EP0173808A1 - Control circuit for liquid-crystal displays - Google Patents
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- G09G1/18—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with cathode-ray tube indicators; General aspects or details, e.g. selection emphasis on particular characters, dashed line or dotted line generation; Preprocessing of data using single beam tubes, e.g. three-dimensional or perspective representation, rotation or translation of display pattern, hidden lines, shadows the beam tracing a pattern independent of the information to be displayed, this latter determining the parts of the pattern rendered respectively visible and invisible a small local pattern covering only a single character, and stepping to a position for the following character, e.g. in rectangular or polar co-ordinates, or in the form of a framed star
Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung wie sie im Patentanspruch im Oberbegriff bezeichnet ist.The invention is based on a circuit arrangement as defined in the preamble in the claim.
Bekanntlich werden LC-Anzeigen, die aus vielen Segmenten bestehen, im Muliplex-Betrieb angesteuert. Hierzu werden die einzelnen Segmente sowie ihre Gegenelektroden matrixartig zusammengefasst. Dadurch kann durch Anlegen einer Wechselspannung jedes einzelne Segment zur Anzeige gebracht werden, indem zwei sich gegenüberliegende Segmente gleichzeitig angesteuert werden. Zur Ansteuerung der Segmente der LC-Anzeige werden Mikroprozessoren verwendet, an deren Ausgängen die entsprechenden Ansteuerspannungen anliegen. Die Ansteuerspannungen gelangen über LCD-Treiber-ICs an die LC-Anzeigeeinheit. (Programmer' s Reference Manual, Hitachi, Ausgabe Juli 1981, 40-1-12, Seite 42 "Liquid Crystal Display, Circuit-Block Diagram ). Diese Treiber-ICs sind teure Bauelemente und es liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde diese einzusparen. Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfincdng gelöst.It is known that LC displays, which consist of many segments, are controlled in multiplex mode. For this purpose, the individual segments and their counter electrodes are combined in a matrix. As a result, each individual segment can be displayed by applying an alternating voltage, in that two opposing segments are activated simultaneously. Microprocessors are used to control the segments of the LC display, and the corresponding control voltages are applied to their outputs. The control voltages reach the LC display unit via LCD driver ICs. (Programmer's Reference Manual, Hitachi, July 1981 edition, 40-1-12, page 42 "Liquid Crystal Display, Circuit Block Diagram). These driver ICs are expensive components and the object of the invention is to save them. The object is achieved by the invention specified in
Der Vorteil der Erfindung liegt in den niedrigen Herstellungskosten und in einer höheren Zuverlässigkeit.The advantage of the invention lies in the low manufacturing costs and in a higher reliability.
Nachstehend sei das Wesentliche der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.The essence of the invention is explained below using an exemplary embodiment.
- Figur 1 zeigt die Anordnung der Segmente und Steuerleitungen einer LC-Anzeige:Figure 1 shows the arrangement of the segments and control lines of an LC display:
- Figur 2 zeigt die Kurvenverläufe der für eine Anzeige notwendigen Steuerspannungen ;Figure 2 shows the curves of the control voltages necessary for a display;
- Figur 3 zeigt die Schaltungsanordnung zur Ansteuerung der Anzeige;Figure 3 shows the circuit arrangement for controlling the display;
- Figur 4 zeigt die Schaltungsanordnung zur Ansteuerung der Anzeige ;Figure 4 shows the circuit arrangement for driving the display;
- Figur 5 zeigt ein weiteres Dimensionierungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung mit Tri-State-Ausgängen.FIG. 5 shows a further dimensioning example for a circuit arrangement with tri-state outputs.
