Содержание
Работа с символьным жидкокристаллическим индикатором
Методическое указание к лабораторной работе на учебном стенде LESO1.
- Краткие теоретические сведения:
- Устройство и принцип работы символьного жидкокристаллического индикатора
- Рекомендации по программному управлению ЖКИ
- Задание к работе в лаборатории
- Указания к составлению отчета
1 Цель работы
- Изучить схему подключения жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) к микроконтроллеру.
- Изучить особенности работы символьного ЖКИ.
- Изучить особенность параллельной синхронной передачи данных.
- Научится выводить на ЖКИ информацию.
2 Предварительная подготовка к работе
- По конспекту лекций и рекомендуемой литературе изучить принцип работы символьного жидкокристаллического индикатора.
- По конспекту лекций и рекомендуемой литературе изучить принцип работы параллельных портов ввода-вывода микроконтроллера.
- Составить алгоритм работы программы, соответственно заданию.
- Составить программу на языке программирования С.
3 Краткие теоретические сведения
3.1 Устройство и принцип работы символьного жидкокристаллического индикатора
В настоящее время в микропроцессорных системах для отображения широко используют жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ). Условно все ЖКИ можно разделить на две категории: символьные, или знакосинтезирующие, и графические. Графические индикаторы представляют собой матрицу из m строк и n столбцов, на пересечении которых находятся пиксели. Пиксель представляет собой неделимый объект прямоугольной или круглой формы, обладающий определённым цветом; пиксель – наименьшая единица растрового изображения. Если на определенный столбец и строку подать электрический сигнал, то пиксель на их пересечении изменит свой цвет.
Подавая группу сигналов на столбцы и строки можно формировать по точкам произвольное графическое изображение. Так работает графический ЖКИ. В символьном же ЖКИ матрица пикселей разбита на подматрицы, каждая подматрица предназначена для формирования одного символа: цифры, буквы или знака препинания. Как правило, для формирования одного символа используют матрицу из восьми строк и пяти столбцов. Символьные индикаторы бывают одно-, двух- и четырехстрочными.
Для упрощения взаимодействия микропроцессорной системы и ЖКИ используют специализированную микросхему – контроллер (драйвер) ЖКИ. Он управляет пикселями жидкокристаллического дисплея и интерфейсной частью индикатора. Обычно такой контроллер входит в состав индикатора. В целом жидкокристаллический индикатор представляет собой печатную плату, на которой смонтирован сам дисплей, контроллер и необходимые дополнительные электронные компоненты. Внешний вид ЖКИ показан на рисунке ниже.
В учебном стенде LESO1 использован двухстрочный восьмисимвольный ЖКИ.
Структурная схема показана на рисунке 2.
В состав контроллера ЖКИ входят три вида памяти: CGROM, CGRAM, DDRAM. Когда микроконтроллер передает в контроллер ЖКИ ASCII-коды символов, то они записываются в DDRAM (Display data RAM – ОЗУ ASCII-кодов отображаемых символов), такую память называют видеопамятью или видеобуфером. Видеобуфер в символьных индикаторах обычно содержит 80 ячеек памяти – больше, чем число знакомест дисплея. У двухстрочных индикаторов ячейки с адресами от 0x00 и до 0x27 отображаются на верхней строке дисплея, а ячейки с адресами 0x40 … 0x67 – на нижней строке. Смещая видимое окно дисплея относительно DDRAM, можно отображать на дисплее различные области видеопамяти. Сдвиг окна индикатора относительно видеобуфера для верхней и нижней строк происходит синхронно, как это показано на рисунке 3. Курсор будет виден на индикаторе только в том случае, если он попал в зону видимости дисплея (и если предварительно была подана команда отображать курсор).
Матрицы начертания символов хранятся в памяти знакогенератора. Память знакогенератора включает в себя CGROM (Character generator ROM – ПЗУ знакогенератора), в которую на заводе-изготовителе загружены начертания символов таблицы ASCII. Содержимое CGROM изменить нельзя. Для того, чтобы пользователь смог самостоятельно задать начертание нужных ему символов, в знакогенераторе имеется специальное ОЗУ – CGRAM (Character generator RAM). Под ячейки CGRAM отведены первые (младшие) 16 адресов таблицы кодов.
