专利名称：彩色液晶显示屏驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及仪器仪表领域，尤其涉及一种彩色液晶显示屏驱动装置。
背景技术：
目前，在仪器仪表领域，通常采用彩色液晶显示屏作为信息的显示单元。彩色液晶显示屏按其接口电平的特性，一般通俗地分为模拟接口屏和数字接口屏。模拟接口屏的颜色由输入电平的高低来决定，而数字接口屏可以直接输入颜色的数字信息。虽然模拟接口屏的价格通常低于数字接口屏，但由于模拟接口屏驱动的复杂性，因此，在仪器仪表领域，通常采用数字接口屏作为显示单元，以简化设计。
在仪器仪表中使用模拟接口屏时，该接口屏的驱动装置包括图形控制芯片、数字/模拟转换器、高速运算放大器。虽然该类显示方法的色彩质量非常高，但是由于驱动装置采用图形控制芯片和数字/模拟转换芯片等价格较高的芯片，因此使得驱动装置的成本非常高，进而使得整个液晶显示屏的成本上升。
另外，多数仪器仪表的信息显示内容较为简单，一般不需要非常严格的色彩控制。从节省成本的角度而言，256色的液晶显示屏为其最为经济的选择。而现有的液晶显示屏驱动方法不能满足这种经济型的需求。还有，图形控制芯片往往针对高端微处理器和大尺寸液晶显示屏设计，并不一定能适用采用低端微处理器和小尺寸液晶显示屏的仪器仪表。
即，现有的彩色液晶显示屏驱动装置存在以下问题(1)现有的彩色液晶显示屏驱动装置使用昂贵的数字/模拟转换芯片和图形控制芯片，由此使得驱动装置的成本高，进而使得整个彩色液晶显示屏的成本高，不能满足多数仪器仪表公司需要经济型的彩色液晶显示屏的需求；
(2)由于现有的图形控制芯片是针对高端微处理器和大尺寸液晶显示屏而设计的，因此现有的图形控制芯片存在不适用低端微处理器和小尺寸液晶显示屏的仪器仪表的情况发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种彩色液晶显示屏驱动装置，以解决现有技术中不存在低成本且适用小尺寸液晶显示屏的驱动装置的技术问题。
为解决上述问题，本发明公开了一种彩色液晶显示屏驱动装置，包括电平产生单元、控制器、切换开关R、切换开关G、切换开关B、以及具有输入端VR、VG和VB的彩色液晶单元，其中电平产生单元用以产生两个或者两个以上的不同的直流电平信号；切换开关R其输入端分别连接所述电平产生单元产生的每一直流电平信号，其输出端连接彩色液晶单元的VR输入端；切换开关G其输入端分别连接电平产生单元产生的所述每一直流电平信号，其输出端连接彩色液晶单元的VG输入端；切换开关B其输入端分别连接电平产生单元产生的所述每一直流电平信号，其输出端连接彩色液晶单元的VB输入端；控制器其输出端分别连接切换开关R、切换开关G和切换开关B的程控输入端，用以控制切换开关R、切换开关G和切换开关B的输出，进而通过彩色显示单元控制彩色液晶显示屏的红色、绿色和蓝色的色饱和度。
所述电平产生单元包括电压源和电阻分压网络，其中电压源，其输出端VDC连接电阻分压网络的输入端VDC，用于向电阻分压网络提供电源；电阻分压网络，产生两个或者两个以上的不同电压的直流电平信号。
所述电平产生单元包括电压源、电阻分压网络和若干运算放大器，其中电压源，其输出端VDC连接电阻分压网络的输入端VDC，用于向电阻分压网络提供电源；电阻分压网络，产生两个或者两个以上的不同电压的直流电平信号，每一直流电平信号分别连接一运算放大器的同相输入端；每一运算放大器，其输出端分别连接本运算放大器的反相输入端，并输出一直流电平信号分别至切换开关R、切换开关G、切换开关B的输入端。
