CN103123778B - 带点闪烁功能的段式液晶显示驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带点闪烁功能的段式液晶显示驱动电路，包括：显示数据存储器、时序控制逻辑单元、分时复用选择器、偏置电压发生器和波形输出电路，所述段式液晶显示驱动电路还包括闪烁数据控制逻辑单元，与传统的段式液晶显示驱动电路比较，本发明通过在显示数据扫描输出通道上增加一个闪烁数据控制逻辑单元，实现了段式液晶显示模块上任意点的闪烁功能。开启了闪烁功能后，即使处理器进入待机状态，也无需按时唤醒刷新显示数据就能实现点闪烁功能。该逻辑实现简单，配置方便，易于实现。系统层面可明显减少平均待机电流，延长了电池使用时间。

Description

带点闪烁功能的段式液晶显示驱动电路

技术领域

本发明涉及液晶显示驱动电路，尤其涉及一种带点闪烁功能的段式液晶显示驱动电路。

背景技术

段式液晶显示驱动电路因其功耗低且易于集成的特点，被广泛应用于各种便携式设备中，特别是在很多有时钟显示应用的场合。而在这些应用中，显示内容的安排和更新通常是由微控制器(MCU)来完成。

图1是常见的段式液晶显示驱动结构示意图，如图1所示，常见的段式液晶显示驱动结构包括以下几个部分：

显示数据存储器001：用于存放显示数据。其中的显示数据需要中央处理器(CPU)通过数据总线来更新。

分时复用选择器002：在时钟信号控制下，所述分时复用选择器002控制所述显示数据的分时输出，以实现多路复用。

波形输出电路003：所述波形输出电路003负责把显示数据以及扫描信号转换成对应的液晶驱动电平，以驱动段式液晶显示模块上点(或段)的亮与灭，即波形输出电路003实现了数字信号到模拟信号的转换。

偏置电压发生器004：所述偏置电压发生器004用于产生液晶驱动所需的各阶电平。

时序控制逻辑单元005：所述时序控制逻辑单元005用于产生整个液晶显示驱动电路所需时序，如所述分时复用选择器002所需的分时复用选择信号，以及在不同显示节拍下波形输出电路003与偏置电压发生器004所需的电压选择输出控制信号。

便携式设备一般都要求待机功耗越低越好。在需要时刻显示时间的便携式设备中，典型的待机电流主要包括：1、维持液晶显示所需的液晶显示驱动电流；2、微控制器的工作电流。如果待机时显示内容不需要变化，则设备的待机电流通常都会比较小，因为这时微控制器可以工作在停机状态，现代微控制器的停机电流一般都不大于1μA。但在需要时钟显示的设备中，通常还需要实现时钟秒点闪烁的效果。为了实现秒点闪烁，采用图1方案所示的微控制器(MCU)需要半秒钟唤醒一次来更新液晶显示，该更新是通过改写图1中的显示数据存储器001实现的。以微控制器每半秒唤醒一次、每次唤醒工作5ms、MCU工作状态下平均电流2mA为例进行计算，便携式设备的平均待机电流将增加20μA。

由于待机电流增加太多，很多便携式设备就干脆不进行秒点闪烁显示，这样，微控制器就只需要一分钟唤醒一次来更新分钟信息，同样按每次唤醒工作5ms、微控制器工作状态下平均电流2mA计算，便携式设备的待机电流就只比完全不更新显示的情况多出0.2μA不到。但是，显示信息一分钟才更新一次，长时间没有变化，会使用户心理上怀疑设备是否还在正常工作。因此，常见的很多软件在执行长时间后台处理时需要在界面上显示进度条，以改善用户的使用体验。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在开启了闪烁功能后，即使处理器进入待机状态，也无需按时唤醒刷新显示数据就能实现点闪烁功能的段式液晶显示驱动电路。

本发明提供一种带点闪烁功能的段式液晶显示驱动电路，所述段式液晶显示驱动电路通过数据总线与外部控制处理器信号连接，包括：显示数据存储器、时序控制逻辑单元、分时复用选择器、偏置电压发生器和波形输出电路，其特征在于，所述段式液晶显示驱动电路还包括闪烁数据控制逻辑单元，其中

