数字显示与大屏幕智能显示技术

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1、数 字 化 测 量 课 件 数字显示技术简称数显技术在数字化测量中占有重要地位投影 数字显示技术简称数显技术在数字化测量中占有重要地位不发光，只能反射或投射、透射光线 常见显示器件性能比较: P50 表4-1-2显示亮度：亮度是指画面的明亮程度，单位是堪德拉每平米(cd/m2)或称nits，也就是每平方公尺分之烛光。发光强度：单位candela（坎德拉）简写cd。是指在给定方向上的单位立体角(球面度)内发出的发光亮度 LED 的类型按形状分：字段式、点式、光柱式、点阵式按发光颜色分：红、橙、黄、绿、双色、三色按发光强度分：普通亮度、高亮度 字段式LED点阵式LED点式LED光柱式LED u /

2、Vi /mAO 2工作条件：正向偏置工作电流 : 几mA 几十 mA导通电压 : ( 1 2) VLED 的特性和参数埃 1A10 10米 亮度高 色彩艳丽响应速度快方向性好功耗低体积小LED 器件的优点耐振动寿命长可低压驱动无汞和铅污染发光效率高应用广泛 由发光二极管组成“8.”字按照 颜色： 红、绿、黄、蓝、橙 极性: 共阴、共阳 亮度： 普亮、高亮、超高亮 位数： 1位、2位、多位（共段型） 字高： 定义规格。字高（in）：0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 2.5 3.0 5.0 8.0 封装方式: 小型为双列直插 大型为印制板插件典型参数（0.5in红为例）： U F60

3、0ucd LED字符管属于特种数码管,在数字仪表中专用于符号显示。常见的有3种： “”符号管（显示正负极性）； “1”符号管（显示1或1）； “米”字管(显示数字、运算符号或26英文字母，可作单位显示） LED点阵模块显示器是指由发光二极管排成一个mn的点阵，每个发光二极管构成点阵中的一个点。这种显示器显示的字形逼真，能显示的字符比较多，但控制比较复杂。适用于显示汉字、图形和表格，广泛应用于公共场合的信息发布。 彩色 红绿蓝 亮度： 普亮、高亮、超高亮 环境： 室内、室外极性： 行共阳 行共阴 点阵结构 单色5*7行共阴点阵模块外形及内部原理图 点阵结构 单色8*8 行共阳 行共阴点 阵模块

4、外形及内部原理图 点阵结构 单色8*8 行共阳 行共阴点 阵模块 外形及内部原理图 点阵结构 双色8*8 行共阴点 阵模块外形及内部原理图三色形成 伪彩色形成 点阵结构 三色8*8 行共阴点阵模块外形及内部原理图七彩形成 真彩色形成 G R B G R B G R B G R B G R B G R B G R B G R BABCDEFGH 1、字符编码方式 至少 57点阵能显示ASCII码字符 1616（或1516）点阵可以显示更多或更大 1、字符编码方式 利用1616（或1516）点阵可以显示8912个国标一、二级汉字、西文、数字和字符黑色方格记作“1” 空记作“0”，每行18列作为第一

5、字节9列16列作为第二字节各行依次得到“电”的16组编码： 0200H 0200H 0210H 7FF8H 4210H 4210H 7FF0H 4210H 4210H 7FF0H 4210H 0200H 0204H 0204H 01FCH 0000H对于57点阵的字符可移至左上角(或其他位置)。假定右边空11列， 则b图所示英文字母“B”的编码为 F000H 4800H 4800H 7000H 4800H 4800H F000H 汉字点阵提取工具 什么是液晶？向列型液晶：分子呈棒状，排列方式如同一把筷子上下方向排列整齐，但沿前后左右方向排列可以变动并不规则。 数字仪表中多采用 液晶器件所基于的

6、三种光学特性 液晶的电光效应 液晶显示器的构成上nesa玻璃板B下玻璃基板C公共电极BP上电极下电极上偏光板A下偏光板D漫反射板ETN液晶材料封接胶黑白液晶显示器的结构： 将上下两块具有透明电极的玻璃叠放(中间留有一定间隔)，四周用封接胶封接。从注入口抽真空并注入液晶材料后密封。在玻璃上下表面各贴上一片偏振方向相互垂直的偏振片，底部加反射板。透明电极引线 透明电极引线透明玻璃注液晶口封接胶框 液晶的发现是由奥地利植物学家FReinetzer在一百年前完成的（1888） ，是20世纪人类最伟大的科学发明 。 向列型液晶显示器的工作原理 向列型液晶显示器的工作原理 LCD显示器驱动方式XY LCD