Схема подключения ЖКИ к микроконтроллеру ADuC842 показана ниже на рисунке:
Интерфейс подключения – параллельный. Для соединения индикатора с микроконтроллером используется 11 линий — восемь для передачи данных (D0 — D7) и три линии управления. Линия RS служит для сообщения контроллеру индикатора о том, что именно передается по шине: команда или данные (RS = 1 — данные, RS = 0 — команда).
По линии Е передается строб-сигнал, сопровождающий запись или чтение данных: по переходу сигнала на линии E из 1 в 0 осуществляется запись данных во входной буфер микроконтроллера индикатора. Запись информации в ЖКИ происходит по спаду этого сигнала. Потенциал на управляющем выводе R/W (Read/Write) задает направление передачи информации, при R/W = 0 осуществляется запись в память индикатора, при R/W = 1 – чтение из нее. Еще три линии предназначены для подачи питающего напряжения (VDD, GND) и напряжения смещения, которое управляет контрастностью дисплея.
Диаграммы передачи данных от управляющего микроконтроллера к контроллеру ЖКИ и от контроллера ЖКИ в управляющий микроконтроллер показаны на рисунках 5 и 6 соответственно. После приема информации контроллеру ЖКИ требуется некоторое время на выполнение команд, в это время управляющий контроллер не должен давать следующую команду или пересылать данные.
В таблице 1 приведены команды контроллера ЖКИ и время, необходимое для выполнения этих команд. Для того чтобы можно было определить, когда ЖКИ закончит свои внутренние операции, контроллер ЖКИ содержит специальный флаг занятости – BUSY-флаг (BF). Если контроллер занят выполнением внутренних операций, то BF установлен (BF = 1), если же контроллер готов принять следующую команду, то BF сброшен (BF = 0). Более простой способ организации обмена заключается в том, что управляющий микроконтроллер, зная, сколько времени требуется ЖКИ на обработку той или иной команды, после каждой передачи информации ждет соответствующее время.
Таблица 1 – Команды контроллера ЖКИ
| Команда | Код | Описание | Время исполнения команды | |||||||||
| RS | R/W | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | |||
| Очистка дисплея | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | Записывает код 0x20 (пробел) во все ячейки DDRAM, устанавливает счетчик адреса DDRAM в 0x00. |
1,5 мс |
| Возврат в начальную позицию | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | х | Устанавливает счетчик адреса DDRAM в 0x00 и возвращает курсор в начальную позицию. Содержимое DDRAM не изменяется. | 1,5 мс |
| Режим ввода | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | L/R | SH | Задает направление перемещения курсора (L/R) и разрешает сдвиг сразу всех символов (SH). | 38 мс |
| Включение-выключение дисплея | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | D | C | B | Устанавливает/ отключает биты, отвечающие за включения дисплея (D), отображение курсора (C), мерцание курсора (B). |
38 мкс |
| Сдвиг курсора или видимой области дисплея | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | D/C | R/L | x | x | Бит D/C определяет то, что будет перемещаться – видимая область дисплея или курсор (при D/C = 1 перемещается видимая область, при D/C = 0 – курсор), R/L задает направление перемещения. DDRAM не изменяется | 38 мкс |
| Начальные установки | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | DL | N | F | x | x | Определяет разрядность шины интерфейса (DL = 1 8-бит, DL = 0 4-бита), количества строк на дисплее (N = 1 – две строки, N = 0 – одна строка) и размера символов (F = 1 – 5×11 точек, F = 0 5×8 точек). |
38 мкс |
| Установка адреса CGRAM | 0 | 0 | 0 | 1 | A5 | A4 | A3 | A2 | A1 | A0 | Установка счетчика адреса CGRAM | 38 мкс |
| Установка адреса DDRAM | 0 | 0 | 1 | A6 | A5 | A4 | A3 | A2 | A1 | A0 | Установка счетчика адреса DDRAM | 38 мкс |
| Чтение BF и счетчика адреса | 0 | 1 | BF | A6 | A5 | A4 | A3 | A2 | A1 | A0 | Если BF = 1 то контроллер ЖКИ выполняет внутреннюю операцию. А6 — А0 – текущее значение адреса DDRAM. | 0 |
| Запись данных в RAM | 1 | 0 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | Запись данных в ОЗУ (DDRAM или CGRAM) | 38 мкс |
| Чтение данных из RAM | 1 | 1 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | Чтение данных из ОЗУ (DDRAM или CGRAM) | 38 мкс |
Перед началом работы требуется произвести инициализацию ЖКИ согласно алгоритму, показанному на рисунке 7.
