专利名称：液晶模组内基准电压调节器的制作方法
专利说明液晶模组内基准电压调节器 技术领域：
本发明属于液晶显示器领域，具体是指液晶模组内基装电压调节器。
背景技术：
液晶分子在固定画面下，受着长期的电场力作用，会出现呆滞老化。为防止此现象出现，需要通过外加交流电场，使液晶分子在整个面板内不断在某个法定方向对称偏转。此法定方向对应的外加电场的电压，即为液晶分子偏转的基准电压。
由于制程工艺的差异性，每个面板内部线路的阻抗和容抗不同，故每片面板的基准电压也不相同，需要在模组制检中进行调整，达到最佳的基准电压。
目前的电压调节器为三星公司出品的数字调节器，如图1所示，整个电路板分为DC-DC转换和信号处理两部分，DC-DC转换部分包括9V降压为5V，为FPGA(现场可编程门阵列)、EEPROM(电可擦可编程只读存储器)芯片工作。9V升压为16V，提供给数模转换芯片工作。信号处理部分主要处理器为FPGA，通电时，FPGA芯片将EEPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA进入工作状态。当进行旋钮旋转时，产生触发信号。FPGA收到触发信号后，FPGA产生相应脉冲讯号。当掉后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失。产生的脉冲讯号将作用于模组中的芯片max1512，max1512对接收到的脉冲进行计数，并将此数字转换为模拟电流信号进行输出，通过外围电路，转换为所需要的电压。
现有技术不足之处在于 1、DC-DC处理部分复杂，需要将输入的9V转换成5V，16V，3.3V等。特别升压电路很容易受外界干扰，导致芯片保护。
2、控制部分，采用FPGA与EPROM组合设计，设计思路复杂，FPGA成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种设计思路简单、节省成本的液晶模组内基准电压调节器。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题 液晶模组内基准电压调节器，包括壳体，壳体上设有输入接口、输出接口；所述壳体内设有单片机、晶振电路、LED显示电路、数模转换电路、基准电压产生电路、按键电路、放大电路；液晶模组内基准电压调节器的控制器件为单片机，单片机外围电路为晶振电路，晶振电路为单片机提供时钟脉冲的基准；单片机识别到按键操作后，将产生相应的数字信号使LED显示电路进行工作；单片机产生数字信号，通过数模转换电路将数字信号转化为模拟信号，后通过放大电路进行放大，最后传输到液晶模组上的基准电压产生电路，后产生基准电压。
所述单片机的型号为AT89S52。
所述晶振电路采用12M晶振和30P电容C1、C2组成并联谐振电路。
所述模数转换电路采用DAC0832芯片，包括8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器；还包括两级锁存器，第一级为输入寄存器，第二级为DAC寄存器。
所述基准电压产生电路由芯片MAX1512实现。
所述放大电路采用运算放大器LM358来实现。
本发明的优点在于1.人机对话部分现有技术采用旋钮调节，人员作业无法感知每一个脉冲，且旋钮容易损坏。本发明采用按键设计，不易损坏。并且设计成粗微调两种模式，作业时，每按键粗调键一次，将产生五个脉冲，对应电压进行5阶梯度变化；每按键细调键一次，将产生一个脉冲，对应电压进行单阶梯度变化。2.控制部分现有技术采用FPGA与EPROM组合设计作为控制体，设计思路复杂。本发明采用单片机进行控制，思路简单明了，节省成本。3.电源部分现有技术采用9V电源供电，需要通过电路转换产生5V、16V、3.3V，升压电路结构复杂，而且稳定不好。本发明采用+16V/-15V电源供电。通过稳压芯片产生所需要的5V、3.3V，稳定性好。
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1是本发明结构示意框图。
图2是本发明中单片机AT89S52的结构示意图。