In Figur a u. bist ein Anzeigefeld dargestellt zur Anzeige von Ziffern und Symbolen. In Figur 1a sind mehrere Segmente zu Gruppen zusammengefasst und über Segmentleitungen S1 bis S10 ansteuerbar. In Figur 1b sind die den Segmenten der Figur 1a gegenüberliegends' Elektroden der gleichen Form dargestellt, die über sogenannte Common-Leitungen C1 bis C4 ansteuerbar sind, wobei auch diese Segmente zu Gruppen zusammengefasst sind. Die Leitungen S1 bis S10 und C1 bis C4 sind matrixartig angeordnet, so daß jedes einzelne Element der Anzeige getrennt und einzeln ansteuerbar ist. Es wird immer nur das Element zur Anzeige gebracht, an welchem über die Leitung S1 bis S10 und C1 bis C4 die entsprechende Ansteuerspannung anliegt.In Figure a u. a display field is shown to display numbers and symbols. In FIG. 1a, several segments are combined into groups and can be controlled via segment lines S1 to S10. FIG. 1b shows the electrodes of the same shape opposite the segments of FIG. 1a, which can be controlled via so-called common lines C1 to C4, these segments also being combined into groups. The lines S1 to S10 and C1 to C4 are arranged in a matrix, so that each individual element of the display can be controlled separately and individually. Only the element to which the corresponding control voltage is present via lines S1 to S10 and C1 to C4 is always displayed.
In Figur 2a-h sind z.B. die Steuerspannungen für die Segmentleitungen S1 und S2 und die Commonleitungen C1 bis C4 dargestellt. Durch die Phasenlage der Signale auf den Leitungen S1 und S2 in Bezug auf die Phasenlage der Signale auf den Leitungen C1 bis C4 kann ein aus den Segmenten gebildetes Zeichen zur Anzeige gebracht werden. Im dargestellten Beispiel nach den Figuren 1 und 2 werden die Zeichen "TUNING" und "FM" zur Anzeige kommen, da die Spannungen nach Figur 2a und 2e sowie Figur 2b und 2e die für eine Anzeige richtige Phesenlage zueinander besitzen. (Fig.g,h)The control voltages for the segment lines S1 and S2 and the common lines C1 to C4 are shown in FIGS. 2a-h. A character formed from the segments can be displayed by the phase relationship of the signals on lines S1 and S2 with respect to the phase relationship of the signals on lines C1 to C4. In the example shown in Figures 1 and 2, the mark "TUNING" and "FM" will come to the display, since the voltages according to Figures 2a and 2e, and FIG have mutually 2b and 2e the right for a display Phesenlage. (Fig.g, h)
In Figur 3 ist eine nach dem Merkmal der Erfindung aufgebaute Schaltong dargestellt. Eine LC-Anzeige 1 mit den Eingängen C1 bis C4 und S1 bis S10 ist an eine Steuereinheit 2 angeschlossen. Am Ausgang A1 des Mikroprozessors 2 liegt eine Rechteckschwingung konstanter Amplitude und Phase, die zyklisch über die Analogschalter 3 an die Eingänge C1 bis C4 der LC-Anzeige geschaltet sind. Die Analogschalter 3 werden über Steuerausgänge A2 bis A5 gesteuert, wodurch ein Multiplex-Betrieb der Anzeige erzielt wird. Bei dem gezeigten Beispielhendelt es sich um einen Mikroprozessor mit Open-Drain-Ausgängen, wozu ein Pull-Up-Widerstand 4 erforderlich ist. Zur Erzeugung der richtigen Ansteuerspannung für die Eingänge C1 bis C4 werden Spannungsteiler 5 an die Betriebsspannung gelegt, an dessen Teilerpunkten der Ausgang A1 der Steuereinheit 2 über die Analogschalter 3 gelegt ist. Die gezeigten Analogschalter 3 können entfallen, wenn ein Mikroprozessor mit Tri-State-Ausgängen verwendet wird. Die Eingänge S1 bis S10 der Anzeige sind an die Ausgänge B1 bis B10 des Mikroprozessors geschaltet. Hierzu liegen die Eingänge S1 bis S10 an Abgriffen von Spannungsteilern 6 und über Widerstände 7 an den Ausgängen B1 bis B10 der Steuereinheit 2.In Figure 3 a Schaltong constructed according to the feature of the invention is shown. An
