数字显示与大屏幕智能显示技术

2、主动发光型被动发光型,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、透射光线液晶显示器（LCD）磁翻板显示器电致变色显示器(ECD),电泳显示器（EPID）铁电陶瓷显示器光阀显示器,EPID,ECD,磁翻板,铁电陶瓷光阀显示器,LCD,第一节显示器简介,显示方式：二维（平面）三维（立体）显示。显示内容：数字显示字符显示图形显示（含动画显示、视频显示）显示颜色：单色（包括灰度）变色彩色显示器尺寸:超小型、大型和巨型。,第一节显示器简介,适合数字电路直接应用 LED、 LCD 最省电为LCD 背光决定总功耗颜色最丰富、频率最高、寿命最长

3、 LED 主动发光器件中 LED性能较优异，但具有较强方向性,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。,第二节 LED数字及点阵显示器,一、综述二、LED数码管及字符管三、LED点阵显示器四、字符编码及汉字点阵提取工具,第二节 LED数字及点阵显示器,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、

4、高亮度,字段式LED,点阵式LED,点式LED,光柱式LED,第二节 LED数字及点阵显示器,工作条件：正向偏置工作电流 : 几mA 几十 mA 导通电压 : ( 1 2) V,LED 的特性和参数,埃 1A1010米,第二节 LED数字及点阵显示器,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,第二节 LED数字及点阵显示器,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

5、.3 0.5 0.8 1.0 1.21.5 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）：UF600ucd,一、LED数码管及字符管-LED数码管,第二节 LED数字及点阵显示器,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）,一、LED数码管及字符管-LED字符管,常见应用电梯指示器机床控制器仪器仪表 ,第二节 LED数字及点阵显示器,LED点阵模块显示器是指由发光二极管排成一个mn的点

6、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。,二、LED点阵显示器,常见应用规格阵列：5*7 8*8 (列*行）颜色：单色红、蓝、绿、黄、橙双色红绿、红蓝、蓝绿彩色红绿蓝像素： 1.9、 3.0、 3.75、 4.8、 5.0 、 8.0 、 16 亮度：普亮、高亮、超高亮环境：室内、室外极性：行共阳行共阴,第二节 LED数字及点阵显示器,点阵结构,二、LED点阵显示器,单色5*7行共阴点阵模块外形及内部原理图,第二节 LED数字及点阵显示器,点阵结构,二、

7、LED点阵显示器,单色8*8 行共阳行共阴点阵模块外形及内部原理图,第二节 LED数字及点阵显示器,点阵结构,二、LED点阵显示器,单色8*8 行共阳行共阴点阵模块外形及内部原理图,第二节 LED数字及点阵显示器,点阵结构,二、LED点阵显示器,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,第二节 LED数字及点阵显示器,点阵结构,二、LED点阵显示器,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,第二节 LED数字及点阵显示器,1、字符编码方式,三、字符编码及汉字点阵提取工具,至少 57点阵能显示ASCII码字符 1616（或1516）点阵可

8、以显示更多或更大,第二节 LED数字及点阵显示器,1、字符编码方式,三、字符编码及汉字点阵提取工具,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 7FF8H4210H 4210H 7FF0H 4210H4210H 7FF0H 4210H 0200H0204H 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 48

9、00H 4800H 7000H4800H 4800H F000H,第二节 LED数字及点阵显示器,汉字点阵提取工具,三、字符编码及汉字点阵提取工具,第三节 LCD及显示模块,什么是液晶？,一、液晶显示器的性能特点与工作原理,液晶实际上是物质的一种形态，也有人称其为物质的第四态。液晶分为两大类：溶致液晶和热致液晶。前者要溶解在水或有机溶剂中才显示出液晶态，后者则要在一定的温度范围内才呈现出液晶状态。作为显示技术应用的液晶都是热致液晶。,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,第三节 LCD及显示模块,液晶器件所基于

10、的三种光学特性,一、液晶显示器的性能特点与工作原理,由于液晶具有单轴晶体的光学各向异性，所以具有以下光学特性： 1）能使入射光沿液晶分子偶极矩的方向偏转； 2）使入射的偏光状态，及偏光轴方向发生变化； 3）使入射的左旋及右旋偏光产生对应的透过或反射。液晶器件基本就是根据这三种光学特设计制造的。,第三节 LCD及显示模块,液晶的电光效应,一、液晶显示器的性能特点与工作原理,液晶材料在施加电场（电流）时，其光学性质会发生变化，这种效应称为液晶的电光效应。液晶的电光效应在液晶显示器的设计中被广泛采用。目前发现的电光效应种类很多，产生电光效应的机理也较为复杂，但就其本质来讲都是液晶分子在电场作用下改

11、变其分子排列或造成分子变形的结果。,第三节 LCD及显示模块,液晶显示器的构成,一、液晶显示器的性能特点与工作原理,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。,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。,第三节 LCD及显示模块,向列型液晶显示器的工作原理,一、液晶显示器的性能特点与工作原理,第三节 LCD及显示模块,向列型液晶显示器的工作原理,一、液晶显示器的性能特点与工

12、作原理,第三节 LCD及显示模块,LCD显示器驱动方式,一、液晶显示器的性能特点与工作原理,LCD的驱动方式一般有两种方式：直接驱动（静态驱动）：显示器件只有一个背极（即下玻璃电极基板），但每个字符段都有独立的引脚；多极驱动（时分割驱动）：显示器具有多个背极，各字符段按点阵结构排列，这是显示字段较多时常采用的驱动方式。,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。,第三节 LCD及显示模块,液晶显示器的性能特点,一、液晶显示器的性能特点与工作原理,属于被动发光型显示器件，只能反射或透射外界光线，环境亮度越高越清晰，对比度可达100：1。低电压驱动（一般36V）；驱动电流小（几

13、微安）；功耗低（几几十微瓦）；能够用CMOS、TTL电路直接驱动。必须采用交流驱动（30300Hz），驱动电压不能由直流分量（电解）。体积小，重量轻，像素尺寸小，分辨率高。颜色多样，可分为单色（黑白）和彩色两种。响应速度慢，工作频率低。工作温度范围窄（通常0-50）,第三节 LCD及显示模块,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。,二、液晶点阵显示器及液晶显示模块,液晶显示模块： LCM（LCD Module）将液晶点阵显示器、集成

14、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,第三节 LCD及显示模块,二、液晶点阵显示器及液晶显示模块,1、液晶显示模块分类,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、

15、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。,第三节 LCD及显示模块,二、液晶点阵显示器及液晶显示模块,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。,第三节 LCD及显示模块,二、液晶点阵

16、显示器及液晶显示模块,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 ,第三节 LCD及显示模块,二、液晶点阵显示器及液晶显示模块,2、液晶显示模块的接口 - Intel8080接口时序,第三节 LCD及显示模块,二、液晶点阵显示器及液晶显示模块,2、液晶显示模块的接口 - M6800接口时序,第三节 LCD及显示模块,二、液晶点阵显示器及液晶显示模块,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LCM,提供 33 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。,

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