3.2 Рекомендации по программному управлению ЖКИ
Программу для работы с ЖКИ следует организовать в виде функций, выполняющих определенные действия, причем более сложные функции могут включать в себя простейшие. Простейшими могут быть такие подпрограммы, как функция, отправляющая команду контроллеру дисплея; функция, устанавливающая счетчик адреса; или функция, записывающая данные в DDRAM. В любом случае, общий алгоритм передачи информации контроллеру не изменится. Руководствуясь диаграммой передачи информации (рисунок 5), определим последовательность действий при передаче информации в ЖКИ следующим образом: устанавливаем требуемое значение RS, на линию R/W подаем логический ноль, затем на линию E выводим логическую единицу, после чего подаем на шину D значение передаваемого байта.
Контроллер ЖКИ считает этот байт и состояние управляющих линий (RS, R/W) только после подачи на линию E логического ноля. При этом, если временные задержки, указные на диаграмме, меньше длительности машинного цикла, то ими можно пренебречь. Код программы, реализующей запись в память ЖКИ байта данных, показан ниже:
RS = 1; // выбираем команды или данные
RW = 0; // выбираем направление передачи
E = 1;
Data = symbol; // выводим байт данных на шину D
E = 0; // переводим сигнал на линии E из 1 в 0
delay (); /* ждем, пока контроллер выполняет внутренние операции*/
В приведенном участке программы подразумевается, что переменные RS, RW и E объявлены как sbit, а переменная Data – как sfr. Аналогично будет происходить передача любой команды контроллеру ЖКИ.
При реализации чтения информации из контроллера необходимо пользоваться диаграммой, приведенной на рисунке 6. Следует помнить, что для того, чтобы ввести информацию с параллельного порта, в него предварительно должны быть записаны логические единицы.
Для того, чтобы не загромождать основную программу алгоритм инициализации (рисунок 7) можно реализовать в виде отдельной подпрограммы. Временные задержки, указанные в алгоритме, следует задавать с помощью таймеров, как это делалось в лабораторной работе «Изучение таймеров микроконтроллера».
4 Задание к работе в лаборатории
|
SFR таймеров SFR UART |
4.1 Вывод символа на ЖКИ
- Разработайте алгоритм программы, выводящей на экран ЖКИ ваше имя в заданной строке. Режим работы ЖКИ и номер строки определяется согласно варианту задания (таблица 2).
- По принципиальной схеме учебного стенда LESO1 определите, к каким выводам микроконтроллера ADuC842 подключен ЖКИ. По таблице SFR определите адреса используемых портов ввода-вывода.
- Разработайте и введите текст программы в соответствии с созданным алгоритмом.
- Оттранслируйте программу, и исправьте синтаксические ошибки.
- Загрузите полученный *.hex файл в лабораторный стенд LESO1.
- Убедитесь, что на экране дисплея в заданной позиции появился требуемый символ.
4.2 Управление ЖКИ через последовательный порт персонального компьютера (дополнительно)
- Измените программу таким образом, что бы на экране ЖКИ выводилась информация, переданная с персонального компьютера через UART. Передача команды осуществляется через терминал nwFlash. Выбор источника синхронизации и скорости передачи данных осуществляется по усмотрению студента.
- Загрузите полученный *.hex файл в лабораторный стенд LESO1.
- Через терминал nwFlash передайте коды символов, убедитесь, что соответствующие символы выводятся на экране индикатора.
Таблица 2 – Варианты заданий
| номер варианта | номер строки | режим курсора |
| 1 | первая | выключен |
| 2 | вторая | включен, мерцает |
| 3 | первая | включен, не мерцает |
| 4 | вторая | выключен |
| 5 | первая | включен, мерцает |
| 6 | вторая | включен, не мерцает |
| 7 | первая | выключен |
| 8 | вторая | включен, мерцает |
| 9 | первая | включен, не мерцает |
| 10 | вторая | выключен |
| 11 | первая | включен, мерцает |
| 12 | вторая | включен, не мерцает |
| 13 | первая | выключен |
| 14 | вторая | включен, мерцает |
| 15 | первая | включен, не мерцает |
5 Указания к составлению отчета
Отчет должен содержать:
- Цель работы.