所述显示数据存储器接收并存储所述数据总线传输的显示数据；

所述时序控制逻辑单元接收所述数据总线传输的时钟信号，并输出时钟信号至所述闪烁数据控制逻辑单元、分时复用选择器及波形输出电路；

所述闪烁数据控制逻辑单元设置于所述显示数据存储器和所述分时复用选择器之间，所述闪烁数据控制逻辑单元产生闪烁信号数据，并接收所述显示数据存储器传输的所述显示数据，根据所述数据总线输出的闪烁地址数据和所述时钟信号将所述显示数据中需要闪烁的数据点替换为所述闪烁信号数据，以形成带闪烁信息显示数据，并输出给所述分时复用选择器；

所述分时复用选择器根据所述时钟信号，分时选择输出所述带闪烁信息显示数据至所述波形输出电路；

所述偏置电压发生器产生所述段式液晶显示驱动电路所需的各级电平信号至所述波形输出电路；

所述波形输出电路接收所述显示数据和电平信号，并转换并输出液晶驱动电平至段式液晶显示模块。

进一步的，所述闪烁数据控制逻辑单元包括闪烁地址选择寄存器、译码与控制逻辑单元、多路选择器以及闪烁频率发生器，其中

所述闪烁地址选择寄存器存储并选择输出所述数据总线传输的闪烁地址数据；

所述译码与控制逻辑单元接收所述闪烁地址数据，并产生多路选择器所需的选择信号；

所述闪烁频率发生器产生闪烁所需频率的闪烁信号数据；

所述多路选择器接收所述显示数据存储器传输的所述显示数据，根据所述选择信号和闪烁信号数据将所述显示数据中需要闪烁的数据点替换为所述闪烁信号数据，以形成带闪烁信息显示数据，并输出给所述分时复用选择器。

进一步的，所述闪烁地址选择寄存器具有一个或多个。

进一步的，所述译码与控制逻辑单元产生的所述选择信号的组数与所述显示数据的组数相同，每组选择信号的宽度与所述显示数据位宽对应。

进一步的，所述多路选择器具有至少一个。

进一步的，所述闪烁信号的频率为4Hz、2Hz、1Hz或0.5Hz。

进一步的，所述显示数据存储器为RAM或寄存器。

综上所述，与传统的段式液晶显示驱动电路比较，本发明所述带点闪烁功能的段式液晶显示驱动电路通过在显示数据扫描输出通道上增加一个闪烁数据控制逻辑单元，实现了段式液晶显示模块上任意点的闪烁功能。开启了闪烁功能后，即使处理器进入待机状态，也无需按时唤醒刷新显示数据就能实现点闪烁功能。该逻辑实现简单，配置方便，易于实现。系统层面可明显减少平均待机电流，延长了电池使用时间。

附图说明

图1为现有技术中段式液晶显示驱动结构示意图；

图2为本发明一实施例中段式液晶驱动结构示意图；

图3为本发明一实施例中闪烁数据控制逻辑单元的结构示意图；

图4a为本发明一实施例中闪烁地址选择寄存器的闪烁地址配置方法示意图。

图4b为本发明一实施例中显示数据与时钟信号的映射关系示意图。

图5为本发明一实施例中段式液晶驱动结构的工作过程时序图。

具体实施方式

为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。

其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本发明的限定。

图2是根据本发明一实施例中带点闪烁功能的段式液晶驱动结构示意图。如图2所示，所述段式液晶显示驱动电路从数据总线接收显示数据，并向段式液晶显示模块发送驱动信号，所述段式液晶显示驱动电路主要包括显示数据存储器101，闪烁数据控制逻辑单元106，分时复用选择器102，波形输出电路103，偏置电压发生器104和时序控制逻辑单元105。

所述显示数据存储器101用于存储显示数据，外部控制处理器通过数据总线将显示数据写入到显示数据存储器101中。其中，所述显示数据存储器101在容量大时可以采用RAM实现存储功能，所述显示数据存储器101在容量小时可以采用寄存器实现存储功能。