7、Z COMVXV0 V0V0V00000 VYVZVXZ不显示显示-V0以简单的直接驱动方式为例单个字段的驱动电路及工作波形。 液晶显示器的性能特点 液晶点阵显示器：以微型液晶为像素按照行与列的形式 排列组合而成;(如像素尺寸0.28*0.28mm )，具有分辨率高、显示清晰、功耗低、体积小、 重量轻等优点;分字符点阵和图形点阵两种。液晶显示模块： LCM（LCD Module）将液晶点阵显示器、集成电路（控制/驱动芯片）、接口电路、印制板(PCB)、背光源、接插件等装配成一体的商品化组件. 以数据/命令/控制接口的形式面向用户； 一般分四种类型：字段型、字符型、图形型、综合型 1、液晶显示模

8、块分类字段型:主要用于显示数字（基于“8”的字形结构变化）、特定形状符号图形（作为一段）。广泛用于便携式、袖珍式电子设备。如数字仪表、计时器、计数器等，可取代7段LED。字符型：专用于显示数字、字母、符号及少量自定义符号。以若干58或511点阵块组成的显示字符块集。内有字符发生存储器(CGROM)可存储200多个不同点阵字符。 包含阿拉伯数字、大小写字母、常用符号、日文片假名及其他外文字母，分别有固定代码。 用于高档家用电器、仪器仪表及便携式电子设备，可显示简单信息，实现人机交互。 1、液晶显示模块分类图形型:能显示图形、汉字等信息，点阵像素与模块内部显示存储器的字节位是一一对应的。广泛用于手

9、机、MP3、MP4、PDA等，实现复杂的图形及汉字显示功能。（无内嵌汉字字模）综合型：除具有字符显示与图形显示功能之外，还具有独特的硬件初始值设置功能。显示驱动所需要的参数（如占空比系数、驱动传输的字节数、字符的字体选择等）均由引脚电平来设置。 2、液晶显示模块的接口并行LCM接口串行M6800接口（Motorola）Intel8080接口（Intel） I2C接口SPI接口Microwire接口 2、液晶显示模块的接口 - Intel8080接口时序 2、液晶显示模块的接口 - M6800接口时序 3、ST7920型LCM控制/驱动器 由台湾矽创（Sitronix）电子公司生产的中文图形LC

10、M,提供 路 com输出和64 路 seg输出。与驱动器ST7921组合，最多可驱动 25632 点阵液晶。 提供 8 位，4 位并行接口及串行接口可选 并行接口适配 M6800 时序 自动电源启动复位功能 内部自建振荡源 6416 位字符显示 RAM（DDRAM 最多 16 字符4 行，LCD 显示范围 162 行） 2M 位中文字型 ROM（CGROM) ，提供8192个中文字型（1616点阵） 16K 位半宽字型 ROM(HCGROM)，提供 126 个西文字型（168 点阵） 6416 位字符产生 RAM（CGRAM） 1516 位总共 240 点的 ICON RAM（ICONRAM

11、图标内存） 文字图形混合显示 画面清除功能 光标归位功能 显示开/关功能 光标显示/隐藏功能 显示字体闪烁功能 光标移位功能功能 显示移位功能 垂直画面旋转功能 反白显示功能 休眠模式 3、ST7920型LCM控制/驱动器 -MCU接口 3、ST7920型LCM控制/驱动器 -并口直接（总线）访问方式 并口直接（总线）访问方式 3、ST7920型LCM控制/驱动器 -并口间接（模拟时序）访问方式 并口间接（模拟时序）访问方式 3、ST7920型LCM控制/驱动器 -串行连接（模拟同步）访问方式 串行连接（模拟同步）访问方式 3、ST7920型LCM控制/驱动器 GD RAM（绘图RAM，对应屏

