- 基于PC的電子紙屏幕測(cè)試系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[圖]

前面已經(jīng)介紹過(guò)，加在極板上的電壓只能是幾個(gè)離散的值。實(shí)際上硬件只產(chǎn)生一種電壓，設(shè)為V,加上符號(hào)以后，共有三種電壓值+V,- V 和0,可以用二進(jìn)制位00 代表0,01 代表+V,10 代表- V,因此可以用兩個(gè)二進(jìn)制位來(lái)表示W(wǎng)F 矩陣中的一個(gè)值。另外可以將矩陣壓縮到原來(lái)大小的1/4,其中每一個(gè)字節(jié)表示4 個(gè)電壓值，這可以縮短數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程的時(shí)間。

（2）VCOM 矩陣（控制上極板的參數(shù)）。

由于上極板并不能提供每個(gè)像素點(diǎn)的精確控制，整個(gè)極板在同一幀時(shí)是等電勢(shì)的，因此VCOM矩陣大小為N*1*1.其中N 的含義和VCOM 的含義與WF 矩陣中含義類(lèi)似，即VCOM 的每個(gè)值代表在該幀要加在上級(jí)板上的電壓值。與waveform 不同的是，VCOM 矩陣中還有一個(gè)停止位，其含義為：

當(dāng)某幀含有停止位時(shí)，該幀為停止幀，此時(shí)，屏幕將不再繼續(xù)刷新。由于兩個(gè)二進(jìn)制位可以表示4 個(gè)字，可以用11 表示停止位。因此也可以用兩個(gè)二進(jìn)制位代表一個(gè)VCOM 中的值，也可以將矩陣壓縮至原來(lái)的1/4,以減少數(shù)據(jù)傳輸量。

通過(guò)上下極板的控制矩陣便可得到極板間的電壓，其關(guān)系為：

圖1 為它們之間的關(guān)系，由圖可知，極板間的電壓將會(huì)有+2V,+V,0,- V,- 2V五個(gè)值。

（3）測(cè)試圖像數(shù)據(jù)。

首先，為了通過(guò)配置WF 矩陣和VCOM 矩陣來(lái)測(cè)試屏幕的顯示效果，必須讓電子紙顯示不同的圖像，因此需要將不同的圖像數(shù)據(jù)傳遞給控制器端。其次，由于屏幕刷新只涉及屏幕當(dāng)前顯示的圖像和屏幕希望顯示的圖像，而屏幕當(dāng)前顯示的圖像可以保存在控制器端的固定存儲(chǔ)中，因此每次傳遞給硬件的圖像數(shù)據(jù)只需是希望顯示圖像的數(shù)據(jù)。再者，由于當(dāng)前測(cè)試的屏幕能顯示的最大灰階為16,因此只需要16 階灰度圖片的圖像數(shù)據(jù)即可。

由于16 階灰度圖像為索引圖像，其調(diào)色板的信息一般是固定的，因此只需要傳遞灰度圖像的索引數(shù)據(jù)。

3 測(cè)試參數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)以上的參數(shù)設(shè)計(jì)，屏幕測(cè)試的主要目的是如何減少刷新所需的幀數(shù)，同時(shí)改善屏幕的顯示效果。下面將對(duì)測(cè)試的結(jié)果提出一些量化的參數(shù)，以顯示不同測(cè)試參數(shù)的優(yōu)劣，供測(cè)試人員參考。

首先，可以定義響應(yīng)時(shí)間，即要經(jīng)過(guò)多久才能完成一次屏幕的刷新。這個(gè)參數(shù)的獲取比較簡(jiǎn)單，根據(jù)下式就可以實(shí)現(xiàn)：

其中，T 代表響應(yīng)時(shí)間，N' 代表實(shí)際需要刷新的幀數(shù)，這和傳遞給屏幕的幀數(shù)N 不一樣，N' 是減去后面那些全部為0 的幀得到的，t 為每幀持續(xù)時(shí)間。

根據(jù)ISO12646 提出的關(guān)于軟打樣的標(biāo)準(zhǔn)，其包括測(cè)試屏幕的分辨力、均勻性、幾何精度、白點(diǎn)和黑點(diǎn)的亮度等的方法。這些參數(shù)及測(cè)試方法都可以運(yùn)用到電子紙屏幕的測(cè)試中，只需將測(cè)試方法中提到的圖片作為測(cè)試圖像，然后再觀察屏幕顯示的結(jié)果。由于有指定的硬件設(shè)備可以測(cè)出電子紙屏幕上各像素點(diǎn)的灰度值，這樣可以使測(cè)試結(jié)果更可靠。

可以利用圖2 中的圖像進(jìn)行測(cè)試，其可以測(cè)試測(cè)試參數(shù)中所有值的優(yōu)劣，另外可以測(cè)試當(dāng)前參數(shù)設(shè)置下，屏幕能夠顯示的最大灰階（由于灰度圖片不便于印刷顯示，圖2 僅顯示了圖片的灰階，0~f 分別表示0~15 灰階）。

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)分為兩部分，PC 端程序和控制器端程序，其中PC 端部分主要負(fù)責(zé)參數(shù)的編輯和顯示，并將編輯好的參數(shù)以規(guī)定的格式發(fā)送到控制器端；控制器端主要負(fù)責(zé)接收PC 發(fā)送過(guò)來(lái)的參數(shù)，如果數(shù)據(jù)接收完畢之后，一方面，通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將校驗(yàn)和發(fā)送給PC 端，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，另一方面，通過(guò)顯示控制模塊，利用控制參數(shù)將測(cè)試圖像顯示到電子紙屏幕上，此后，可以通過(guò)肉眼觀察或利用專(zhuān)門(mén)的硬件檢測(cè)參數(shù)的效果。

由于軟件端程序?qū)崿F(xiàn)技術(shù)比較成熟，下面?zhèn)戎亟榻B控制器端程序的設(shè)計(jì)和通信協(xié)議的設(shè)計(jì)。

（1）通信協(xié)議。

本系統(tǒng)采用RS- 232 串口通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，采用校驗(yàn)和機(jī)制對(duì)每次接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。一次通信傳輸?shù)牧鞒虉D如圖3 所示，其中第1~3 組數(shù)據(jù)分別為WF 矩陣、VCOM 矩陣和測(cè)試圖像數(shù)據(jù)。