电阻分压网络由电阻通过串联或并联组合而形成的电阻网络。所述电压源为具有恒定电压输出的电压源。
所述彩色液晶单元包括具有红、绿、蓝三色驱动的彩色液晶显示屏接口，所述接口连接具有该接口特性的彩色液晶显示屏，所述彩色液晶单元的VR输入端、VG输入端和VB输入端分别为接口的R端口、G端口和B端口。
其中，所述彩色液晶单元还包括三个运算放大器运算放大器R、运算放大器G和运算放大器B，其中，运算放大器R设置在切换开关R和彩色液晶显示屏接口之间，其同相输入端连接切换开关R的输出端，其输出端分别连接本运算放大器的反相输入端，以及彩色液晶显示屏接口的R输入端；运算放大器G设置在切换开关G和彩色液晶显示屏接口之间，其同相输入端连接切换开关G的输出端，其输出端分别连接本运算放大器的反相输入端，以及彩色液晶显示屏接口的G输入端；运算放大器B设置在切换开关B和彩色液晶显示屏接口之间，其同相输入端连接切换开关B的输出端，其输出端分别连接本运算放大器的反相输入端，以及彩色液晶显示屏接口的B输入端。
另外，切换开关R、切换开关G和切换开关B为程控开关。并且，所述控制器可以为具有可编程功能的逻辑器件。
与现有技术相比，本发明具有以下优点第一本发明采用三只切换开关和一控制器，产生液晶显示所需的R、G、B信号。避免使用昂贵的数字/模拟转换芯片和图形控制器芯片，从而简化了电路，降低了成本；第二本发明采用具有可编程逻辑输出能力的控制器，很容易和各种规格的微处理器连接，避免出现一般图形控制芯片连接低端微处理器接口困难；第三本发明提供的彩色液晶显示屏驱动装置，可以用于驱动小尺寸液晶显示屏，解决了一般图形控制芯片无法驱动具有模拟接口的小尺寸液晶显示屏的问题。
图1是本发明的彩色液晶显示屏驱动装置的结构示意图；图2是本发明电平产生单元的第一种结构示意图；图3是本发明电平产生单元的第二种结构示意图；图4是本发明彩色液晶单元的第一种结构示意图；图5是本发明彩色液晶单元的第二种结构示意图；图6是本发明彩色液晶显示屏驱动装置的一种实施例的结构示意图；图7是本发明彩色液晶显示屏驱动装置的另一实施例的结构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图，具体说明本发明。
请参阅图1，其为本发明彩色液晶显示屏驱动装置的一结构示意图。它包括电平产生单元11、控制器12、切换开关R14、切换开关G15、切换开关B16、以及具有输入端VR、VG和VB的彩色液晶单元13，其中电平产生单元11用以产生两个或者两个以上的不同的直流电平信号V1、V2、...、Vn，n为大于等于2的自然数；切换开关R14其输入端IN1、IN2...INn分别连接所述电平产生单元产生的每一直流电平信号V1、V2、...、Vn，其输出端OUT连接彩色液晶单元的VR输入端；切换开关G 15其输入端IN1、IN2...INn分别连接电平产生单元产生的所述每一电流电平信号V1、V2、...、Vn，其输出端OUT连接彩色液晶单元的VG输入端；切换开关B16其输入端IN1、IN2...INn分别连接电平产生单元产生的所述每一电流电平信号V1、V2、...、Vn，其输出端OUT连接彩色液晶单元的VB输入端；控制器12其输出端分别连接切换开关R、切换开关G和切换开关B的程控输入端，用以控制切换开关R、切换开关G和切换开关B的输出，进而通过彩色显示单元控制彩色液晶显示屏的红色、绿色和蓝色的色饱和度。
