सेगमेंट आउटपुट नियंत्रण के लिए एकमात्र सिस्टम इनपुट है।

जब आंतरिक खंड नियंत्रण रेखा (उच्च स्तर) सेट की जाती है तो संबंधित एलसीडी खंड गहरा अपारदर्शी होता है। जब आंतरिक खंड नियंत्रण रेखा रीसेट (निम्न स्तर) होती है तो संबंधित एलसीडी खंड पारदर्शी होता है।

प्रत्येक आंतरिक खंड नियंत्रण रेखा एक आउटपुट ड्राइवर से जुड़ी होती है। आउटपुट सेगमेंट ड्राइवर ब्लॉक पारदर्शी सेगमेंट के लिए बैकप्लेन क्लॉक के संबंध में इन-फेज क्लॉक सिग्नल उत्पन्न करेगा। डार्क सेगमेंट के लिए, यह सिग्नल बैकप्लेन क्लॉक के संबंध में चरण से बाहर है।

बैकप्लेन क्लॉक सोर्स को I²C इंटरफेस के साथ भी चुना गया है। जब आंतरिक बैकप्लेन घड़ी स्रोत का चयन किया जाता है, तो आंतरिक दोलक चालू हो जाता है। आंतरिक थरथरानवाला 48Hz की घड़ी आवृत्ति उत्पन्न करेगा। यह सिग्नल आउटपुट सेगमेंट ड्राइवर ब्लॉक द्वारा उपयोग किया जाएगा और बैकप्लेन क्लॉक आउटपुट पिन (ग्रीनपैक पिन 20) को संबोधित किया जाएगा।

जब बाहरी बैकप्लेन घड़ी स्रोत का चयन किया जाता है, तो आंतरिक दोलक बंद हो जाता है। आउटपुट सेगमेंट ड्राइवर संदर्भ बाहरी बैकप्लेन क्लॉक इनपुट (ग्रीनपैक पिन 2) है। इस मामले में, बैकप्लेन क्लॉक आउटपुट पिन का उपयोग अतिरिक्त खंड नियंत्रण रेखा, खंड OUT15 के रूप में किया जा सकता है।

एक ही I²C लाइन पर एक से अधिक GreenPAK डिवाइस का उपयोग किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, प्रत्येक डिवाइस को एक अलग I²C पते के साथ प्रोग्राम किया जाना चाहिए। इस तरह संचालित एलसीडी खंडों की संख्या का विस्तार करना संभव है। एक डिवाइस को बैकप्लेन क्लॉक सोर्स जेनरेट करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है, 14 सेगमेंट चला रहा है, और अन्य को बाहरी बैकप्लेन क्लॉक सोर्स का उपयोग करने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है। प्रत्येक अतिरिक्त डिवाइस इस तरह से अधिक 15 सेगमेंट चला सकता है। एक ही I²C लाइन पर 16 डिवाइस तक कनेक्ट करना संभव है और फिर LCD के 239 सेगमेंट तक को नियंत्रित करना संभव है।

इस निर्देश में, इस विचार का उपयोग एलसीडी के 29 खंडों को 2 ग्रीनपैक उपकरणों के साथ नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। डिवाइस पिनआउट कार्यक्षमता को तालिका 1 में संक्षेपित किया गया है।

चरण 3: डिजाइन वर्तमान खपत

इस डिजाइन में एक महत्वपूर्ण चिंता वर्तमान खपत है, जो यथासंभव कम होनी चाहिए। ग्रीनपाक डिवाइस अनुमानित मौन धारा 3.3 V आपूर्ति संचालन के लिए 0.75 μA और 5 V आपूर्ति संचालन के लिए 1.12 μA है। आंतरिक थरथरानवाला की वर्तमान खपत क्रमशः 3.3 V और 5 V बिजली आपूर्ति संचालन के लिए 7.6 μA और 8.68 μA है। स्विचिंग लॉस से वर्तमान खपत में उल्लेखनीय वृद्धि होने की उम्मीद नहीं है, क्योंकि यह डिज़ाइन कम घड़ी आवृत्ति पर संचालित होता है। आंतरिक थरथरानवाला चालू होने पर इस डिज़ाइन के लिए अनुमानित अधिकतम वर्तमान खपत 15 μA से कम है, और आंतरिक थरथरानवाला बंद होने पर 10 μA है। दोनों स्थितियों में खपत की गई मापी गई धारा को अनुभाग परीक्षण परिणामों में दिखाया गया है।

