KR100409050B1 - 형광 표시관용 콘트롤러 드라이버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단순 그리드 제어와 복수 그리드 제어를 병용하고 표시용 RAM을 소용량으로 하여 비용을 절감할 수 있고, 또한 디자인의 자유도가 큰 VFD를 제공하고자 하는 것이다. 제어부(30)에는 다이나믹 구동용의 표시 데이터를 제어하는 단순 그리드 제어부(30A)와 유니버설 구동용의 표시 데이터를 제어하는 유니버설 그리드 제어부(30B)가 설치되고, 콘트롤러 드라이버에 입력되는 데이터가 다이나믹 구동용의 데이터인 경우에는 1 그리드분의 데이터만의 데이터로 이루어지고, 제어 데이터에 의해 식별되어 단순 그리드 제어부(30A)로 이송되고, 그리드 드라이버(34) 및 애노드 드라이버(32)에 이송되어 순차적으로 그리드가 스캐닝됨에 따라 표시 데이터가 있는 애노드 전극이 순차적으로 점등된다. 콘트롤러 드라이버에 입력되는 데이터가 유니버설 구동용의 데이터인 경우에는, 표시 데이터는 일단 표시용 RAM(27)에 기억되고 유니버설 그리드 제어부(30B)에 제어되어 1 사이클의 다이나믹 구동의 스캐닝 종료후, 유니버설 구동의 스캐닝에 들어가고, 유니버설 구동용의 복수의 그리드가 선택되어 표시 데이터가 있는 애노드 전극이 순차적으로 점등된다.

Description

형광 표시관용 콘트롤러 드라이버{CONTROLLER DRIVER FOR VACUUM FLUORESCENT DISPLAY}

본 출원의 발명은 저비용으로 다양한 표시 모드의 표시를 실행할 수 있는 형광 표시관의 콘트롤러 드라이버에 관한 것이다.

형광 표시관(Vacuum fluorescent Display, 이하에 "VFD"라고 함)은 다색 표시가 용이하고 또한 저전압으로 구동할 수 있기 때문에 반도체와도 잘 맞고 고신뢰성으로 인해 여러 분야, 용도에 사용되고 있다. 표시 내용도 7 세그먼트의 숫자 표시로부터 도트 매트릭스 형식의 캐릭터 표시, 그래픽 표시 등으로 다채롭고 구동 방식도 스태틱 구동, 다이나믹 구동(멀티플렉스 구동), 유니버설 구동의 여러 방식이 채용되고 있다. 구동 방식, 표시 내용의 다양화에 따라 형광 표시관의 표시부도 디자인의 자유도가 요구되고 다이나믹 구동과 유니버설 구동이 조합된 표시부가 이용되어 왔다.

도 7은 VFD의 대표적인 구동 방식인 다이나믹 구동의 기본 회로를 도시하고, 그 그리드 신호, 애노드 신호의 타이밍차트를 도 8에 도시한다. VFD(10)는 애노드 전극(11), 그리드 전극(12)과, 필라멘트(13)와 VFD(10)를 제어하는 CPU(14)로 구성되고, 그리드(자리수)(G)는 각 자리수마다 독립적으로 따로따로 인출되는 반면, 애노드(세그먼트)(P)는 각 자리수마다 대응하는 세그먼트끼리를 공통으로 내부 접속하여 인출되기 때문에 자리수가 많은 경우에도 비교적 리드선의 개수를 적게 할 수 있는 이점이 있다.

다이나믹 구동은 도 8에 도시하는 바와 같이 각 그리드(G)에 순차 자리수 신호(그리드 스캔)의 펄스 전압을 인가하면서 각 애노드(P)에는 각 자리수 신호와 동기하여 각각의 타이밍에 따라 선택적으로 양의 펄스 전압을 인가하고, 자리수 신호의 펄스가 나와 있는 그리드(G)와 ON 신호가 나와 있는 애노드 인출선(P)(세그먼트)의 교점으로 된 애노드 전극(11)이 발광하게 된다. 주사의 반복 주기(T)는 인간의 눈의 잔상 효과를 고려하여 어른거림이 느껴지지 않을 정도의 시간 이하로 설정한다.