通常，模拟接口屏采用矩阵式的液晶像素点实现图形显示，每组像素点具有红、绿、蓝三个像素点组成，从而实现彩色显示。每组像素点的红、绿、蓝色彩显示由输出的R、G、B电平驱动，实现不同的色饱和度，进而产生不同的色彩。本发明控制器12通过控制切换开关R 14、切换开关G 15、切换开关B 16的不同输出进而控制输出的像素点的不同色饱和度。控制器可以为一可编程逻辑器件，根据彩色液晶显示屏的扫描序列要求输出合适的控制逻辑。控制器也可以直接和其它微处理器相连，根据微处理器的指令控制像素点的颜色。当切换开关R、切换开关G和切换开关B在控制器所设定的程序作用下，输出产生红、绿、蓝三色信号，通过彩色液晶单元输入至彩色液晶显示屏以显示不同色饱和度的彩色图形。彩色液晶显示屏驱动装置可以驱动彩色液晶显示屏显示多种颜色，由此简化驱动彩色液晶显示屏的器件，进而降低成本。同时，采用上述彩色液晶显示屏驱动装置能够应用在需要显示彩色图形的仪器仪表中。
请参阅图2和图3，其为本发明电平产生单元的两实施示意图。请参阅图2，电平产生单元11包括电压源21和电阻分压网络22，其中电压源21，其输出端VDC连接电阻分压网络22的输入端VDC，用于向电阻分压网络22提供电源。所述电压源21为具有恒定电压输出的电压源。
电阻分压网络22，产生两个或者两个以上的不同电压的直流电平信号V1、V2...Vn。电阻分压网络22可以由电阻通过串联或并联组合而形成的电阻网络。
请参阅图3，电平产生单元11包括电压源21、电阻分压网络22和若干运算放大器23，其中电压源21，其输出端VDC连接电阻分压网络的输入端VDC，用于向电阻分压网络提供电源。最优方式，该电压源21提供一恒定电压值。
电阻分压网络22，产生两个或者两个以上的不同电压的直流电平信号VD1、VD2...VDn，每一直流电平信号分别连接一运算放大器23的同相输入端；每一运算放大器23，其输出端分别连接本运算放大器的反相输入端，并输出一直流电平信号分别至切换开关R、切换开关G、切换开关B的输入端。
通常情况下，运算放大器23的个数和直流电平信号的个数相同。
请参阅图4和图5，其为彩色液晶单元的两实施图。
彩色液晶单元13包括具有红、绿、蓝三色驱动的彩色液晶显示屏接口31，所述接口31连接具有该接口特性的彩色液晶显示屏(图中未绘示)，所述彩色液晶单元的VR输入端、VG输入端和VB输入端分别为接口的R端口、G端口和B端口。
请参阅图5，彩色液晶单元13包括具有红、绿、蓝三色驱动的彩色液晶显示屏接口31和三个运算放大器运算放大器R 32、运算放大器G 33和运算放大器B 34，其中，运算放大器R 31设置在切换开关R 14和彩色液晶显示屏接口31之间，其同相输入端连接切换开关R 14的输出端，其输出端分别连接本运算放大器的反相输入端，以及彩色液晶显示屏接口31的R输入端；运算放大器G 33设置在切换开关G 15和彩色液晶显示屏接口31之间，其同相输入端连接切换开关G 15的输出端，其输出端分别连接本运算放大器的反相输入端，以及彩色液晶显示屏接口31的G输入端。
运算放大器B设置在切换开关B 16和彩色液晶显示屏接口31之间，其同相输入端连接切换开关B 16的输出端，其输出端分别连接本运算放大器的反相输入端，以及彩色液晶显示屏接口31的B输入端。
以下就以两个具体实施例来说明本发明的驱动装置。