चरण 4: ग्रीनपैक डिवाइस योजनाबद्ध

ग्रीनपैक सॉफ़्टवेयर में डिज़ाइन किया गया प्रोजेक्ट चित्र 4 में दिखाया गया है। इस योजनाबद्ध को संदर्भ के रूप में मूल ब्लॉक आरेखों का उपयोग करके वर्णित किया जाएगा।

चरण 5: आई²सी इंटरफेस

I²C इंटरफ़ेस ब्लॉक का उपयोग डिवाइस संचालन नियंत्रण के मुख्य नियंत्रण ब्लॉक के रूप में किया जाता है। ब्लॉक कनेक्शन और कॉन्फ़िगर किए गए गुणों का एक नज़दीकी दृश्य चित्र 5 में दिखाया गया है।

यह ब्लॉक पिन 8 और पिन 9 से जुड़ा है, जो क्रमशः आई²सी एससीएल और एसडीए पिन हैं। डिवाइस के अंदर, I²C ब्लॉक 8 वर्चुअल इनपुट प्रदान करता है। प्रत्येक वर्चुअल इनपुट के लिए प्रारंभिक मान गुण विंडो में दिखाया गया है (चित्र 5 देखें)। OUT0 से OUT6 तक के वर्चुअल इनपुट को सेगमेंट कंट्रोल लाइन के रूप में उपयोग किया जाता है। ये नियंत्रण रेखाएँ खंड आउटपुट 1 से खंड आउटपुट 7 के अनुरूप होती हैं और खंड आउटपुट ड्राइवर से जुड़ी होती हैं। वर्चुअल इनपुट OUT7 का उपयोग बैकप्लेन क्लॉक सोर्स सेलेक्टर लाइन कंट्रोल के रूप में किया जाता है, जिसका नेट नाम BCKP_SOURCE है। इस जाल का उपयोग डिजाइन में अन्य ब्लॉकों द्वारा किया जाएगा। I²C नियंत्रण कोड परियोजना में प्रत्येक IC के लिए एक अलग मान के साथ कॉन्फ़िगर किया गया है।

एसिंक्रोनस स्टेट मशीन (एएसएम) आउटपुट में 8 और आंतरिक खंड नियंत्रण रेखाएं उपलब्ध हैं, जैसा कि ऊपर चित्र 6 में दिखाया गया है। सेगमेंट आउटपुट लाइन 8 (गुण विंडो में SEG_OUT_8) सेगमेंट आउटपुट लाइन 15 (SEG_OUT_15) के माध्यम से राज्य 0 पर एएसएम आउटपुट द्वारा नियंत्रित किया जाता है। एएसएम ब्लॉक में कोई राज्य संक्रमण नहीं है, यह हमेशा राज्य 0 में होता है। एएसएम के आउटपुट हैं खंड आउटपुट ड्राइवरों से जुड़ा।

सेगमेंट आउटपुट ड्राइवर डिवाइस के आउटपुट सिग्नल को जनरेट करेंगे।

चरण 6: आउटपुट सेगमेंट ड्राइवर

आउटपुट सेगमेंट ड्राइवर अनिवार्य रूप से एक लुकअप टेबल (LUT) है जिसे XOR लॉजिक पोर्ट के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है। प्रत्येक आउटपुट सेगमेंट के लिए, यह सेगमेंट कंट्रोल लाइन और बैकप्लेन क्लॉक (BCKP_CLOCK) से जुड़ा एक XOR पोर्ट होना चाहिए। एक्सओआर पोर्ट आउटपुट सेगमेंट में इन-फेज और आउट-ऑफ-फेज सिग्नल उत्पन्न करने के लिए जिम्मेदार है। जब खंड नियंत्रण रेखा उच्च स्तर पर होती है, तो XOR पोर्ट आउटपुट बैकप्लेन क्लॉक सिग्नल को उल्टा कर देगा और सेगमेंट पिन के लिए एक आउट-ऑफ-फेज सिग्नल उत्पन्न करेगा। एलसीडी बैकप्लेन और एलसीडी सेगमेंट के बीच वोल्टेज अंतर, इस मामले में, एलसीडी सेगमेंट को डार्क सेगमेंट के रूप में सेट करेगा। जब खंड नियंत्रण रेखा निम्न स्तर पर होती है, तो XOR पोर्ट आउटपुट बैकप्लेन क्लॉक सिग्नल का अनुसरण करेगा और फिर सेगमेंट पिन के लिए इन-फेज सिग्नल उत्पन्न करेगा। चूंकि इस मामले में एलसीडी बैकप्लेन और खंड के बीच कोई वोल्टेज लागू नहीं होता है, इसलिए खंड प्रकाश के लिए पारदर्शी होता है।