12、幕点）提供 6432 个字节的空间（由扩充指令设定绘图 RAM 地址） ，最多可以控制25664 点阵的二维绘图缓冲空间，在更改绘图 RAM 是，由扩充指令设置 GDRAM地址先垂直地址后水平地址（连续 2 个字节的数据来定义垂直和水平地址） ，再2 个字节 的数据给绘图 RAM（先高 8 位后低 8 位） 。 3、ST7920型LCM控制/驱动器 CG RAM（字型产生 RAM） 提供用户自定义字符生成（造字）功能，可提供 4组1616 点阵的空间 用户可以将 CGROM 中没有的字符定义到 CGRAM 中。 3、ST7920型LCM控制/驱动器 I RAM（图标RAM，对应屏幕C33区）普

13、通的液晶只使用了前面的C1-C32行输出。icon的行输出是Com33。 3、ST7920型LCM控制/驱动器 DD RAM（显示RAM，对应屏位置）显示 RAM 提供 642 字节的空间， 最多可以控制4行16 字的中文字型显示。写入显示 RAM 时，可分别显示 CGROM，HCGROM 及 CGRAM 三种字型。 1) 显示HCGROM半宽字型，将一字节编码写入 DDRAM ，范围 027FH 2) 显示 CGRAM 字型 将 2 字节的编码写入 DDRAM 中，共有 0000H，0002H，0004H 及 0006H 四个编码 3) 显示中文字型 将 2 字节的编码写入 DDRAM 中，

14、先写高 8 位，后写低 8位范围是 A140HD75FH(BIG5),A1A0HF7FFH(GB) 3、ST7920型LCM控制/驱动器 基本指令（RE=0） 3、ST7920型LCM控制/驱动器 应用举例（1）要在某一位置显示中文字符时，应先设定显示字符位置，即先设定显示地址，再写入中文字符编码。（2）显示ASCII字符过程与显示中文字符过程相同。不过在显示连续字符时，只须设定一次显示地址，由模块自动对地址加1指向下一个字符 位置，否则，显示的字符中将会有一个空ASCII字符位置。（3）当字符编码为2字节时，应先写入高位字节，再写入低位字节。例： 在第3行第1、2列显示“液晶”两个中文字符时

15、，写入RAM的地址应为88H,89H。查找“液” 的编码为“B247”, “晶” 为“B4B9”.在进行初始化后：步骤1: RS=R/W=0； (表示将送入是指令)步骤2: 送88H到D7-D0； (设定显示的位置，第三行第一列)步骤3: RS=1，R/W=0；（表示将送数据）步骤4: 送B2H到D7-D0;（先送高位字节）步骤5: 送47H到D7-D0; （后送低位字节，显示“液”字）步骤6: RS=R/W=0； (表示将送入是指令)步骤7: 送89H到D7-D0； (设定显示的位置，第三行第二列)步骤8: RS=1，R/W=0；（表示将送数据）步骤9: 送B4H到D7-D0; （先送高位字

16、节）步骤10: 送B9H到D7-D0; （后送低位字节，显示“晶”字） 实现动态扫描的方案大致可分成两种：第一种方案为间接控制法，即把位选通信号加至译码驱动器的消隐控制端，间接地控制LED显示器的亮灭。该方案是对静态显示的改进，只能降低显示功耗，不能简化电路。第二种方案是直接驱动法，它是利用位选通信号直接驱动各位LED显示器。能降低显示功耗，简化电路， 5BS251型5位共阴极显示组件。其7个笔段公用，CAT1CAT5是位驱动端，必须采用动态扫描。 计数电路由双BCD同步加法计数器CD4518级联而成。 5片CD4503将计数器端挂到数据总线上,分时选通。CD4511作为公用 7段译码驱动 1、避免出现闪烁，扫描频率应高于25Hz，一般选择高于人眼临界闪烁频率（CFF）50Hz。2、当扫描位超过16位以上是，一般应采用分区动态扫描（过长的显示位因视觉焦点的原因出现闪烁感觉），或提高扫描频率。3、显示亮度随位数增加而降低，扫描占空比应大于6%。以图为例：实现5位动态扫描，扫描频率取50Hz ，则CD4017输入时钟应大于5*50Hz=250Hz。 CD4060 Q7的输出频率为 Fosc/(2n)=32768/(27)=256(Hz)