实施例一请参阅图6，其为本发明的彩色液晶显示屏驱动装置的一种实施例的结构示意图，序列的n值取4。它包括电压源21、电阻分压网络22、第一运算放大器23、第二运算放大器24、第三运算放大器25、第四运算放大器26、控制器12、彩色液晶显示屏接口31、切换开关R 14、切换开关G 15、切换开关B 16，其中电压源21，用于产生恒定的电压输出VDC，其输出端VDC连接电阻分压网络22的输入端VDC；电阻分压网络22，其输出端V1、V2、V3、V4分别依次连接第一运算放大器23、第二运算放大器24、第三运算放大器25、第四运算放大器26的同相输入端；第一运算放大器23，其输出端OUT连接本运算放大器的反相输入端，并分别连接切换开关R 14、切换开关G 15、切换开关B 16的输入IN1；第二运算放大器24，其输出端OUT连接本运算放大器24的反相输入端，并分别连接切换开关R 14、切换开关G 15、切换开关B 16的输入IN2；第三运算放大器25，其输出端OUT连接本运算放大器25的反相输入端，并分别连接切换开关R 14、切换开关G 15、切换开关B 16的输入IN3；第四运算放大器26，其输出端OUT连接本运算放大器26的反相输入端，并分别连接切换开关R 14、切换开关G 15、切换开关B 16的输入IN4；切换开关R 14，其输出端OUT连接彩色液晶显示屏接口31的端口R；切换开关G 15，其输出端OUT连接彩色液晶显示屏接口31的端口G；切换开关B 16，其输出端OUT连接彩色液晶显示屏接口31的端口B；彩色液晶显示屏接口31，用于连接具有红、绿、蓝三色驱动的彩色液晶显示屏；控制器12，其输出端分别连接切换开关R 14、切换开关G 15和切换开关B 16的程控输入端。
电阻分压网络22可以采用电阻串联、并联的组合，本实施例采用简单的串联组合，包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5。电阻按串联方式连接，连接后的一端接电压源输出VDC，另一端接零电平。各串联的连接点电压作为电压分压输出。
控制器12是具有可编程逻辑输出能力的部件，比如CPU、MPU、DSP、PLD、FPGA、ASIC、SOC、和其他逻辑器件等，以及这些逻辑器件的组合。具体器件，如Altera公司的MAX 3000系列、Lattice公司的4000系列等。控制器12分别给切换开关R 14、切换开关G 15和切换开关B 16的程控输入端一控制信号，以便切换开关R 14、切换开关G 15和切换开关B 16选择某一路的输入电平信号的电压值输出，进而控制相应色彩的饱和度。
本实施例的序列n取4，切换开关R 14、切换开关G 15、切换开关B 16为4选1的切换开关，每个切换开关的程控输入需要2个逻辑信号。不同的序列n的取值，切换开关所需的逻辑信号数量不同。
以下先简单介绍上述公开的彩色液晶显示屏驱动装置的工作原理。
电压源21的输出恒定电压为VDC，该电压经电阻分压网络22分压后获得了4个恒定的电压VD1、VD2、VD3、VD4。其中
VD1＝VDC*(R2+R3+R4+R5)/(R1+R2+R3+R4+R5)；VD2＝VDC*(R3+R4+R5)/(R1+R2+R3+R4+R5)；VD3＝VDC*(R4+R5)/(R1+R2+R3+R4+R5)；VD4＝VDC*R5/(R1+R2+R3+R4+R5)；其中，R1、R2、R3、R4、R5为电阻分压网络22中各分压电阻的阻值。
第一运算放大器23、第二运算放大器24、第三运算放大器25、第四运算放大器26构成信号跟随器，用于提高VD1、VD2、VD3、VD4的驱动能力。驱动后电平保持不变，即V1＝VD1；V2＝VD2；V3＝VD3；V4＝VD4。
