滕云：一种段式ＬＣＤ高清灰阶显示方法 文章编号：１００６—６２６８（２０１３）０１／０２—０００５—０３ 一种段式ＬＣ Ｄ高清灰阶显示方法 滕云 （大连东显电子有限公司，辽宁大连１１６６２０） 摘 要：利用现有常用段码ＬＣＤ驱动芯片，改变连接方法，通过变通的ＬＣＤ驱动电压叠加方式，实现 高清灰阶显示功能。 关键词：段码驱动；静态显示；灰阶显示 中图分类号：ＴＮ１４１．９ 文献标识码：Ｂ ． Ａ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｃｌｅａｒ ａｎｄ Ｇｒａｙ－ｌｅｖｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ ｆｏｒ Ｓｅｇｍｅｎｔ ＬＣＤ ＴＥＮＧ Ｙｕｎ （Ｄａｌｉａｎ Ｅａｓｔｅｒｎ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｄａｌｉａｎ Ｌｉａｏｎｉｎｇ １ １ ６６２０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｃｌｅａｒ ａｎｄ ｇｒａｙ——ｌｅｖｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｕｓｕａｌ ｓｅｇｍｅｎｔ ＬＣＤ ｄｒｉｖｅｒ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ＬＣＤ ｄｒｉｖｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ａｒｅ ｃｈａｎｇｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｇｍｅｎｔ ｄｒｉｖｅｒ；ｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ；ｇｒａｙ－ｌｅｖｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ 引 言 笔段式液晶显示器作为一种主要的显示界面，可 以通过自由定制显示图形，显示内容更形象更直观， 同时具有价格低廉、使用简单、结构灵活等优势，被广 倍减少，成本降低，但是会有不同程度的底影，对比度 和视角也稍差一些。但是无论哪种方式都只是黑白显 示，不具有灰阶功能，而且有些常用的驱动芯片不带 静态方式。针对一些应用中，希望显示图形通过灰阶 表现更加丰富的信息，同时又要具有高清晰显示效 果，笔者在实践中利用现有常用的驱动芯片，分析其 泛应用在通信工具、家用电器、交通工具、计量器械、 仪器仪表、医疗健身器械等众多领域。用于笔段式液 晶显示模组的驱动芯片则担负着接收主控指令将显 示数据转变为驱动ＬＣＤ的电压，其驱动方式通常有 静态、１／２ＤＵＴＹ、１／３ＤＵＴＹ和１／４ＤＵＴＹ等，不同的方 式显示效果会有一些差别，静态方式效果最好，对比 度高视角宽，不显示段无底色，但ＬＣＤ占用的管脚最 多；其它的方式称为多路驱动方式，ＬＣＤ占用管脚成 收稿日期：２０１２一ｌ１—２７ 驱动输出电压波形，通过一种变通的方法，实现了需 要的静态灰度显示功能。 １ 常用驱动芯片构成 如图１所示，通常驱动芯片包括四部分：通讯接 口、定时电路、显示存储器ＤＤＲＡＭ、驱动电路。