所述时序控制逻辑单元105用于产生其他各功能块所需的时钟信号，所述时钟信号控制所述闪烁数据控制逻辑单元106、分时复用选择器102及波形输出电路103的工作。

所述闪烁数据控制逻辑单元106设置于所述显示数据存储器101和所述分时复用选择器102之间，所述显示数据在闪烁数据控制逻辑单元106处理后送至所述分时复用选择器。

所述分时复用选择器102根据所述时钟信号，分时选择输出所述显示数据至所述波形输出电路103。

所述偏置电压发生器104产生所述段式液晶显示模块进行显示功能时所需的各级电平信号至所述波形输出电路103，所述偏置电压发生器104产生电平送到段式液晶显示模块的每个显示端口。

所述波形输出电路103接收所述显示数据和电平信号，并在时钟信号的控制下，转换为液晶驱动电平至所述波形输出电路，所述波形输出电路给所述显示端口驱动电平与时钟信号配合实现段式液晶显示模块中液晶点的点亮与熄灭功能。

本发明所述带点闪烁功能的段式液晶显示驱动电路的驱动方法，包括：

在无闪烁阶段，所述闪烁数据控制逻辑单元106直接将所述显示数据送至所述分时复用选择器102；所述分时复用选择器102分时选择输出所述显示数据至所述波形输出电路103；所述偏置电压发生器104产生所述段式液晶显示驱动电路所需的各级电平信号至所述波形输出电路103；所述波形输出电路103接收所述显示数据和电平信号，转化并输出液晶驱动电平至段式液晶显示模块；从而控制所述段式液晶显示模块的正常显示。

在需闪烁阶段，所述闪烁数据控制逻辑单元106确定闪烁点地址，并将与闪烁点地址对应的显示数据替换为闪烁信号后，送至所述分时复用选择器102；所述分时复用选择器102分时选择输出所述显示数据至所述波形输出电路103；所述偏置电压发生器104产生所述段式液晶显示驱动电路所需的各级电平信号至所述波形输出电路103；所述波形输出电路103接收所述显示数据和电平信号，转化并输出液晶驱动电平至段式液晶显示模块，从而控制所述段式液晶显示模块的闪烁。

以所述段式液晶显示模块为8*32、即共有8个公共端(对应8位宽显示数据)和32个显示段为例，说明本发明所述带点闪烁功能的段式液晶驱动的具体工作过程：

在无闪烁功能阶段，所述8位显示数据经过闪烁数据控制逻辑单元106时，闪烁数据控制逻辑单元106对所述8位显示数据不作改变直接送至所述分时复用选择器102中，所述分时复用选择器102依次输出所述显示数据的8位给所述波形输出电路，例如一个显示地址存储一8位数据00000001，在与最高位相对应的时钟信号有效时，显示数据输出0，所述波形输出电路103接收分时复用选择器102提供的驱动电平，所述波形输出电路103扫描输出中间电平，则段式液晶显示模块对应的液晶点熄灭；在与最低位相对应的时钟信号有效时，显示数据输出1，波形输出电路103接收分时复用选择器102提供的最低驱动电平，所述波形输出电路103扫描输出最低驱动电平(与公共端的最高电平对应)，则段式液晶显示模块对应的液晶点点亮。如果对应公共端输出最低电平，所述波形输出电路103扫描输出最高驱动电平则也能点亮对应的液晶点。依此，每个显示数据与每个显示端的电平输出通过波形输出电路103选择，从而实现段式液晶显示模块的显示。

在有闪烁功能阶段，所述闪烁数据控制逻辑单元106实现了本发明最关键的闪烁控制功能，所述闪烁数据控制逻辑单元106能够用于把需要闪烁的数据中的某个点数据替换成硬件自动产生的闪烁信号。

图3为本发明一实施例中闪烁数据控制逻辑单元的结构示意图；如图3所示，所述闪烁数据控制逻辑单元106主要包括闪烁地址选择寄存器201、译码与控制逻辑单元202、多路选择器203与204及闪烁频率发生器205。其中