चरण 7: आंतरिक थरथरानवाला और बैकप्लेन घड़ी स्रोत नियंत्रण

आंतरिक थरथरानवाला का उपयोग तब किया जाता है जब I²C इंटरफ़ेस से BCKP_CLOCK सिग्नल उच्च स्तर पर सेट होता है। घड़ी स्रोत नियंत्रण आरेख का एक नज़दीकी दृश्य ऊपर चित्र 7 में दिखाया गया है।

थरथरानवाला OUT0 (8/64) पर उपलब्ध उच्चतम आउटपुट भाजक के साथ, 25 kHz RC आवृत्ति के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है। संपूर्ण कॉन्फ़िगरेशन चित्र 7 में दिखाए गए गुण विंडो में देखा जाता है। इस तरह, आंतरिक थरथरानवाला 48 हर्ट्ज की घड़ी आवृत्ति उत्पन्न करेगा।

थरथरानवाला तभी सक्रिय होता है जब BCKP_SOURCE सिग्नल POR सिग्नल के साथ उच्च स्तर पर होता है। यह नियंत्रण इन दोनों संकेतों को 4-L1 LUT के NAND पोर्ट से जोड़कर किया जाता है। नंद का आउटपुट तब ऑसीलेटर पावर डाउन कंट्रोल पिन के इनपुट से जुड़ा होता है।

सिग्नल BCKP_SOURCE 3-L10 LUT के साथ निर्मित MUX को नियंत्रित करता है। जब BCKP_SOURCE सिग्नल निम्न स्तर पर होता है, तो बैकप्लेन क्लॉक सोर्स PIN2 से आता है। जब यह संकेत उच्च स्तर पर होता है तो बैकप्लेन घड़ी स्रोत आंतरिक थरथरानवाला से आता है।

चरण 8: बैकप्लेन क्लॉक आउटपुट या सेगमेंट 15 आउटपुट पिन कंट्रोल

इस डिज़ाइन में पिन 20 का दोहरा कार्य है, जो चयनित बैकप्लेन घड़ी स्रोत पर निर्भर करता है। इस पिन के संचालन को एक 4 इनपुट LUT के साथ नियंत्रित किया जाता है, जैसा कि चित्र 8 में दिखाया गया है। 4-बिट LUT के साथ, XOR पोर्ट के संचालन को आउटपुट MUX के साथ जोड़ना संभव है। जब BCKP_SOURCE सिग्नल उच्च स्तर पर होता है, तो LUT आउटपुट आंतरिक थरथरानवाला घड़ी का अनुसरण करेगा। फिर पिन 20 बैकप्लेन क्लॉक आउटपुट के रूप में कार्य करता है। जब BCKP_SOURCE सिग्नल निम्न स्तर पर होता है, तो LUT आउटपुट ASM आउटपुट और बैकप्लेन क्लॉक सिग्नल से SEG_OUT_15 के बीच XOR ऑपरेशन होगा। इस ऑपरेशन को करने के लिए 4-बिट LUT कॉन्फ़िगरेशन चित्र 8 में दिखाया गया है।

चरण 9: एलसीडी सिस्टम प्रोटोटाइप

ग्रीनपाक डिजाइन समाधान के उपयोग को प्रदर्शित करने के लिए, एक ब्रेडबोर्ड पर एक एलसीडी सिस्टम प्रोटोटाइप को इकट्ठा किया गया था। प्रोटोटाइप के लिए, एक सात खंड, 4-अंकीय स्थिर एलसीडी डीआईपी बोर्ड पर दो ग्रीनपैक उपकरणों द्वारा संचालित होता है। एक डिवाइस (IC1) LCD बैकप्लेन को चलाने के लिए आंतरिक ऑसिलेटर का उपयोग करता है, और दूसरा डिवाइस (IC2) बैकप्लेन इनपुट संदर्भ के रूप में इस सिग्नल का उपयोग करता है। दोनों आईसी को न्यूनतम विकास बोर्ड में एक STM32F103C8T6 माइक्रोकंट्रोलर (MCU) द्वारा I²C इंटरफ़ेस पर नियंत्रित किया जाता है।