- Принципиальную схему подключения ЖКИ к управляющему микроконтроллер.
- Структурную схему ЖКИ.
- Диаграммы передачи данных по параллельному интерфейсу.
- Расчет параметров таймера.
- Графическую схему алгоритма работы программы.
- Исходный текст программы.
- Содержимое файла листинга программного проекта.
- Выводы по выполненной лабораторной работе.
Схемы, а также отчет в целом, выполняются согласно нормам ЕСКД.
ᐉ Жидкокристаллические индикаторы
Жидкие кристаллы — это вещества, которые не переходит путем плавления из твердого состояния непосредственно в жидкую фазу, а прежде проходят через паракристаллическую стадию, в которой молекулы частично упорядочены. В этой стадии жидкий кристалл — беловатая или прозрачная жидкость — все еще имеет некоторые из оптических свойств твердого кристалла.
Существуют три главных типа жидких кристаллов — смектический, нематический и холестерический (скрученный нематический), которые различаются порядком выравнивания молекул, имеющих форму стержня.
Жидкие кристаллы смектического типа содержат молекулы, параллельные друг другу, которые формируют слой, но внутри слоя не существует никакой структуры. Нематические типы образуют стержнеподобные молекулы, ориентирующиеся параллельно друг другу, которые также не имеют структурированного слоя. Холестерические типы содержат параллельные молекулы, слои этих молекул имеют винтообразный или спиральный вид.
Механическое напряжение, электрическое и магнитное поля, давление и температура могут изменить молекулярную структуру жидких кристаллов. Жидкий кристалл также рассеивает свет, создавая при этом свечение. Эти свойства позволяют использовать жидкие кристаллы для показа букв и чисел на калькуляторах, цифровых часах и дисплеях автомобильных приборов. Жидкокристаллические дисплеи (liquid crystal display — LCD) также используются для портативных экранов компьютера и даже телевизионных экранов. LCD потенциально можно использовать во многих областях, и исследования и этой области продолжаются.
Этот тип индикаторов позволяет получать достаточно качественное изображение на экранах компьютера.
В некоторые индикаторах используется холестерическая разновидность жидких кристаллов. Индикатор работает следующим образом. Поляризованный свет проходит через жидкий кристалл, который поворачивает плоскость его поляризации на 50″. Затем свет проходит через второй поляризатор, который установлен под углом в к первому. Зеркало позади этой структуры отражает свет так, что он снова возвращается через поляризатор, кристалл и первый поляризатор. В итоге свет просто отражается, но только тогда, когда жидкий кристалл находится в описанном состоянии.
Когда к кристаллу прикладывается напряжение около 10 В и с частотой 50 Гц, он становится дезорганизованным, и проходящий через него свет больше не меняет поляризацию на 90″. Это означает, что свет, поляризованный первым поляризатором, не будет проходить через второй и по-этому не будет отражен от зеркала. В результате на индикаторе появляется темная область.
Области с кристаллами объединяются в сегменты почти таким же способом, как к светодиоды, чтобы обеспечить необходимый вид индикатора. Размер каждой индивидуальной области может быть очень маленьким, например, формата одного пикселя телевизора или экраны компьютера. На рисунке показан принцип работы жидкокристаллического индикатора.
Рис. Принцип действия жидкокристаллического индикатора
LCD потребляют очень маленькую мощность, но требуют источника света, чтобы можно было прочитать показание в темноте. Вместо того, чтобы использовать отражающее зеркало позади индикатора, можно применить эффект обратного рассеяния. Для этой конструкции идеально подходит электролюминесценция под воздействием постоянного тока. Здесь используется состав на основе сульфида цинка, который помещается между двумя электродами (практически аналогично жидкому кристаллу). Данный состав излучает свет под воздействием напряжения. На рисунке показано, как эффект обратного рассеяния может быть эффективно использован для индикации.
Рис. Использование эффекта обратного рассеяния света для индикации
Рубрика:Системы освещения и сигнализацииМетки: Индикаторы
Что такое LCD? Работа и типы
ЖК-дисплей представляет собой жидкокристаллический дисплей. Структура ЖК-дисплея заключается в размещении жидкокристаллической ячейки между двумя параллельными стеклянными подложками. ЖК-экраны заменили ЭЛТ в качестве мейнстрима, цена значительно упала, и они стали полностью популярными.