切换开关R 14、切换开关G 15、切换开关B 16在控制器12的作用下选择V1、V2、V3、V4的其中之一作为输出，直接输入到彩色液晶显示屏接口31。对于4选1的切换开关，程控输入端输入的信号逻辑为“00”时，切换开关接通V1；逻辑为“01”时，切换开关接通V2；逻辑为“10”时，切换开关接通V3；逻辑为“11”时，切换开关接通V4。切换开关R 14、切换开关G 15、切换开关B 16的程控输入端由控制器12输出的逻辑电平控制，这样切换开关R 14的输出有4级电平，用于控制彩色液晶显示屏红色像素，使其具有4级色饱和度；切换开关G 15的输出有4级电平，用于控制彩色液晶显示屏绿色像素，使其具有4级色饱和度；切换开关B 16的输出有4级电平，用于控制彩色液晶显示屏蓝色像素，使其具有4级色饱和度。
本实施例的彩色液晶显示屏接口31可以驱动4*4*4＝64种色彩。
实施例二众所周知，通常的模拟接口屏采用矩阵式的液晶像素点实现图形化显示，每组像素点具有红、绿、蓝三个像素点组成，从而实现了彩色显示。每组像素点的红、绿、蓝色彩显示由输入的R、G、B电平驱动，实现不同的色饱和度，从而产生不同的色彩。矩阵式分布的像素点采用扫描方式逐点驱动，一个扫描周期完成所有像素点的扫描。为了实现每个像素点的正常显示，控制器必须根据扫描的频率控制R、G、B信号，从而满足各像素点颜色的电平要求。由于控制器是一种可编程的逻辑器件，可以根据彩色液晶显示屏的扫描序列要求输出合适的控制逻辑，从而实现R、G、B信号的正确驱动。
当序列的n值较小时，可以采用另一种方案。请参阅图7，其为本发明的另一彩色液晶显示屏驱动装置的结构示意图，序列的n值取4。它包括电压源21、电阻分压网络22、控制器12、切换开关R 14、切换开关G 15、切换开关B 16、运算放大器R 32、运算放大器G 33、运算放大器B 34、彩色液晶显示屏接口31，其中电压源21，用于产生恒定的电压输出VDC，其输出端VDC连接电阻分压网络22的输入端VDC；电阻分压网络22，其输出端V1、V2、V3、V4分别依次连接切换开关R14、切换开关G 15、切换开关B 16的输入端IN1、IN2、IN3、IN4；切换开关R 14，其输出端OUT连接运算放大器R 32同相输入端；切换开关G 15，其输出端OUT连接运算放大器G 33同相输入端；切换开关B 16，其输出端OUT连接运算放大器B 34同相输入端；运算放大器R 32，其输出端OUT连接运算放大器R 32的反相输入端，并连接彩色液晶显示屏接口31的输入R；运算放大器G 33，其输出端OUT连接运算放大器G 33的反相输入端，并连接彩色液晶显示屏接口31的输入G；运算放大器B34，其输出端OUT连接运算放大器B 34的反相输入端，并连接彩色液晶显示屏接口31的输入B；彩色液晶显示屏接口31，用于连接具有红、绿、蓝三色驱动的彩色液晶显示屏；控制器12，其输出端分别连接切换开关R 14、切换开关G 15和切换开关B 16的程控输入端。
上述公开的另一彩色液晶显示屏驱动装置的工作原理和前述公开的第一种彩色液晶显示屏驱动装置的工作原理类似，区别仅仅在于信号缓冲的运算放大器的位置不同，对于驱动装置的控制和电平没有影响，这里不再叙述。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围。
权利要求
1.一种彩色液晶显示屏驱动装置，其特征在于，包括电平产生单元、控制器、切换开关R、切换开关G、切换开关B、以及具有输入端VR、VG和VB的彩色液晶单元，其中电平产生单元用以产生两个或者两个以上的不同直流电平信号；切换开关R其输入端分别连接所述电平产生单元产生的每一直流电平信号，其输出端连接彩色液晶单元的VR输入端；切换开关G其输入端分别连接电平产生单元产生的所述每一直流电平信号，其输出端连接彩色液晶单元的VG输入端；切换开关B其输入端分别连接电平产生单元产生的所述每一直流电平信号，其输出端连接彩色液晶单元的VB输入端；控制器其输出端分别连接切换开关R、切换开关G和切换开关B的程控输入端，用以控制切换开关R、切换开关G和切换开关B的输出，进而通过彩色显示单元控制彩色液晶显示屏的红色、绿色和蓝色的色饱和度。