चित्रा 9 दो ग्रीनपैक आईसी, एलसीडी डिस्प्ले और एमसीयू बोर्ड के बीच कनेक्शन की योजनाबद्ध दिखाता है। योजनाबद्ध में, U1 (IC1) संदर्भ के साथ GreenPAK डिवाइस LCD अंक एक और दो (LCD बाईं ओर) ड्राइव करता है। U2 (IC2) संदर्भ के साथ GreenPAK डिवाइस LCD अंक तीन और चार, साथ ही COL सेगमेंट (LCD दाईं ओर) ड्राइव करता है। दोनों उपकरणों के लिए बिजली की आपूर्ति माइक्रोकंट्रोलर विकास बोर्ड में नियामक से आती है। प्रत्येक ग्रीनपैक डिवाइस की बिजली आपूर्ति और वीडीडी पिन के बीच दो हटाने योग्य जंपर्स को मल्टीमीटर के साथ वर्तमान माप के लिए जोड़ा जाता है।

इकट्ठे प्रोटोटाइप की एक तस्वीर चित्र 10 में दिखाई गई है।

चरण 10: I²C LCD नियंत्रण के लिए आदेश

ब्रेडबोर्ड पर दो ग्रीनपैक डिवाइस एक ही डिज़ाइन के साथ प्रोग्राम किए गए हैं, कंट्रोल बाइट मान को छोड़कर। IC1 का नियंत्रण बाइट 0 (I²C पता 0x00) है, जबकि I²C नियंत्रण बाइट 1 (I²C पता 0x10) है। डिस्प्ले सेगमेंट और डिवाइस ड्राइवर के बीच के कनेक्शन को ऊपर दी गई तालिका में सारांशित किया गया है।

एक स्पष्ट योजनाबद्ध बनाने और ब्रेडबोर्ड कनेक्शन को इकट्ठा करने को सरल बनाने के लिए कनेक्शन इस तरह से चुने गए थे।

खंड के आउटपुट का नियंत्रण I²C द्वारा I²C वर्चुअल इनपुट और ASM आउटपुट रजिस्टर को कमांड लिखने के द्वारा किया जाता है। जैसा कि एसएलजी४६५३१वी के साथ आवेदन नोट एएन-१०९० सरल आई²सी आईओ नियंत्रकों में वर्णित है (एप्लिकेशन नोट एएन-१०९० एसएलजी४६५३१वी, डायलॉग सेमीकंडक्टर के साथ सरल आई²सी आईओ नियंत्रक देखें), आई²सी लेखन कमांड निम्नानुसार संरचित है:

प्रारंभ;

नियंत्रण बाइट (R/W बिट 0 है);

शब्द पता;

डेटा;

रुको।

सभी I²C लिखने के आदेश वर्ड एड्रेस 0xF4 (I²C वर्चुअल इनपुट) और 0xD0 (राज्य 0 के लिए एएसएम आउटपुट) पर बने हैं। IC1 में लिखने और LCD अंक 1 और 2 को नियंत्रित करने के लिए तालिका 3 में सारांशित किया गया है। कमांड अनुक्रम प्रतिनिधित्व में, खुला ब्रैकेट "["स्टार्ट सिग्नल को दर्शाता है, और क्लोज ब्रैकेट"]" स्टॉप सिग्नल को दर्शाता है।

एलसीडी अंक 1 और अंक 2 के नियंत्रण खंडों के ऊपर दो बाइट्स एक साथ। यहां, दोनों बाइट्स में सेगमेंट पर विचार करते हुए, प्रत्येक अंक के लिए सॉफ़्टवेयर में एक व्यक्तिगत लुकअप टेबल (LUT) का उपयोग करने का दृष्टिकोण है। लुकअप टेबल से बाइट मानों को थोड़ा सा या ऑपरेशन का उपयोग करके मिश्रित किया जाना चाहिए, और फिर आईसी को भेजना चाहिए। तालिका 4 ने प्रत्येक संख्यात्मक मान के लिए बाइट 0 और बाइट 1 मान दिखाया है जिसे प्रत्येक प्रदर्शन अंक में लिखा जाना चाहिए।

उदाहरण के लिए, अंक 1 में संख्या 3 और अंक 2 में संख्या 4 लिखने के लिए, बाइट 0 0xBD (0x8D बिटवाइज़ या 0xB0 के साथ) है और बाइट 1 0x33 (0x30 बिटवाइज़ या 0x03 के साथ) है।

IC2 में लिखने और अंक 3 और 4 को नियंत्रित करने का आदेश तालिका 5 में वर्णित है।

अंक 3 और 4 का नियंत्रण तर्क अंक 1 और 2 के नियंत्रण की तरह है। तालिका 6 इन दो अंकों के लिए LUT दिखाती है।