Каталог
Ⅰ Характеристики ЖК-дисплея
(1) Низкое напряжение и низкое энергопотребление
(2) Небольшой изящный внешний вид, толщина всего 6,5–8 мм
(3) Пассивный тип отображения (без бликов, раздражения глаз и усталости глаз)
(4) Объем отображаемой информации большой (поскольку пиксели можно сделать маленькими)
(5) Простой окрашивать (очень точно воспроизводить на хроматограмме)
(6) Отсутствие электромагнитного излучения (безопасно для организма человека, способствует конфиденциальности информации)
(7) Долгий срок службы
Ⅱ Преимущества LCD
(1) Поскольку ЭЛТ-дисплеи полагаться на электромагнитное поле, создаваемое отклоняющим ярмом, для управления электронным лучом, и поскольку электронный луч не может быть абсолютно расположен на экране, ЭЛТ-дисплеи часто имеют различную степень геометрического искажения и линейного искажения.
Тем не менее, LCD не имеет геометрических искажений или линейных искажений из-за его принципиальных проблем, что также является большим преимуществом.
(2) По сравнению с традиционными ЭЛТ, жидкие кристаллы также хорошо защищают окружающую среду. Это связано с тем, что внутри ЖК-дисплея нет высоковольтных компонентов, таких как ЭЛТ, поэтому он не будет вызывать чрезмерного рентгеновского излучения из-за высокого давления, поэтому его индекс излучения обычно ниже, чем у ЭЛТ.
(3) Самым большим преимуществом ЖК-дисплея по сравнению с традиционным ЭЛТ является энергопотребление и объем. Для традиционных 17-дюймовых ЭЛТ потребляемая мощность почти всегда превышает 80 Вт, в то время как энергопотребление 17-дюймовых ЖК-дисплеев в основном составляет около 40 Вт. Рассчитанный таким образом LCD имеет очевидные преимущества в энергосбережении.
Ⅲ Типы ЖК-дисплеев
В зависимости от различных источников подсветки, ЖК-дисплеи можно разделить на два типа: CCFL-дисплеи и светодиодные дисплеи .
Непонимание:
Многие пользователи считают, что жидкокристаллические дисплеи можно разделить на светодиодные и жидкокристаллические. В какой-то степени такое понимание искажается рекламой.
ЖК-дисплей
Представленный на рынке светодиодный дисплей не является настоящим светодиодным дисплеем. Если быть точным, это жидкокристаллический дисплей со светодиодной подсветкой. Жидкокристаллическая панель по-прежнему остается традиционным ЖК-дисплеем. Южнокорейская компания Samsung однажды была признана Британской рекламной ассоциацией виновной в нарушении законов страны о рекламе, поскольку ее ЖК-телевизоры «LED TV» подозревались в том, что они вводят потребителей в заблуждение. Для жидкокристаллических дисплеев наиболее важным ключом является его ЖК-панель и тип подсветки, в то время как ЖК-панели дисплеев на рынке обычно используют панели TFT, которые одинаковы. Разница между светодиодами и ЖК-дисплеями заключается только в их типах подсветки: светодиодная подсветка и подсветка CCFL (то есть люминесцентные лампы) — это диоды и лампы с холодным катодом соответственно.
LCD — это аббревиатура от Liquid Crystal Display. Светодиодный дисплей относится к типу жидкокристаллического дисплея (ЖКД), то есть жидкокристаллическому дисплею (ЖКД) со светодиодом (светоизлучающим диодом) в качестве источника задней подсветки. Видно, что LCD включает в себя светодиоды. Соответствующий светодиодному дисплею на самом деле является дисплеем CCFL.
(1) CCFL
CCFL относится к жидкокристаллическому дисплею (ЖКД) с CCFL (флуоресцентной лампой с холодным катодом) в качестве источника подсветки.
Преимуществом CCFL-дисплея является хорошая цветопередача, но недостатком является более высокое энергопотребление.
(2) Светодиод
Светодиод относится к жидкокристаллическому дисплею (ЖКД), который использует светодиоды (светоизлучающие диоды) в качестве источника подсветки и обычно относится к WLED (светодиоды белого света).
Преимуществом светодиодных дисплеев является небольшой размер и низкое энергопотребление.