도 8에 도시하는 예에서는 우선 "日"자의 세그먼트(7 세그먼트)의 1 자리수째(최하위 자리수)의 세그먼트(애노드) b, c, f, g를 점등시켜 숫자 "4"를 표시시키고, 다음에 세그먼트 a, b, c, d, g를 점등시켜 "3"을 표시시킨다. 다이나믹 구동에서는 그리드는 자리수 선택 전극으로서 작용하고 애노드는 세그먼트 선택 전극으로서 작용한다. 다이나믹 구동의 경우에는, CPU(14)는 현재 점등하고 있는 그리드(자리수)의 다음에 점등하는 그리드의 점등용 데이터를 기억하고 있을 뿐이므로 별개의 RAM을 필요로 하지 않지만, 그리드의 스캐닝을 순차적으로 실행할 수밖에 없다.

도 9는 각종 구동 방식(싱글 그리드 구동, 듀얼 그리드 구동, 멀티 매트릭스 구동 등)을 표시면의 내용에 따라 조합할 수 있는 유니버설 구동 방식의 블럭도를 도시한다.

이 도면에 있어서 참조부호 20은 호스트 컴퓨터와의 데이터의 교환을 실행하는 인터페이스, 참조부호 21은 수신 데이터를 바이트 단위로 디코딩하여 예컨대, 코맨드 데이터와 표시 데이터를 판별하는 디코더, 참조부호 22는 디코더(21)로부터 출력된 데이터가 제어 데이터인 경우에는 그 코맨드 데이터를 유지하고 마이크로 컴퓨터 등을 내장하는 제어부(30)로부터 액세스되는 제어 데이터 기억부이다.

참조부호 23은 동기 단자에 의해 외부와 동기한 상태로 클럭 신호를 발생하는 기준 신호원이고, 그 출력은 제어부(30)에 내장, 또는 외부 부착되는 타이밍 발생 회로(24)에 공급되어 각 부의 타이밍 신호를 형성함과 동시에, 제어부(30)로부터 표시부를 구동하기 위한 표시 데이터의 판독이나 스캔 펄스 신호의 타이밍 등을 결정하는 신호를 출력한다.

참조부호 25는 이 콘트롤러 드라이버의 동작 전압과 도시되어 있지 않은 형광 표시관 등의 동작 전원을 형성하는 전원부를 도시한다.

제어부(30)는 주로 코맨드 데이터에 근거하여 형광 표시관의 구동 방식에 대응하는 그리드 데이터로부터 스캔 펄스 신호를 형성함과 동시에, 표시 데이터의 저장 어드레스를 지정하는 카운터(26)를 구동하여 표시 RAM(27)의 소정의 위치에 저장하고, 또한 이 표시 RAM(27)에 기억되어 있는 표시 데이터를 데이터 출력 카운터(28)에 근거하여 판독하는 등의 제어를 실행하는 CPU와 ROM을 구비하고 있고, 이들의 데이터를 구동 방식에 근거하여 드라이버에 송출한다.

참조부호 31은 형광 표시부의 애노드 전극에 공급하는 데이터를, 예컨대 표시 RAM(27)의 타이밍 어드레스에 근거하여 라인 방향으로 출력된 데이터를 시프트하는 시프트 레지스터를 갖는 데이터 래치 회로이고, 이 데이터 래치 회로(31)의 표시 데이터는 다음에 스트로브 펄스 신호에 의해서 스위치 회로 등으로 구성되어 있는 애노드 드라이버(32)에 송출되어 애노드 전극(P1∼Pm)을 구동한다.

