一种基于电流方向的隔离式串行液晶驱动系统及方法_3

文档序号:9548942阅读:来源:国知局
离模块5的3个隔离光耦器件的输入端和DC/DC高频直流隔离电源的输入端上;在所述串行液晶显示器隔离模块5中,所述电源信号VCCW和电源信号GNDW通过隔离电源进行隔离分别生成电源信号VCCR和电源信号GNDR,所述时钟信号SCLKW '与所述时钟信号SCLKW"通过光电耦合并进行隔离生成时钟信号RCLK,所述数据控制信号SDAW ,和数据控制信号SDAW"通过光电耦合并进行隔离生成数据控制信号RSDA,所述控制命令信号SCONTLW '和控制命令信号SCONTLW"通过光电耦合并进行隔离生成控制命令信号RSC0NTL,并通过所述时钟信号RCLK、数据控制信号RSDA、控制命令信号RSC0NTL驱动所述串行液晶显示器6进行显示。
[0042]现有的传统的控制方式就是主控微处理器通过时钟信号SCLK、数据控制信号SDA、控制命令信号SC0NTL直接控制串行液晶显示器进行液晶的数据显示程序,由于主控微处理器和串行液晶显示器均是5V直流供电系统,数字电路中尤其是高频信号电路的数据线长度是收到严格的限制的,因此本发明一种基于电流方向的隔离式串行液晶驱动系统应运而生,其完全抛弃了传统的控制理念,完全独立创新了新的控制理论。
[0043]本发明中主控微处理器隔离模块2和串行液晶显示器隔离模块5都采用了 DC/DC高频直流隔离电源和高速隔离光耦器件。
[0044]采用DC/DC高频直流隔离电源的目的是:不仅提高了电源的输出电压精度、减少纹波噪声电压;并且,由于采用了不共地的DC/DC高频直流隔离电源,可以有效地抑制电磁干扰,消除接地环路的干扰,保护系统电路免受外部网络的影响。
[0045]采用光耦器件的目的是:为了同步配合DC/DC高频直流隔离电源使整个电路完全处于隔离状态,仅仅隔离电源是不够的,数据线控制信号线必须同步进行隔离,光电耦合器,简称光耦就起到了这样的作用。光电耦合器分为两种:一种为非线性光耦,另一种为线性光耦,本发明中使用的是非线性光耦,这类光耦作为开关信号的传输是合适的。光耦合器亦称光电隔离器,简称光親。光親合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管LED,使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。这就完成了电一光一电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。按照光耦的速度可以分为低速光耦和高速光耦,由于发明电路中的信号的处理速度需要控制在10M以上,因此本发明最优的是选择高速光耦才可以满足技术的要求。高速光耦只是一个泛称,因此此处先对高速光耦进行一个简要分类,高速根据其输出类型一般可分为开路集电极输出和推挽输出,其中开路集电极输出型高速光耦根据采用不同的晶片又可分为高速晶体管输出,一般最高达到1Mbps和逻辑门输出,通常为10Mbps,而推挽输出一般采用CMOS输出,可做到更高速。
[0046]本发明一种基于电流方向的隔离式串行液晶驱动系统,除了使用DC/DC高频直流隔离电源和高速光耦进行两次隔离以外,使用电流信号驱动模块3完成电平和电流之间的转换,在两部分高速光耦之间作为桥梁,完成中间的过渡过程,同时采用两部分电平隔离电路,将中间的8芯的驱动电缆4完全的独立开来,和任何一方的电路也不产生电气上的联系,电流驱动就是保证在中间的8芯的驱动电缆4中驱动的是电流,而不是电平信号,因为电平型号是很容易受到外界的电磁干扰,影响到电平的正常变化,因此电流驱动是提高可靠性的一种选择。
[0047]基于上述一种基于电流方向的隔离式串行液晶驱动系统,本发明还提供一种基于电流方向的隔离式串行液晶驱动方法。