图3是本发明中单片机AT89S52的复位电路示意图。
图4是本发明中单片机AT89S52的晶振电路示意图。
图5是本发明中单片机AT89S52的LED指示电路示意图。
图6是本发明中DAC0832与放大电路示意图。
图7是本发明电源单元中+16V/-15V电路图。
图8是本发明电源单元中5V/3V电路图。
图9是本发明主程序功能简图。
图10是本发明中防抖子程序功能图。
具体实施方式
液晶模组内基准电压调节器，包括壳体，壳体上设有输入接口、输出接口；所述壳体内设有单片机AT89S52、晶振电路、LED显示电路、数模转换电路、基准电压产生电路、按键电路、放大电路。如图1所示，下面分别详细说明。
单片机 AT89S52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器，低电压，高性能CMOS(是Complementary Metal Oxide Semiconductor的缩写，中文名互补金属氧化物半导体)8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪存组合在单个芯片中，ATMEL的89S52是一种高效微控制器。
如图2所示，通过按键操作对P1口进行对地触发，通过程序处理，P2将产生需要的数字信号。图2中单片机端口功能描述如下 P1.0keyup键(粗调按键)，按下此键后，P2端口将产生5次数字信号。此信号转化后，变成向上的脉冲。
P1.1keydn键(粗调按键)，按下此键后，P2端口将产生5次数字信号。此信号转化后，变成向下的脉冲。
P1.2keyupx键(粗调按键)，按下此键后，P2端口将产生1次数字信号。此信号转化后，变成向上的脉冲。
P1.3keydnx键(粗调按键)，按下此键后，P2端口将产生1次数字信号。此信号转化后，变成向下的脉冲。
P1.4keysv键(粗调按键)，按下此键后，P2端口将产生1次数字信号。此信号转化后，变成可保存的电压脉冲。
P1.5upled键，产生向上脉冲时，此灯变亮。
P1.6dnled键，产生向下脉冲时，此灯变亮。
P1.7svled键，产生保存脉冲时，此灯变亮。
P2产生数字信号并作用于DAC0832，进行数模转换。
AT89S52单片机系统具有上电复位和按钮复位两种方法。如图3所示，是本发明中单片机AT89S52的复位电路示意图。
所谓上电复位，是指计算机加电瞬间，要在RST引脚上出现大于10ms的正脉冲，使单片机进入复位状态。手动复位是指用户按下″复位″按钮，使单片机进入复位状态。
上电复位通常用于单片机的冷启动，即单片机的初始复位，其工作原理电源开关接通瞬间，电压从0V上升到5V，利用电容C隔直通交的特性，电压瞬间将加到RST脚，保证单片机维持2ms，即可复位。此后，A点处电压经R3接地，将逐渐降为0V。
手动复位通常用于此单片机的热启动，即单片机在工作状态的复位，如图将按键压合一次即可使单片机复位，其工作原理是用手压合一次开关S，S的闭合时间一般约为10ms，电压瞬间将加到RST脚，保证单片机维持2ms，即可复位。
如图4所示，是本发明中单片机AT89S52的晶振电路示意图。系统时钟是AT89S52形成系统控制信号的时间基准，协调AT89S52各功能部件的正常逻辑运行，此AT89S52单片机的时钟是由时钟电路产生的，其端子共有两个XATL1(19端子)是其芯片内部振荡电路(单极反相放大器)的输入端；XATL2(18端子)是其芯片内部振荡电路(单极反相放大器)的输出端。利用芯片内部的单级反相器振荡电路在XTAL1和ATAL2两端子上外接定时元件产生自激振荡来形成系统时钟的。定时元件一般采用石英晶振(简称晶振)和电容组成并联谐振电路，这样在芯片内部便可产生与外加晶振同频率的振荡时钟信号，一般晶振频率可以在1.2MHz和12MHz之间任意选择，电容C1，C2可以在20-60pF之间任意选择。考虑到1个机器周期由12个时钟周期完成。而1个时钟周期1/fosc。本发明方便计算选用12M晶振，即1个周期为1/12M*12＝1us。本单片机选择30pF，电容C1，C2对振荡频率可起微调作用。