IC2 में अंतर COL खंड है। इस सेगमेंट को Byte1 द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इस सेगमेंट को डार्क सेट करने के लिए, बाइट 1 और मान 0x40 के बीच थोड़ा सा या ऑपरेशन किया जाना चाहिए।

चरण 11: एलसीडी टेस्ट के लिए I²C कमांड

एलसीडी परीक्षण के लिए एमसीयू बोर्ड के लिए सी भाषा में एक फर्मवेयर विकसित किया गया था। यह फर्मवेयर ब्रेडबोर्ड पर दोनों IC को कमांड का एक क्रम भेजेगा। इस फर्मवेयर का स्रोत कोड परिशिष्ट अनुभाग में है। एसटीएम 32 9.0.1 आईडीई के लिए एटोलिक ट्रूस्टूडियो का उपयोग करके संपूर्ण समाधान विकसित किया गया था।

प्रदर्शन में दिखाए गए आदेशों के क्रम और संबंधित मूल्यों को ऊपर तालिका 7 में संक्षेपित किया गया है।

चरण 12: परीक्षा परिणाम

प्रोटोटाइप परीक्षण में एमसीयू कमांड के बाद प्रदर्शन मूल्यों को सत्यापित करना और ऑपरेशन के दौरान प्रत्येक आईसी द्वारा वर्तमान सिंक को मापना शामिल है।

प्रत्येक कमांड मान के लिए LCD के चित्र ऊपर तालिका 8 में दिखाए गए हैं।

प्रत्येक डिवाइस के लिए वर्तमान सिंक को एक मल्टीमीटर के साथ मापा गया था, इसकी सबसे कम वर्तमान सीमा २०० µA में थी। स्टार्ट-अप और सामान्य ऑपरेशन के दौरान प्रत्येक डिवाइस के लिए मापी गई धारा के चित्र ऊपर तालिका 9 में दिखाए गए हैं।

निष्कर्ष और परिणाम चर्चा

ग्रीनपैक डिवाइस के साथ लो पावर स्टैटिक एलसीडी ड्राइवर का डिजाइन पेश किया गया। यह डिज़ाइन स्पष्ट रूप से ग्रीनपैक उपकरणों की सबसे बड़ी विशेषताओं में से एक को दर्शाता है: उनका कम मौन प्रवाह। चूंकि ग्रीनपैक डिवाइस हार्डवेयर-आधारित समाधान हैं, इसलिए कम-आवृत्ति ऑपरेशन पर काम करना संभव है, इस मामले में, 48 हर्ट्ज। एमसीयू आधारित समाधान के लिए समय-समय पर कम समय के लिए भी उच्च संचालन आवृत्ति की आवश्यकता होगी, और फिर अधिक शक्ति प्राप्त होगी। और, ग्रीनपैक डिवाइस की सीपीएलडी (कॉम्प्लेक्स प्रोग्रामेबल लॉजिक डिवाइस) से तुलना करते हुए, यह देखना स्पष्ट है कि आमतौर पर एक सीपीएलडी में 20 μA से अधिक की मौन धारा होती है।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि किसी विशिष्ट परियोजना की आवश्यकताओं में बेहतर फिट के लिए इस डिज़ाइन को आसानी से संशोधित किया जा सकता है। एक अच्छा उदाहरण खंड नियंत्रण पिनआउट है। एक ही समय में मुद्रित सर्किट बोर्ड और सॉफ्टवेयर विकास को सरल बनाने के लिए उन्हें आसानी से बदला जा सकता है। यह एक दिलचस्प विशेषता है जब डिवाइस की तुलना ऑफ-द-शेल्फ ASIC (एप्लिकेशन स्पेसिफिक इंटीग्रेटेड सर्किट) से की जाती है।आमतौर पर, ASICs को अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला पर फिट करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और ऑपरेशन से पहले IC को ठीक से कॉन्फ़िगर करने के लिए एक प्रारंभिक सॉफ़्टवेयर रूटीन लिखा जाना चाहिए। एक विन्यास योग्य उपकरण को पावर अप के बाद उपयोग के लिए तैयार शुरू करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। इस तरह, IC के प्रारंभिक कॉन्फ़िगरेशन के लिए सॉफ़्टवेयर विकास समय में कटौती करना संभव है।

आवेदन के लिए स्रोत कोड यहां परिशिष्ट ए में पाया जा सकता है।