基于標(biāo)準(zhǔn)字庫IC的一體化液晶顯示模塊實(shí)現(xiàn)方案

STN圖形COG液晶模塊廣泛應(yīng)用于手持設(shè)備、金融機(jī)具、MP3歌詞顯示、DAB收音機(jī)等諸多場(chǎng)合。然而使用液晶模塊的整機(jī)制造廠商一般都要在主控板上安裝含字庫數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)芯片，兩者組合才能實(shí)現(xiàn)液晶模塊的文字顯示功能。鑒于漢字庫標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化要求的特殊性，整機(jī)制造廠商均希望LCM廠商提供字庫一體化液晶模塊以省去字庫開發(fā)工作。之前帶中外文字庫的COB液晶驅(qū)動(dòng)芯片已應(yīng)運(yùn)而生，如ST7920、RA8816等。可是COG驅(qū)動(dòng)芯片限于裸片尺寸，無法將字庫整合到單芯片中，致使字庫+液晶顯示一體化COG模塊迄今仍是一項(xiàng)市場(chǎng)空白。

本文介紹了一種整合STN液晶顯示驅(qū)動(dòng)芯片UC1701和上海高通半導(dǎo)體的標(biāo)準(zhǔn)字庫芯片GT2X系列為一體的液晶顯示模塊方案。這兩種芯片均采用SPI標(biāo)準(zhǔn)串行接口總線。UC1701是典型的128×64點(diǎn)陣COG液晶驅(qū)動(dòng)芯片。GT2X系列字庫芯片含有簡(jiǎn)、繁體中文，各類字符集；12點(diǎn)至32點(diǎn)陣多種大小字庫以及170多國(guó)外文字庫等多款規(guī)格。該方案可填補(bǔ)字庫液晶模塊市場(chǎng)的空白，大大提高整機(jī)文字顯示軟硬件設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)便性和文字專業(yè)性，并可明顯降低模塊成本。此外，本文還就該方案替代16字符×3行的字符式COB和COG液晶顯示模塊以及替代中日韓文COB液晶顯示模塊的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了說明。

字庫COG圖形顯示模塊實(shí)現(xiàn)原理

字庫COG一體化模塊的實(shí)現(xiàn)得益于專業(yè)字庫芯片廠商上海高通半導(dǎo)體公司最新推出的微型封裝的標(biāo)準(zhǔn)字庫芯片GT20L16S1Y（2.9mm×1.6 mm），可以像阻容元器件一樣貼片在FPC軟板上，從而可以和典型的COG驅(qū)動(dòng)芯片（本方案采用的是UC1701）整合為一體化字庫COG模塊。其實(shí)現(xiàn)原理和產(chǎn)品化實(shí)物照片見圖1。


圖1：字庫COG一體化模塊實(shí)現(xiàn)原理和產(chǎn)品化實(shí)物圖。

圖1中COG驅(qū)動(dòng)芯片UC1701和字庫芯片GT20X系列均采用SPI總線，為了少用CPU的I/O接口，對(duì)應(yīng)CPU內(nèi)的SPI接口總線可以簡(jiǎn)化為只需CPU的一個(gè)SPI接口（3線）輔以#1和#2兩根CS片選線，只需增加一個(gè)I/O接口，因此原有主控板只需做增加一根#2片選線的微小改動(dòng)。為簡(jiǎn)化FPC字庫芯片布線，實(shí)際產(chǎn)品中GT20的SPI接口未在FPC上與COG驅(qū)動(dòng)芯片UC1701的SPI #1接口直接復(fù)聯(lián)，而是將字庫芯片的4根接口總線和2根電源線直接通過FPC與CPU連接，從而只用單面FPC即可實(shí)現(xiàn)本方案。本方案采用現(xiàn)有的COG圖形模塊，無需改動(dòng)原玻璃設(shè)計(jì)，只需新開FPC軟板即可實(shí)現(xiàn)，這是由于字庫芯片雖然被安裝為一體化模塊中，但在電氣上與COG驅(qū)動(dòng)芯片并無直接聯(lián)接，兩者同時(shí)連向CPU總線上進(jìn)行工作。對(duì)于沒有SPI硬件接口的MCU，可利用通用GP I/O接口實(shí)現(xiàn)軟件模擬SPI接口。圖1中電容C1是用于提高干擾性能的退耦電容，是否安裝視FPC引線長(zhǎng)短而定。

COG驅(qū)動(dòng)芯片UC1701為典型的128×64點(diǎn)陣STN液晶驅(qū)動(dòng)芯片，可顯示16×16點(diǎn)陣漢字，8字×4行共32個(gè)漢字，相同功能的芯片還有ST756S和SPL502等。字庫芯片為GT20L16S1Y，芯片內(nèi)已經(jīng)固化了GB2312國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)字庫集I、II級(jí)6763漢字和846個(gè)國(guó)際全角字庫以及96個(gè)ASCII英文、數(shù)字字符。芯片內(nèi)置字符點(diǎn)陣為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5199 15×16標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)陣字形。該方案同時(shí)也可以適用于3寸以內(nèi)的漢字COB方案。

以上模塊中的字庫芯片換用GT20L16P1Y后，片內(nèi)含有Unicode常用字庫和GBK常用簡(jiǎn)繁體字庫可以分別滿足MP3的歌名顯示和歌詞顯示的不同字符集內(nèi)碼。外文字庫芯片GT20L24F6Y內(nèi)置173國(guó)外文字庫，單芯片即可滿足外銷產(chǎn)品的幾乎所有文字，并且除5×7基本點(diǎn)陣外，還有16點(diǎn)陣和24點(diǎn)陣等大點(diǎn)陣外文字庫。

顯示流程：MCU將所需顯示漢字的雙字節(jié)內(nèi)碼轉(zhuǎn)換成3字節(jié)字庫芯片存儲(chǔ)總線中對(duì)應(yīng)地址碼；從字庫芯片中讀出對(duì)應(yīng)的32字節(jié)（15×16點(diǎn)陣）的字形數(shù)據(jù)通過MCU送往COG液晶顯示屏，即完成一個(gè)漢字的顯示。


圖2：字庫COG一體化液晶模塊顯示流程

以上字庫COG一體化液晶模塊具有以下特點(diǎn)：

1．字庫芯片安裝在FPC軟板上，無需改動(dòng)原有玻璃設(shè)計(jì)；

2．單一規(guī)格COG同時(shí)支持全球各國(guó)外文；

3．漢字點(diǎn)陣為GB5199國(guó)標(biāo)正版字形數(shù)據(jù)。