또한, 구동 방식에 대응하여 그리드를 스캐닝하기 위한 데이터가 표시 RAM(27)으로부터 판독됨에 의해 제어부(30)로부터 그리드데이터/래치(33)를 거쳐서 스캔 펄스 신호가 그리드 드라이버(34)에 공급되어 형광 표시관의 그리드 전극(G1∼Gn)을 구동한다.

도 10은 도 9의 유니버설 구동되는 표시부의 일례를 나타낸 것이다.

이 표시부는 문자 도형 등을 표시할 수 있는 도트 매트릭스의 표시 영역과, 미리 결정된 도형 문자의 영역으로 이루어지는 세그먼트 표시 영역을 구비한다.

그리드 전극은 도 11에 도시하는 바와 같이 가로 방향에 1∼48의 그리드 전극을 갖고, 각 그리드 전극은 인접하는 2개의 그리드 와이어를 동시에 구동하는 듀얼 그리드 스캔을 가능하게 한다. 애노드 전극은 도 12에 도시하는 바와 같이 P1∼P28에 의해 4중의 매트릭스 방식으로 되고, 그 이외에 미리 형성되어 있는 세그먼트 전극에 대하여 12개의 전극부 P29∼P40이 형성되어 있다.

이 표시부의 경우에는 스캔 패턴으로서, 각 그리드 전극 2개를 반 사이클 어긋나게 하여 순차적으로 스캐닝하는 도트 표시 패턴과, 다음 프레임에서 예컨대 그리드 전극의 1∼11, 12∼26, 및 27∼48을 한꺼번에 3분할로 스캐닝시키는 세그먼트 표시 패턴을 갖고 있다.

다이나믹 구동은 전술한 바와 같이 그리드를 순차적으로 스캐닝할 수 있도록 한 것이기 때문에, 그리드 자리수에 맞추어 애노드의 데이터를 보낼 필요가 있다. 그리드의 1∼n자리수까지 순차적으로밖에 구동할 수 없으므로 표시부의 디자인에 자유도를 갖게 할 수 없다.

유니버설 구동은 그리드 자리수 × 애노드 데이터분의 데이터를 기억하기 위한 RAM을 드라이버에 장착하여 임의로 구동할 수 있는 반면, RAM 용량이 증가하여 비용이 비싸진다. 또한, 다이나믹 구동 방식에서 일부분이 유니버설 구동 방식의 부분 유니버설 구동을 채용한 VFD도 이용되지만, 다이나믹용 콘트롤러와 유니버설용 콘트롤러를 사용하는 것으로 콘트롤러를 복수개 필요로 하여 비용이 비싸진다.

본 발명의 목적은 단일 그리드내의 세그먼트를 다이나믹 구동으로 점등하고, 복수의 그리드에 걸친 표시 패턴의 세그먼트를 스캐닝의 자유도가 큰 유니버설 구동하고자 하는 것으로 복수 그리드 제어의 표시 데이터를 기억하는 용량의 RAM에의해 완료할 수 있기 때문에 비용을 절감할 수 있고, 또한 디자인의 자유도가 큰 VFD를 제공하고자 하는 것에 있다.

청구항 1의 발명은 호스트 컴퓨터와 데이터의 송수신을 실행하기 위한 인터페이스와, 상기 인터페이스로부터 입력된 코맨드 데이터 및 표시 데이터를 디코딩하는 디코더와, 상기 표시 데이터를 저장하는 표시 RAM과, 상기 표시 데이터를 표시 모드에 의해서 표시부를 구동하기 위한 제어부로 이루어지는 형광 표시관용 콘트롤러 드라이버에 있어서, 상기 제어부는 단순 그리드 제어부와, 복수 그리드 제어부로 이루어지고, 상기 제어부는 상기 코맨드 데이터에 근거하여 표시 모드가 단순 그리드 제어 모드인지, 복수 그리드 제어인지를 식별하여 그 표시 모드가 단순 그리드 제어인 경우에는 상기 호스트 컴퓨터로부터 송신되는 표시 데이터를 상기 단순 그리드 제어부에 송신하고, 복수 그리드 제어인 경우에는 상기 복수 그리드 제어에 대응한 표시 데이터를 상기 표시 RAM으로부터 판독하여 상기 복수 그리드 제어부에 송신하며, 상기 단순 그리드 제어부 및 복수 그리드 제어부는 상기 제어부로부터 송신된 표시 데이터를 그리드 및 애노드를 제어하여 표시부에 표시 데이터를 표시시키는 것을 특징으로 하는 형광 표시관의 콘트롤러 드라이버이다.

