主控制器電路設(shè)計(jì) - 基于STC12C5616AD單片機(jī)的操作指示器電路設(shè)計(jì)工作原理

主控制器電路設(shè)計(jì)

操作指示器的主控制器采用的芯片是STC12C5616AD單片機(jī)，具備一個(gè)串口UART0和一個(gè)SPI總線接口，采用的3.3V供電，具有低功耗，指令執(zhí)行效率高的特點(diǎn)。由于ZigBee無線數(shù)傳模塊和LCM屏都采用TTL電平驅(qū)動(dòng)。因此，控制器通過UART0直接接到無線數(shù)傳模塊上；通過SPI總線相關(guān)端口，直接接到LCM模塊的數(shù)據(jù)傳輸端。具體的電路原理如圖2所示。

圖2 操作指示器主控制器電路原理圖

顯示屏的簡介及其接口電路設(shè)計(jì)

顯示屏的簡介

實(shí)際上，可將一般單純的TN型與TFT型液晶顯示器面板視為僅僅是一個(gè)經(jīng)由組合上下兩片玻璃后并灌注進(jìn)液晶的一個(gè)簡單結(jié)構(gòu)品。在應(yīng)用時(shí)，必須施加驅(qū)動(dòng)電壓到LCD的接口端上，這樣才可以通過電能所產(chǎn)生的電場將液晶分子按照要求分布，由此產(chǎn)生顯示畫面。通常，把驅(qū)動(dòng)LCD的技術(shù)都集成在一個(gè)IC芯片（Driver IC）上，由其產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓波形。簡單地講，LCM（Liquid Crystal Module）就是把此Driver IC與LCD面板連接起來，可以完成LCD顯示功能的模塊。隨著商品的不斷多樣化，各種數(shù)碼產(chǎn)品對(duì)液晶模塊（LCM）的形式、性能要求也不斷地豐富、更新，不斷地加入其他組成部件：柔性印刷電路板、背光模組、印刷電路板等，使LCM能夠滿足多種產(chǎn)品的需要。目前，LCM的工藝已經(jīng)發(fā)展為體積小、薄形化技術(shù)。按照Driver IC的封裝形式分為COG工藝、TAB工藝和COF工藝。在此主要介紹COG工藝。

COG（Chip On Glass）工藝：使用的Driver IC為COG IC，該技術(shù)通過把Driver IC直接安裝在液晶面板玻璃底板上，從液晶面板外掛的印刷電路板上去掉液晶驅(qū)動(dòng)器IC，減小了電路面積，且易于大批量生產(chǎn)，適用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品所用的LCD，如：手機(jī)、PDA等便攜式電子產(chǎn)品。在COG工藝中，采用ACF將IC與LCD連接起來，使得COG IC芯片直接連接在玻璃上。關(guān)鍵點(diǎn)是IC的BUMP對(duì)準(zhǔn)LCD的ITO線路，不能偏移，為了避免這一點(diǎn)，在LCD面板上設(shè)計(jì)有COG工藝對(duì)位標(biāo)記，在COG IC芯片上也要設(shè)計(jì)相應(yīng)的對(duì)位標(biāo)記。在進(jìn)行壓合前，要找到二者的對(duì)位標(biāo)記，對(duì)準(zhǔn)后進(jìn)行壓合，從而使COG IC與LCD上的ITO線路導(dǎo)通。

TAB（Tape Automated Bonding）工藝：將封裝形式為TCP（Tape Carrier Package， 帶載封裝）的Driver IC用各向異性導(dǎo)電膜依次固定在LCD和PCB上。這種安裝方式可減小LCM的重量、體積，安裝方便，可靠性較好，是比較成熟的工藝技術(shù)。

COF（Chip On Film）工藝：芯片被直接安裝在柔性PCB上。這種連接方式的集成度較高，外圍元件可以與IC一起安裝在柔性PCB上，是一種新興技術(shù)。

目前LCD模塊的各種工藝技術(shù)中，能夠做到較小、較薄體積的，應(yīng)屬COG及COF工藝。本文指示器中采用的就是COG封裝形式的12864屏。

COG12864接口電路設(shè)計(jì)

操作指示器的液晶顯示屏，采用的是COG封裝形式的12864屏，最大尺寸為43mm×40mm，加上背板電路后的厚度也僅為5mm，功耗在不帶背光的情況下只有10mW，在帶有背光的情況下也不大于100mW。工作電壓僅為3.3V，內(nèi)置升壓電路，外部只要配上相應(yīng)的電容即可。其電路原理如圖3所示。

圖3 COG12864接口電路原理圖

無線通信模塊選型及其通信聯(lián)絡(luò)

操作指示器與傾斜檢測儀之間的控制指令采用無線傳輸方式，用以實(shí)現(xiàn)操作操作指示器與傾斜檢測儀的數(shù)據(jù)通信。