通讯 现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ ５ Ｊａｎ－Ｆｅｂ．２０１３，总第１４４－１４５期 滕云：一种段式ＬＣＤ高清灰阶显示方法 接口接收主控ＭＣＵ发送的显示控制指令和显示数 ２静态驱动与灰阶驱动的实现 先看一下工作方式选择１／２ＤＵＴＹ和１，２ＢｌＡＳ 时输出的电压波形，如图３所示，２个公共电极为 据，定时电路控制ＬＣＤ驱动特有的交流驱动时序， ＤＤＲＡＭ按照与驱动电极对应的位置存储显示数据， 驱动电路根据驱动时序与显示数据输出ＬＣＤ需要的 电压。比如常用的ＨＴ１６２１，ＤＤＲＡＭ与显示段电极 ＳＥＧＭＥＮＴ与公共电极ＣＯＭＭＯＮ的对应关系如图 ＣＯＭ０和ＣＯＭ１，段电极为ＳＥＧ０、ＳＥＧ１和ＳＥＧ２， 图中白点和黑点分别代表公共电极与段电极的交叉 点对应的显示图形灭与亮。 １／２ＤＵ ＶＬＣＤＨ 一 ２所示，ＤＤＲＡＭ数据按照４位组织，数据位Ｄ０一 Ｄ３对应公共电极ＣＯＭ０～ＣＯＭ３，地址０～地址３１ 七５ 对应段电极ＳＥＧ０～ＳＥＧ３１，ＭＣＵ只需按照地址传 送数据即可改变对应的显示内容”ｊ。 （ＶＬＣＤＨ—ＶＬＣＤＬ）／２一 ＶＬＣＤＬＶＬＣＤＨ—一 （ＶＬＣＤＨ—ＶＬＣＤＬ）／己一 ＶＬＣＤＬＶＬＣＤＨ —一 （ＶＬＣＤＨ—ＶＬＣＤＬ＞／２ ＶＬＣＤＬ — ＶＬＣＤＨ一 （ＶＬＣＤＨ—ＶＬＣＤＬ）／己一 ＶＬＣＤＬ ＶＬＣＤＨ —一 （ＶＬＣＤＨ—ＶＬＣＤＬ）／己一 ＶＬＣＤＬ一 图３ １／２ＤＵＴＹ的驱动电压波形 实际使用中，ＬＣＤ有１个公共电极ＣＯＭ０，把它 图１ 驱动芯片结构框图 ＣＯＭ３ ＣＯＭ２ ＣＯＭ１ ＣＯＭ０ Ｇ０ Ｏ 连接到驱动器的某一个段电极上，并通过主控ＭＰＵ 编程，使此段的ＤＯ和Ｄ１两位数据都为０。液晶驱动 电压ＶＬＣＤ＝ＶＬＣＤＨ—ＶＬＣＤＬ，则加在液晶电极之间 的驱动电压如图４所示。 Ｇ１ Ｇ２ １ ２ ＳＥＧ０为白色不显示段，电压始终为０：ＳＥＧ２为 黑色显示段，电压为正负交替的ＶＬＣＤ；ＳＥＧ１的电压 Ａｄｄｒｅｓｓ ６ ｂｉｔｓ Ｇ３ ３ （Ａ５，Ａ４，…，Ａ０） 一１个周期为正负交替的ＶＬＣＤ，１个周期为０，实际是 ｌ ３】 Ｄ３ Ｄ２ Ｄ１ ＤＯ 种帧分灰度显示，看上去是半黑的效果。而白色段 电压为０，消除了非显示段的非选择电压，黑色段电 、，ＬＣＤｔ４ 一 ３１ ～ｋＧＤｆｌ－、，ＬＣＤＬ ２－ 、，ＬＣＤＩ．、，ＬＣＤＯ 一— Ｄａｔａ ４ ｂｉｔｓ （Ｄ３，Ｄ２，Ｄ１，Ｄ０） ＲＡＭ ｍａｐｐｉｎｇ Ｓｅ６Ｏ－６Ｄ－Ｉｏ 、，ＬＣＤ 图２显示存储器映像图 一ＨＴ１６２１可以选择１，２ＤＵＴＹ、１／３ＤＵＴＹ和 、，ＬＣＤ Ｏ －１，４ＤＵＴＹ驱动方式。选择１／２ＤＵＴＹ时，只用数据位 Ｄ１和Ｄ０；选择１／３ＤＵＴＹ时，用到数据位Ｄ２～Ｄ０； 选择１，４ＤＵＴＹ时，Ｄ３一Ｄ０都用到。常用的 ＰＣＦ８６７６也有类似的结构，只是它可以选择静态驱 动方式【２】。 、，ＬＣＤ 二 一 一 Ｓｅ６Ｉ．ＣＤＨ０ 、，ＬＣＤ０ －Ｓｅ６ ＿ＣＤＨ８ 、，ＬＣＤ— 图４ １／２ＤＵＴＹ改变接法后的驱动电压波形 ６ 现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ ３￣－Ｆｅｂ．