도 1은 본 발명의 표시용 콘트롤러 드라이버의 기능을 설명하기 위한 블럭도,

도 2는 본 발명의 실시예의 형광 표시부의 표시 소자의 배치를 도시하는 평면도,

도 3은 본 발명의 실시예의 형광 표시부와 그리드 전극의 배치를 도시하는 평면도로서, 도 3a는 그 전체의 평면도, 도 3b는 "日"자 전극 패턴의 세그먼트의 배치를 도시하는 평면도,

도 4는 본 발명의 형광 표시부의 애노드 전극의 접속예를 나타내는 설명도,

도 5는 본 발명의 형광 표시부의 그리드 전극의 타이밍차트,

도 6은 본 발명의 형광 표시부의 애노드 전극의 타이밍차트,

도 7은 VFD의 대표적인 구동 방식인 다이나믹 구동의 기본 회로를 도시하는 평면도,

도 8은 도 7에 도시한 다이나믹 구동의 그리드, 애노드 신호의 타이밍차트,

도 9는 종래의 유니버설 구동 방식의 표시용 콘트롤러 드라이버의 기능을 설명하기 위한 블럭도,

도 10은 도 9의 종래예의 형광 표시부와 그리드 전극의 배치를 도시하는 평면도,

도 11은 도 9의 종래예의 애노드 전극의 접속예를 나타내는 설명도,

도 12는 도 9의 종래예의 그리드 전극의 접속예를 나타내는 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20 : 인터페이스 21 : 디코더

22 : 제어 데이터 기억부 24 : 타이밍 발생기

27 : 표시용 RAM 30 : 제어부

30A : 단순 그리드 제어부 30B : 유니버설 그리드 제어부

32 : 애노드 드라이버 34 : 그리드 드라이버

도 1은 본 발명의 실시예를 나타내고, 콘트롤러 드라이버를 구성하는 기능 회로를 도시한다. 도 9와 동일 부재는 동일 도면부호로 나타내고, 동일 구성 부분의 설명은 생략한다.

도 1에 도시하는 콘트롤러 드라이버는 호스트 마이크로 컴퓨터(도시하지 않음)로부터 칩 셀렉트 신호(CS)가 콘트롤러 드라이버에 공급되면, 제어 데이터 및 표시용 데이터를 단자 Din으로부터 취입하고, 취입된 데이터는 인터페이스(20)를 거쳐서 디코더(21)에 취입되며, 제어 데이터와 표시 데이터의 판별이 이루어져서 제어 데이터의 경우에는 제어 데이터 기억부에 유지된다.

콘트롤러 드라이버에 전송되는 데이터는 다이나믹 구동용의 데이터와 유니버설 구동용의 데이터의 표시 모드의 식별이나 휘도 설정 이외에, 데이터의 종류를 지정하기 위한 코맨드 데이터 등과 표시부의 세그먼트로 표시되는 표시 데이터로 구성되고, 유니버설 구동용의 데이터는 표시 RAM(27)에 전송되어 기억된다.

제어부(30)는 코맨드 데이터에 근거하여 형광 표시관을 유니버설 구동하는 경우의 그리드 데이터로부터 스캔 펄스 신호를 형성함과 동시에, 표시 데이터의 저장 어드레스를 지정하는 카운터(26)를 구동하여 표시 RAM(27)의 소정의 위치에 저장하고, 또한 이 표시 RAM(27)에 기억되어 있는 표시 데이터를 데이터 출력 카운터(28)에 근거하여 판독하는 등의 제어를 실행하는 CPU와 ROM을 구비하고 있고, 이들의 데이터를 드라이버에 송출한다.