Die LC-Anzeige ist bei einer bestimmten Spannung UD zwischen dem Kreuzungspunkt einer Segmentleitung und einer Commonleitung wirksam und z.B. bei 1/3 dieser Spannung UD ausgeschaltet. Dieses wird mit 1/3 - Bias bezeichnet. Die Spannungsteiler 5 für die Common- leitungen C1 bis C4 und die Spannungsteiler 6 für die Segmentleitungen S1 bis S10 sind derart zu dimensionieren, daß an den Abgriffen für die Commonleitungen C1 bis C4 ein Spannungshub von 4/3 der Spannung UD entsteht, damit zwischen Common- und Segmentleitung entweder die volle Anzeigespannung UD bzw. 1/3 UD entsteht. Bei einer Anzeigespannung UD von z.B. 3 Volt muß sich das Potential auf der Commonleitung zwischen 4 Volt und 0 Volt ändern, wenn sich das Potential der Segmentleitung zwischen 1 Volt und 3 Volt ändert.The LC display is effective at a certain voltage UD between the intersection of a segment line and a common line and e.g. switched off at 1/3 of this voltage UD. This is called 1/3 bias. The
In Figur 4 ist ein Dimensionierungsbeispiel für die Spannungsteiler 5 und 6 angegeben, mit denen die geforderten Spannungen erzeugt werden können.FIG. 4 shows a dimensioning example for the
An den Ausgang A1 des Mikroprozessors 2 ist, wie in Figur 2 dargestellt, das Netzwerk für die Commonleitung C1 gelegt. Je nach Schaltzustand der im Mikroprozessor 2 angeordneten Schaltstufe 12 und des Analagschalters 3 ergeben sich auf der Commonleitung C1 folgende Spannungen:
- a.)
Analogschalter 3 hochohmig : 2 Volt - b.)
Analogschalter 3 niederohmig,Schaltstufe 12 niederohmig : 0 Volt - c.)
Analogschalter 3 niederohmig,Schaltstufe 12 hochohmig : 4 Volt.
- a.)
Analog switch 3 high-resistance: 2 volts - b.)
Analog switch 3 low-resistance,switching stage 12 low-resistance: 0 volt - c.)
Analog switch 3 low-resistance, switchingstage 12 high-resistance: 4 volts.
An den Ausgang B1 des Mikroprozessors 2 ist das Netzwerk für die Segmentleitung S1 gelegt. Je nach Schaltzustand der im Mikroprozessor 2 angeordneten Schaltstufe 13 ergeben sich infolge der in Figur 4 angegebenen Widerstandswerte auf der Segmentleitung S1 folgende Spannungen:
- a.)
Schaltstufe 13 hochohmig : 3 Volt, - b.)
Schaltstufe 13 niederohmig : 1 Volt.
- a.) Switching
stage 13 high-resistance: 3 volts, - b.) Switching
stage 13 low-resistance: 1 volt.
Wenn der Mikroprozessor Tri-state-Ausgänge besitzt, so daß die Analcgschalter 3 entfallen können, liegen die A-Ausgänge wie die B-Ausgänge an den Abgriffen der Spannungsteiler 5 bzw. 6.If the microprocessor has tri-state outputs so that the
In Figur 5 ist ein entsprechender Aufbau mit der erforder- . lichen Dimensionierung angegeben. Bei den Tri-state-Ausgängen liegen die Widerstände 14 und 7 je nach Schaltzustand der Stufen 12', 13' an den Ausgängen A und B an der positiven Betriebsspannung +U parallel zu dem Widerstand 8 bzw. 10, oder auf Bezugspotential parallel zu den Widerständen 9 bzw. 11 oder die Widerstände 14 und 7 liegen hochhomig abgeschaltet. Auch bei dieser Schaltung ist der Spannungshub auf der Commonleitung 4/3 der Anzeigespannung UD, d.h. 4 Volt. Da die Unterspannnung nur auf 0,5 Volt absinkt, muss die Oberspannung auf 4,5 Volt angehoben werden.In Figure 5, a corresponding structure with the required. dimensioning specified. In the tri-state outputs, the
Das gezeigte Beispiel bezieht sich auf eine LC-Anzeige mit 4 Common- und 10 Segmentleitungen. Selbstverständlich körnen beliebige Kombinationen der Anzahl von Segment- und Commonleitungen benützt werden.The example shown relates to an LC display with 4 common and 10 segment lines. Of course, any combination of the number of segment and common lines can be used.
Claims (3)
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