所述闪烁地址选择寄存器201根据所述数据总线选择闪烁点地址；所述闪烁点地址即为段式液晶显示模块中被选择需要闪烁的液晶点的地址信息。

所述译码与控制逻辑单元202接收所述闪烁点地址信息，并产生多路选择器所需的选择信号；所述译码与控制逻辑单元202根据闪烁地址选择寄存器201的设置实现地址译码功能，产生多路选择器203所需的选择信号。所述译码与控制逻辑单元202产生的选择信号的组数与所述显示数据的组数相同，每组选择信号的宽度与所述显示数据位宽对应。

所述闪烁频率发生器产生闪烁所需频率的闪烁信号；闪烁所需频率可以为例如4Hz，1Hz，2Hz或0.5Hz等。例如，1Hz的闪烁频率表示对应点1秒内0.5秒熄灭，0.5秒点亮，当然，闪烁所需的频率并不限制于上述数值。

所述多路选择器203根据所述选择信号选择输出所述闪烁信号，所述闪烁信号经多路选择器203选择输出，可以避免通过外围软件的操作来刷新显示数据，从而提高闪烁速度。

所述闪烁地址选择寄存器201用于选择闪烁点地址。图4a为本发明一实施例中闪烁地址选择寄存器的闪烁地址配置方法示意图，如图4a所示，继续以8*32的段式液晶显示驱动电路为例，图4b为本发明一实施例中显示数据与时钟信号的映射关系示意图，如图4b所示，闪烁地址选择寄存器201共有八位BIT7～BIT0，其中高三位BIT7～BIT5存储列数据CMN[2:0]，用于选择闪烁点对应的列位置，低5位BIT4～BIT0存储行数据SGN[4:0]，用于选择闪烁点对应的行位置。如果显示数据大于32段或公共端大于8个，则需要扩展SGN或CMN的位数。在其他的实施例中，如果要实现图4b中闪烁点1位置处的闪烁功能，则闪烁地址选择寄存器201应填入8位二进制数110_00010，表示SEG2(与显示数据LD2对应)的第6位需要闪烁。同样填入011_01111或001_11111时将实现图4b中闪烁点2或闪烁点3这些点的闪烁功能。

所述译码与控制逻辑单元202根据闪烁地址选择寄存器201的设置实现地址译码功能，产生多路选择器203所需的选择信号。还是以8*32的段式液晶为例，译码与控制逻辑单元202将产生32组选择信号，每组选择信号宽度为8，与显示数据位宽对应。因此共有32*8=256根选择信号，当闪烁功能禁止时，这些选择信号全0，则没有点闪烁；当闪烁功能开启时，这256根信号仅有一根为1，用于选择闪烁信号输出，替换了显示数据存储器出来的某一位数据。如要实现图4b中闪烁点1位置出闪烁，闪烁地址选择寄存器填入110_00010。则这32组选择信号输出为：000_00000(对应SEG0)，0000_0000(对应SEG1)，0100_0000(对应SEG2)，其它组全0。

其中，第三组选择信号0100_0000仅有一位为1，该位对应显示数据存储器LD2的第6位。此时，LD2的第6位数据被闪烁信号取代，也就是显示数据按照一定的频率变化，从而实现对应点每隔一段时间点亮与熄灭。

进一步的，图5为本发明一实施例中段式液晶驱动结构的工作过程时序图。具体地，图5为在闪烁地址选择寄存器201的设置为：001_11111，即表示图4b中SEG31中第2个点闪烁的条件下的时序图，结合图2、图3和图5，所述时序控制逻辑单元105产生一基础时钟源信号LCDCLK，根据该基础时钟源信号LCDCLK产生时钟信号CLK1和时钟信号CLK2，时钟信号CLK1与基础时钟源信号LCDCLK频率相同，COM0～COM7为扫描显示数据存储器101中显示数据的节拍信号，其节拍信号与所述时序控制逻辑单元105输出的时钟信号CLK2相对应。显示数据存储器101存储显示数据LD31，经过闪烁数据控制逻辑单元106处理后输出的数据为LD31T，闪烁数据控制逻辑单元106中的闪烁频率发生器205产生闪烁频率信号TKFREQ。分时复用选择器102在COM0～COM7的控制下，根据数据LD31T依次输出数据SDO31。