Следовательно, используя светодиоды в качестве источника подсветки, можно добиться высокой яркости с учетом легкости и тонкости. Основным недостатком является то, что цветопередача хуже, чем у мониторов CCFL, поэтому большинство профессиональных графических ЖК-дисплеев по-прежнему используют традиционную CCFL в качестве источника подсветки.
Ⅳ Принцип работы ЖК-дисплея
Принцип работы жидкокристаллического дисплея заключается в том, что жидкие кристаллы проявляют различные световые характеристики под действием различных напряжений. Жидкие кристаллы физически делятся на две категории, одна из которых — пассивные жидкие кристаллы. Этот тип жидких кристаллов сам по себе не излучает свет и требует внешнего источника света. По положению источника света его можно разделить на два типа: отражающий и пропускающий. Стоимость пассивного жидкокристаллического дисплея ниже, но яркость и контрастность невелики. Эффективный угол обзора невелик, а цветовая насыщенность цветного пассивного жидкокристаллического дисплея относительно невелика, поэтому цвета недостаточно яркие.
Базовая структура ЖК-дисплея
Другой тип — активный жидкий кристалл, в основном TFT ( Тонкопленочный транзистор ). Каждый жидкий кристалл на самом деле является транзистором, который может излучать свет. Жидкокристаллический дисплей состоит из множества жидких кристаллов, расположенных в виде массива. В монохромном жидкокристаллическом дисплее жидкий кристалл представляет собой пиксель, а в цветном жидкокристаллическом дисплее каждый пиксель состоит из трех жидких кристаллов: красного, зеленого и синего. В то же время на обратной стороне каждого жидкого кристалла есть 8-битный регистр. Значение регистра определяет соответствующую яркость трех ячеек жидкого кристалла. Однако значение регистра не управляет яркостью трех жидкокристаллических ячеек напрямую, а доступно через «палитру». Оснастить каждый пиксель физическим регистром нереально. Фактически оборудован только один ряд регистров. Эти регистры подключаются к каждой строке пикселей по очереди и загружают содержимое строки.
Они управляют всеми строками пикселей один раз и отображают полный кадр.
(1) Тип пассивной матрицы
Принципы отображения TN-LCD, STN-LCD и DSTN-LCD в основном одинаковы. Отличие состоит в том, что угол закручивания молекул жидких кристаллов несколько отличается. Возьмем в качестве примера типичный TN-LCD, чтобы представить его структуру и принцип работы.
В жидкокристаллической дисплейной панели TN-LCD толщиной менее 1 см обычно используется фанера из двух больших стеклянных подложек с цветным фильтром, выравнивающей пленкой и т.п., и двух поляризационных пластин снаружи. Цветовой фильтр представляет собой фильтр, состоящий из трех цветов: красного, зеленого и синего, которые регулярно изготавливаются на большой стеклянной подложке. Каждый пиксель состоит из трех цветовых единиц (или субпикселей).
Если панель имеет разрешение 1280 x 1024, она фактически имеет 3 840 x 1024 транзисторов и субпикселей. Верхний левый угол (серый прямоугольник) каждого субпикселя представляет собой непрозрачный тонкопленочный транзистор, а цветовой фильтр может воспроизводить три основных цвета RGB.
Каждый промежуточный слой содержит электроды и канавки, сформированные на ориентирующей пленке, а верхний и нижний промежуточные слои заполнены несколькими слоями молекул жидких кристаллов. В том же слое, хотя положение молекул жидкого кристалла нерегулярно, ориентация длинной оси параллельна поляризатору. С другой стороны, между разными слоями длинная ось молекул жидких кристаллов непрерывно закручивается 90 градусов вдоль плоскости, параллельной поляризатору. Среди них ориентация длинной оси двух слоев молекул жидких кристаллов, прилегающих к поляризующей пластине, согласуется с направлением поляризации соседней поляризующей пластины. Молекулы жидкого кристалла вблизи верхнего промежуточного слоя располагаются в направлении верхней канавки, а молекулы жидкого кристалла в нижнем промежуточном слое располагаются в направлении нижней канавки. Наконец, он упакован в жидкокристаллическую коробку и соединен с ИС драйвера, ИС управления и печатной платой.