또한, 제어부(30)에는 다이나믹 구동용의 표시 데이터를 제어하는 단순 그리드 제어부(30A)와 유니버설 구동용의 표시 데이터를 제어하는 유니버설 그리드 제어부(30B)가 설치되어 있다. 콘트롤러 드라이버에 입력되는 데이터가 다이나믹 구동용의 데이터인 경우에는, 1 그리드분의 데이터만의 데이터로 이루어지고, 제어 데이터에 의해서 식별되어 단순 그리드 제어부(30A)로 이송되며, 그리드 드라이버(34) 및 애노드 드라이버(32)에 이송되어 순차적으로 그리드가 스캐닝됨에따라 표시 데이터가 있는 애노드의 형광체가 순차적으로 발광된다.

콘트롤러 드라이버에 입력되는 데이터가 유니버설 구동용의 데이터인 경우에는, 표시 데이터는 일단 표시용 RAM(27)에 기억되고, 유니버설 그리드 제어부(30B)에 제어되어 1 사이클의 다이나믹 구동의 스캐닝 종료후, 유니버설 구동의 스캐닝 에 들어가고, 유니버설 구동용의 복수의 그리드가 선택되어 표시 데이터가 있는 애노드의 형광체가 순차적으로 발광된다.

형광 표시부의 애노드 전극에 공급되는 데이터는 제어부(30)로부터 시프트 레지스터를 갖는 데이터 래치 회로(31)에 출력되고, 소정의 타이밍 어드레스에 근거하여 라인 방향으로 출력된 데이터를 시프트하고, 이 데이터 래치 회로(31)의 표시 데이터는 다음에 스트로브 펄스 신호에 의해서 스위치 회로 등으로 구성되는 애노드 드라이버(32)에 송출되어 애노드 전극(P1∼Pm)을 구동한다.

또한, 구동 방식에 대응하여 그리드를 스캐닝하기 위한 데이터가 표시 RAM(27)으로부터 판독됨에 따라 제어부(30)로부터 그리드 드라이버(33)를 거쳐서 스캔 펄스 신호가 그리드 드라이버(34)에 공급되어 형광 표시관의 그리드 전극(G1∼Gn)을 구동한다.

도 2는 본 발명이 적용되는 형광 표시부의 표시 패턴의 일례를 도시하는 것으로, 좌측 상부의 영숫자를 표시하는 "日"자 세그먼트와, 미리 결정된 도형 문자의 영역으로 이루어지는 세그먼트로 이루어져 있다. 도 2에 도시하는 형광 표시부의 디자인은 디자인 중시로 디자인된 것으로, VFD의 기구상의 제약은 거의 받지 않고 디자인되어 있다.

도 3은 도 2의 디자인의 형광 표시부의 표시 패턴을 VFD로서 설계한 경우의 그리드 전극의 최적 배치를 도시하는 형광 표시부를 나타내는 평면도이다. 도면에 나타내는 예에 있어서, 형광 표시부는 10 그리드로 분할되고, 디자인 중시로 설계되어 있기 때문에 그리드를 최적 배치하면, 1G과 2G, 3G와 4G, 5G와 6G, 8G와 9G의 그리드에 걸친 표시 패턴으로 이루어지는 세그먼트가 발생한다. 예컨대, 1G와 2G의 그리드에 "-SPEAKERS-", "LOW IMP", "bi-wire"의 세그먼트는 복수의 그리드에 걸쳐 있다.

도 4는 애노드 전극의 접속예를 나타내는 설명도, 도 5는 그리드의 타이밍차트, 도 6은 애노드의 타이밍차트를 도시한다. 형광 표시부의 "日"자 세그먼트는 도 3b에 도시하는 바와 같이 a∼g의 7개의 세그먼트로 분할되어 있다. 그리드 1G∼ 그리드 8G의 세그먼트 a 및 그리드 9G의 "kHz", 그리드 10G의 테두리로 둘러싸인 L(L이 사각형으로 둘러싸여 있는 것을 도시함. 이하, 동일함)은 동일한 애노드 전극(P1)으로서 접속되어 있다.