2.如权利要求1所述的彩色液晶显示屏驱动装置，其特征在于所述电平产生单元包括电压源和电阻分压网络，其中电压源，其输出端VDC连接电阻分压网络的输入端VDC，用于向电阻分压网络提供电源；电阻分压网络，产生两个或者两个以上的不同电压的直流电平信号。
3.如权利要求1所述的彩色液晶显示屏驱动装置，其特征在于，所述电平产生单元包括电压源、电阻分压网络和若干运算放大器，其中电压源，其输出端VDC连接电阻分压网络的输入端VDC，用于向电阻分压网络提供电源；电阻分压网络，产生两个或者两个以上的不同电压的直流电平信号，每一直流电平信号分别连接一运算放大器的同相输入端；每一运算放大器，其输出端分别连接本运算放大器的反相输入端，并输出一直流电平信号分别至切换开关R、切换开关G、切换开关B的输入端。
4.如权利要求2或3所述的彩色液晶显示屏驱动装置，其特征在于，电阻分压网络由电阻通过串联或并联组合而形成的电阻网络。
5.如权利要求2或3所述的彩色液晶显示屏驱动装置，其特征在于，所述电压源为具有恒定电压输出的电压源。
6.如权利要求1所述的彩色液晶显示屏驱动装置，其特征在于，所述彩色液晶单元包括具有红、绿、蓝三色驱动的彩色液晶显示屏接口，所述接口连接具有该接口特性的彩色液晶显示屏，所述彩色液晶单元的VR输入端、VG输入端和VB输入端分别为接口的R端口、G端口和B端口。
7.如权利6所述的彩色液晶显示屏驱动装置，其特征在于，所述彩色液晶单元还包括三个运算放大器运算放大器R、运算放大器G和运算放大器B，其中，运算放大器R设置在切换开关R和彩色液晶显示屏接口之间，其同相输入端连接切换开关R的输出端，其输出端分别连接本运算放大器的反相输入端，以及彩色液晶显示屏接口的R输入端；运算放大器G设置在切换开关G和彩色液晶显示屏接口之间，其同相输入端连接切换开关G的输出端，其输出端分别连接本运算放大器的反相输入端，以及彩色液晶显示屏接口的G输入端；运算放大器B设置在切换开关B和彩色液晶显示屏接口之间，其同相输入端连接切换开关B的输出端，其输出端分别连接本运算放大器的反相输入端，以及彩色液晶显示屏接口的B输入端。
8.如权利要求1所述的彩色液晶显示屏驱动装置，其特征在于，切换开关R、切换开关G和切换开关B为程控开关。
9.如权利要求1所述的彩色液晶显示屏驱动装置，其特征在于，所述控制器为具有可编程功能的逻辑器件。
全文摘要
本发明公开了一种彩色液晶显示屏驱动装置，电平产生单元、控制器、切换开关R、切换开关G、切换开关B、以及具有输入端VR、VG和VB的彩色液晶单元。当切换开关R、切换开关G和切换开关B在控制器所设定的程序作用下，输出产生红、绿、蓝三色信号，通过彩色液晶单元输入至彩色液晶显示屏以显示不同色饱和度的彩色图形。彩色液晶显示屏驱动装置可以驱动彩色液晶显示屏显示多种颜色，由此简化驱动彩色液晶显示屏的器件，进而降低成本。同时，采用上述彩色液晶显示屏驱动装置能够应用在需要显示彩色图形的仪器仪表中。
文档编号G09G3/36GK1710640SQ20051008860
公开日2005年12月21日 申请日期2005年7月25日 优先权日2005年7月25日
发明者丁云, 王为民, 王凯, 郭飚 申请人:浙江浙大中控自动化仪表有限公司