IPS LCD и TN LCD
В нормальных условиях, когда свет излучается сверху вниз, обычно только один угол света может проникнуть через верхнюю поляризационную пластину в паз верхней прослойки, а затем пройти через нижнюю поляризационную пластину через проход скрученного расположения молекул жидкого кристалла.
Это полный путь проникновения света. Промежуточный слой жидкокристаллического дисплея прикреплен двумя поляризационными пластинами, а расположение и угол светопропускания двух поляризационных пластин такие же, как расположение канавок верхнего и нижнего промежуточных слоев. Когда к жидкокристаллическому слою приложено определенное напряжение, из-за влияния внешнего напряжения жидкий кристалл изменит свое исходное состояние и больше не будет располагаться нормальным образом, а станет вертикальным. Поэтому свет, проходящий через жидкий кристалл, будет поглощаться вторым слоем поляризационной пластины, и вся структура будет казаться непрозрачной, в результате чего на экране дисплея появится черный цвет. Когда к слою жидких кристаллов не приложено напряжение, жидкие кристаллы находятся в исходном состоянии и изменяют направление падающего света на 90 градусов, так что падающий свет от задней подсветки может проходить через всю конструкцию, в результате чего на дисплее появляется белый цвет.
Чтобы добиться желаемого цвета для каждого отдельного пикселя на панели, в качестве подсветки дисплея необходимо использовать несколько ламп с холодным катодом.
(2) Тип активной матрицы
Структура жидкокристаллического дисплея TFT-LCD в основном такая же, как у жидкокристаллического дисплея TN-LCD, за исключением того, что электроды на верхнем промежуточном слое TN-LCD заменены на полевые транзисторы, а нижняя прослойка заменена на общий электрод.
Существует множество различий между принципами работы TFT-LCD и TN-LCD. Принцип изображения жидкокристаллического дисплея TFT-LCD заключается в использовании метода «обратного» освещения. Когда источник света облучается, он сначала проникает вверх через нижнюю поляризационную пластину и пропускает свет с помощью молекул жидких кристаллов. Поскольку верхний и нижний межслойные электроды заменяются на полевые электроды и общие электроды при включении полевых электродов, расположение молекул жидкого кристалла также будет меняться, и цель отображения достигается за счет экранирования и пропускания света.
Но разница в том, что, поскольку полевой транзистор обладает емкостным эффектом и может поддерживать потенциальное состояние, ранее прозрачные молекулы жидкого кристалла останутся в этом состоянии до тех пор, пока на полевой электрод не будет подано напряжение в следующий раз, чтобы изменить свое расположение.
Жидкокристаллический дисплей (ЖКД), конструкция, работа, преимущества, недостатки и применение
09 октября 2020 г. как ноутбук, компьютер, телевизор, мобильные телефоны и портативные видеоигры. Как следует из названия, жидкий кристалл — это материал, который течет подобно жидкости и проявляет некоторые свойства твердого тела. Эти ЖК-дисплеи очень тонкие и потребляют меньше энергии, чем светодиоды.
Молекулярная структура жидких кристаллов:
| Молекулярная структура жидких кристаллов |
Как следует из названия, молекулярная структура жидких кристаллов находится между твердым кристаллом и изотропной жидкостью.
В жидкокристаллическом дисплее (ЖКД) используется нематический тип жидкокристаллического молекулярного расположения, в котором молекулы ориентированы в некоторой степени выравнивания. Например, когда мы повышаем температуру, кубик льда тает, а жидкий кристалл находится в промежуточном состоянии между кубиком льда и водой 9.0003
Конструкция жидкокристаллического дисплея:
| Конструкция ЖК-дисплея |
Он не излучает свет сам по себе. Поэтому используется внешний источник света. Когда внешний свет проходит от одного поляризатора к другому, внешнее питание подается на жидкий кристалл, поляризованный свет выравнивается так, что изображение создается на экране. | Работа LCD |
Проводящая поверхность из оксида индия представляет собой прозрачный слой, который расположен с обеих сторон запаянного толстого слоя жидкого кристалла. Когда внешнее смещение не применяется, молекулярное расположение не нарушается.
| Работа LCD |
и эта область выглядит темной, а другая область выглядит ясной.
| ЖК-дисплей |
При расположении сегментов проводящий сегмент выглядит темным, а другой сегмент — светлым.
от
Метки:
Добавить комментарий