２８１３，总第１４４－１４５期 滕云：一种段式ＬＣＤ高清灰阶显示方法 压绝对值保持在选择电压ＶＬＣＤ，正是静态显示的效 果。 这样，ＭＣＵ传送数据时，显示方式设为１／２ＤＵＴＹ 和１／２ＢＩＡＳ，并将连接ＬＣＤ屏ＣＯＭ０的段电极对应 的ＤＤＲＡＭ的４位数据固定为０，其它白色不显示段 Ｄ１和Ｄ０设为ＯＯｂ，黑色显示段设为１ １ｂ，灰色段设 为０１ｂ或１Ｏｂ，即可实现带１阶灰度的静态显示效 果。 ３静态驱动与二级灰阶驱动的实现 再看一下工作方式选择１／３ＤＵＴＹ和１／２ＢＩＡＳ时 输出的电压波形，如图５所示。 １／３ＤＵＴＹ Ｉ／ＳＢＩＡＳ —图６ １／３ＤＵＴＹ改变接法后的驱动电压波形 ＬＣＤ Ｓｅｇｍｅｎｔｓ ●ｎＮ ０ ＢＦＦ Ｔ￣ｒａｍｅ 一 压，黑色段电压绝对值保持在选择电压ＶＬＣＤ，也是 静态显示的效果。 ＶＬＣＤＨ—— （ＶＬＣＤＨ－ＶＬＣＤＬ）／己一 ＶＬＣＤＬＶＬＣＤＨ—一— 这样，ＭＣＵ传送数据时，显示方式设为１，３ＤＵＴＹ 和１／２ＢＩＡＳ，并将连接ＬＣＤ屏ＣＯＭＯ的段电极对应 的ＤＤＲＡＭ的４位数据固定为０，其它白色不显示段 Ｄ２、Ｄ１和Ｄ０设为０００ｂ，黑色显示段设为１ １ １ｂ，浅 灰色段设为１ ００ｂ、０１ ０ｂ或００１，深灰色段设为 （ＶＬＣＤＨ—ＶＬＣＤＬ）／２一 ＶＬＣＤＬＶＬＣＤＨ———— （ＶＬＣＢＨ—ＶＬＣＤＬ）／２一 ＶＬＣＤＬ— ＶＬＣＤＨ—— （ＶＬＣＤＨ—ＶＬＣＤＬ）／２一 ＶＬＣＤＬＶＬＣＤＨ———— １ １ ０ｂ、１ ０１ ｂ或０１ １ ｂ，即可实现带２阶灰度的静态显 示效果。 （ＶＬＣＤＨ—ＶＬＣＤＬ）／２一 ＶＬＣＤＬＶＬＣＤＨ———— ４实验结果 每种段式驱动芯片内部结构和驱动方式不尽相 同，通过变换ＬＣＤ上ＣＯＭ段的接法，并控制显示数 据的传送，同样可以实现高清显示甚至灰阶显示。虽 ＜ＶＬＣＤＨ—ＶＬＣＤＬ）／２一 ＶＬＣＤＬ— ＶＬＣＤＨ—— （ＶＬＣＤＨ—ＶＬＣＤＬ）／２一 ＼，ＬＣＩ］Ｌ—— 图５ １／３ＤＵＴＹ的驱动电压波形 然ＬＣＤ驱动波形极性变换的频率即ＬＣＤ帧频采用 了１／２ＤＵＴＹ和１，３ＤＵＴＹ的方式，比传统的静态驱动 实际使用中，ＬＣＤ有１个公共电极ＣＯＭ０，把它 连接到驱动器的某一个段电极上，并使此段的Ｄ０、Ｄ１ 和Ｄ２数据都为０。液晶驱动电压ＶＬＣＤ＝ＶＬＣＤＨ— ＶＬＣＤＬ，则加在液晶电极之间的驱动电压如图６所 不０ 快了１～２倍，但因为静态方式优良的光电特性，显 示效果仍然得到极大的提升，而且增加了灰阶显示效 果，增加了界面设计的多样性。 参考文献 【１】Ｈｏｌｔｅｋ ＨＴ１ ６２１ Ｄａｔａ ｓｈｅｅｔ ＳＥＧ０为白色不显示段，电压始终为０：ＳＥＧ３为 黑色显示段，电压为正负交替的ＶＬＣＤ：ＳＥＧ１的电压 １个周期为正负交替的ＶＬＣＤ，２个周期为０，看上去 【２１ ＮＸＰ ＰＣＦ８５７６ Ｄａｔａ ｓｈｅｅｔ． 是浅色灰阶的效果：ＳＥＧ２的电压２个周期为正负交 替的ＶＬＣＤ，１个周期为０，看上去是深色灰阶的效 作者简介：滕云（１ ９６８一），男，辽宁大连人，工程师，从 果。而白色段电压为０，消除了非显示段的非选择电 事液晶模组设计与研究，Ｅ—ｍａｉｌ：Ｉｃｄｋａｉｆａ＠ｈｏｔｍａｉｌ． ＣＯｍｏ Ｊａｎ－Ｆｅｂ．２０１３，总第１４４－１４５期 现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ ７