在本实施例中，假设显示数据LD31的具体数据为29H(H表示十六进制)，即二进制数据00101001B(B表示二进制)，其输出顺序从低位依次至高位，当闪烁频率信号TKFREQ为低时，经过闪烁数据控制逻辑单元106处理后输出的数据LD31T为29H，则分时复用选择器102输出的数据SDO31为29H，即二进制数据00101001B，其输出顺序从低位依次至高位；当闪烁频率信号TKFREQ为高时，经过闪烁数据控制逻辑单元106处理后输出的数据LD31T变为2BH，则数据SDO31的第二拍，即与COM1对应的节拍时，输出数据由0变为1，从而分时复用选择器输出数据SDO31发生了改变，并将控制波形输出电路103发生闪烁过程。

综上所述，与传统的段式液晶显示驱动电路比较，本发明所述带点闪烁功能的段式液晶显示驱动电路通过在显示数据扫描输出通道上增加一个闪烁数据控制逻辑单元，实现了段式液晶显示模块上任意点的闪烁功能。开启了闪烁功能后，即使处理器进入待机状态，也无需按时唤醒刷新显示数据就能实现点闪烁功能。该逻辑实现简单，配置方便，易于实现。系统层面可明显减少平均待机电流，延长了电池使用时间。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (6)

1.一种带点闪烁功能的段式液晶显示驱动电路，所述段式液晶显示驱动电路通过数据总线与外部控制处理器信号连接，包括：显示数据存储器、时序控制逻辑单元、分时复用选择器、偏置电压发生器和波形输出电路，其特征在于，所述段式液晶显示驱动电路还包括闪烁数据控制逻辑单元，其中

所述显示数据存储器接收并存储所述数据总线传输的显示数据；

所述时序控制逻辑单元接收所述数据总线传输的时钟信号，并输出时钟信号至所述闪烁数据控制逻辑单元、分时复用选择器及波形输出电路；

所述闪烁数据控制逻辑单元设置于所述显示数据存储器和所述分时复用选择器之间，所述闪烁数据控制逻辑单元产生闪烁信号数据，并接收所述显示数据存储器传输的所述显示数据，根据所述数据总线输出的闪烁地址数据和所述时钟信号将所述显示数据中需要闪烁的数据点替换为所述闪烁信号数据，以形成带闪烁信息显示数据，并输出给所述分时复用选择器；

所述分时复用选择器根据所述时钟信号，分时选择输出所述带闪烁信息显示数据至所述波形输出电路；

所述偏置电压发生器产生所述段式液晶显示驱动电路所需的各级电平信号至所述波形输出电路；

所述波形输出电路接收所述显示数据和电平信号，并转换并输出液晶驱动电平至段式液晶显示模块；

其中，所述闪烁数据控制逻辑单元包括闪烁地址选择寄存器、译码与控制逻辑单元、多路选择器以及闪烁频率发生器，所述闪烁地址选择寄存器存储并选择输出所述数据总线传输的闪烁地址数据；所述译码与控制逻辑单元接收所述闪烁地址数据，并产生多路选择器所需的选择信号；所述闪烁频率发生器产生闪烁所需频率的闪烁信号数据；所述多路选择器接收所述显示数据存储器传输的所述显示数据，根据所述选择信号和闪烁信号数据将所述显示数据中需要闪烁的数据点替换为所述闪烁信号数据，以形成带闪烁信息显示数据，并输出给所述分时复用选择器。

2.如权利要求1所述的带点闪烁功能的段式液晶显示驱动电路，其特征在于，所述闪烁地址选择寄存器具有一个或多个。

3.如权利要求1所述的带点闪烁功能的段式液晶显示驱动电路，其特征在于，所述译码与控制逻辑单元产生的所述选择信号的组数与所述显示数据的组数相同，每组选择信号的宽度与所述显示数据位宽对应。

4.如权利要求1所述的带点闪烁功能的段式液晶显示驱动电路，其特征在于，所述多路选择器具有至少一个。

5.如权利要求1所述的带点闪烁功能的段式液晶显示驱动电路，其特征在于，所述闪烁信号的频率为4Hz、2Hz、1Hz或0.5Hz。

6.如权利要求1所述的带点闪烁功能的段式液晶显示驱动电路，其特征在于，所述显示数据存储器为RAM或寄存器。