복수의 그리드에 걸쳐 있는 세그먼트군은 애노드 전극(P8∼P12)에 접속되어 있다. 예컨대, 애노드 전극(P8)에는 테두리로 둘러싸인 A, 테두리로 둘러싸인 M, RT, PS, 테두리로 둘러싸인 DTS, PRO LOGIC의 6개의 세그먼트가 접속되어 있다. 또한, 그리드(1G와 2G)에 걸쳐 있는 세그먼트 테두리로 둘러싸인 A, 테두리로 둘러싸인 B, "-SPEAKERS-", 테두리로 둘러싸인 "bi-wire", "LOW IMP"는 그리드 1G와 2G의 스캐닝의 타이밍으로 점등하게 된다.

그리드 1G∼10G의 1 반복 주기는 본 실시예의 예에 있어서, 타이밍 T1∼T14로 14분할되어 스캐닝이 실행된다. 도 5에 나타내는 예에 있어서, 타이밍 T1∼T10은 순차적으로 콘트롤러 드라이버에 데이터가 이송되는 단순한 다이나믹 구동에 의해 스캐닝이 이루어지기 때문에, 제어부(30)는 단순 그리드 제어부(30A)를 기능시킨다. 타이밍 T11으로부터 T14는 유니버설 구동이 이루어지고, 제어부(30)는 유니버설 그리드 제어부(30B)를 기능시킨다. 이 때의 제어 데이터 및 표시 데이터는 표시 RAM(27)으로부터 판독된다.

도 6에 도시하는 애노드의 타이밍차트로부터 분명한 바와 같이, 타이밍 T11에서는 그리드 1G와 2G가 선택되고, 애노드 전극(P8∼P12)이 점등 가능한 상태로 된다. 타이밍 T11∼T14에 있어서는, 유니버설 구동이기 때문에 그리드의 선택 및 그 조합은 용이하게 실행할 수 있다.

본 발명은 단순 그리드 제어 구동(다이나믹 구동)과 복수 그리드 제어 구동(유니버설 구동)이 용이하게 설정될 수 있기 때문에, 유니버설 구동 전용 콘트롤러 드라이버와 비교하여 RAM을 감소할 수 있으므로 드라이버 개발 비용을 작게 할 수 있고, 구동 소프트 개발 시간, 노동력이 감소됨과 동시에, 형광 표시부의 디자인의 자유도가 증가되어 사용자가 다양한 요구에 대응할 수 있는 형광 표시관을 제공할 수 있다.

Claims (2)

1. 적어도 외부로부터 입력된 표시 데이터를 저장하는 표시 RAM과,

   형광 표시관을 스캐닝하기 위한 그리드 드라이버와,

   소정의 표시 세그먼트 전극을 구동하는 애노드 드라이버와,

   상기 그리드 드라이버 및 상기 애노드 드라이버에 구동 신호를 공급하는 제어부를 포함하는 형광 표시관용 콘트롤러 드라이버에 있어서,

   상기 제어부는 상기 표시관을 단순히 스캐닝하는 단순 그리드 제어부와, 복수 그리드 전극을 동시에 선택 가능하게 하는 유니버설 그리드 제어부를 포함하고,

   상기 형광 표시관의 표시 패턴에 대응하여 그리드 전극을 단순히 스캐닝하는 단순 스캔 모드와 복수 전극을 선택하여 스캐닝하는 유니버설 스캔 모드를 반복할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 형광 표시관용 콘트롤러 드라이버.
2. 제 1 항에 있어서, 단순 스캔 모드시에 공급되는 표시 데이터는 유니버설 스캔 모드시에 공급되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 형광 표시관용 콘트롤러 드라이버.