[0048]如图5所示,一种基于电流方向的隔离式串行液晶驱动方法,包括以下步骤,
[0049]步骤一,主控微处理器输出电平形式的控制信号MS和直流形式的电源信号I ;
[0050]步骤二,主控微处理器隔离模块将控制信号MS和电源信号I通过光电耦合并进行隔离生成电平形式的控制信号SW,同时将电源信号I通过隔离电源进行隔离生成电源信号Iff ;
[0051]步骤三,电流信号驱动模块接收电源信号IW,并将将电平形式的控制信号SW转换成电流形式的且与所述控制信号SW逻辑相反的控制信号SW',同时还将控制信号SW'转换成电流形式的且与所述控制信号SW逻辑相同的控制信号SW";
[0052]步骤四,驱动电缆将控制信号SW'、控制信号SW"、电源信号IW传输给串行液晶显示器隔离模块;
[0053]步骤五,串行液晶显示器隔离模块将电源信号IW通过隔离电源进行隔离生成电源信号IR,同时将控制信号SW'和控制信号SW"通过光电耦合并进行隔离生成电平形式的控制信号RS,并通过所述控制信号RS驱动所述串行液晶显示器进行显示。
[0054]本发明一种基于电流方向的隔离式串行液晶驱动方法,主控微处理器控制的三个端口发出的信号分别是电平形式的时钟信号MSCLK、数据控制信号MSDA和控制命令信号MSCONTL,供电电源为VCC,然后经过主控微处理器隔离模块进行信号和电源的隔离。
[0055]主控微处理器控制的三个端口的MSCLK、MSDA、MSCONTL信号经过三个高速光耦6N137转换隔离成对应的三个信号分别是SCLKW、SDAW、SC0NTLW,供电电源由DC/DC高频直流隔离电源模块从VCC隔离成为VCCW,供电电源的地线GND由DC/DC高频直流隔离电源模块从GND隔离成为GNDW,这样主控微处理器的电源和控制信号线在隔离后和之前就不存在任何电气上的联系了。
[0056]经过主控微处理器隔离模块隔离后的信号仍然是电平信号,光耦的驱动能力依然很弱,如果长引线很容易受到干扰,需要将电平信号线经过电压信号转电流信号,经过逻辑门电路,将SCLKW、SDAW、SCONTLW分别输入,产生和SCLKW、SDAW、SCONTLW相反逻辑的SCLKW '、SDAW '、SCONTLW ',再将三个反逻辑的 SCLKW '、SDAW '、SCONTLW '分别输入产生三个和 SCLKW、SDAW、SCONTLW 同逻辑 SCLKW"、SDAW"、SCONTLW"。最终 SCLKW '、SDAW丨、SCONTLW丨分别通过电阻Rl、R3、R5与串行液晶显示器隔离模块中的三个高速光耦6N137导通,SCLKW"、SDAW"、SCONTLW"通过R2、R4、R6与串行液晶显示器隔离模块中的三个高速光耦6N137导通,串行液晶显示器隔离模块中的三个高速光耦6N137是反向状态,光耦处于截止状态,完成了整个的高低电平从主控微处理器到串行液晶显示器的转换。
[0057]串行液晶显示器隔离模块通过三个高速光耦6N137转换成驱动液晶显示的三个信号线分别是RCLK、RSDA、RC0NTL直接到液晶驱动器的口线上,供电电源由DC/DC高频直流隔离电源模块从VCCW隔离成为VCCR,供电电源的地线GNDW由DC/DC高频直流隔离电源模块从GNDW隔离成为GNDR。
[0058]本发明的一种基于电流方向的隔离式串行液晶驱动方法完成了从主控微处理器到串行液晶显示器的完美转换,主控微处理器和串行液晶显示器可以进行任意位置的调整,彻底消除接地环路的干扰,保护系统电路免受外部网络的影响,为进一步优化开关结构提高开关整体使用可靠性奠定了坚实的基础。
[0059]以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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