如图5所示，是本发明中单片机AT89S52的LED指示电路示意图。LED分别连接单片机的P1.5、P1.6、P1.7端口。开机时，由于P1口为高电平，所以LED两端电压相当，LED不工作。当有P1.0端口按键或者P1.2端口按键键按下时，P1.5＝0，LED工作，发绿光。当有P1.1端口按键或者P1.3端口按键按下时，P1.5＝0，LED工作，发绿光。当有save键按下时，P1.7＝0，LED工作，发红光。这样方便作业人员观察。
数模转换电路 完成D/A转换的线路有多种，特别是单片大规模集成D/A问世，为实现这种转换提供了极大的方便。借助手册提供的器件性能指标及典型应用电路，即可正确使用这些器件。本发明采用美国国家半导体公司生产的DAC0832芯片实现D/A转换。
DAC0832芯片是采用CMOS工艺制成的单片直流输出型8位数/模转换器。DAC0832芯片为8位并行D/A转换器，它由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器构成。DAC0832中有两级锁存器，第一级即输入寄存器，第二级即DAC寄存器。因为有两级锁存器，DAC0832可以工作在双缓冲方式下，这样在输出模拟信号的同时可以采集下一个数字量，可以有效地提高转换速度。另外，有了两级锁存器，可以在多个D/A转换器同时工作时，利用第二级锁存信号实现多路D/A的同时输出。
待转换的8位数字量由芯片的8位数据输入线D0～D7输入，经DAC0832转换后，通过2个电流输出端I0UT1和IOUT2输出，IOUT1是逻辑电平为″1″的各输出电流之和，IOUT2是逻辑电平为″0″的各输出电流之和。另外，ILE、CS、WR1、WR2和Xfer是控制转换的控制信号。
控制信号ILE、CS、WR1用来控制输入寄存器。当ILE为高电平，CS为低电平，WR1为负脉冲时，在ILE产生正脉冲；其中ILE为高电平时，输入寄存器的状态随数据输入线状态变化，ILE的负跳变将输入数据线上的信息存入输入寄存器。控制信号WR2和Xfer用来控制8位A/D转换器。当Xfer为低电平，WR2输入负脉冲时，则在ILE产生正脉冲；其中ILE为高电平时，DAC寄存器的输入与输出的状态一致，ILE负跳变，输入寄存器内容存入DAC寄存器。
DAC0832输出的是电流，一般要求输出是电压，所以还必须经过一个外接的运算放大器转换成电压。由于当单片机受到外界按键指令后，单片机将P2产生瞬时数字信号，DAC0832需对此数字信号进行即时处理。故本发明选用的DAC032接通方式为直通方式，即ILE接高电平，CS、WR1、WR2、Xfer接低电平，如图6所示。
本电路中采用运算放大器LM358来实现电流-→电压转换。输出电压值为Vi＝-D/255×VREF。其中D为输出的数据量。
由于本发明需要产生最高16V的电压，而DAC0832只能正常工作在最高15V电压，故需要将产生的电压信号进行二级放大。故选用常用的ON半导体公司生产的二运放芯片LM358。
LM358的内部包含二组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，二组运放相互独立。每一组运算放大器可用图中所示的符号来表示，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“VCC”、“VEE”为正、负电源端，“OUT”为输出端。两个信号输入端中，“-”为反相输入端，表示运放输出端OUT的信号与该输入端的为相反；“+”为同相输入端，表示运放输出端OUT的信号与输入端的相位相同。
初级放大器是将电流转化为电压Vi，次级将Vi进行放大，产生VO。VO通过电阻R5和滑动变阻器R6进行组配放大。VO＝-Vi*(R6/R5)，这样将第一级的负电压进行二次转换变成正电压。
基准电压产生电路 此电路由美信公司生产的芯片MAX1512及其外围电路实现。基本工作原理为 1)CE即使能信号。维持在3.3V，控制单元正常工作电压。
2)图中的CTL为control信号的缩写，即为LM358VO。当CTL引脚输入一个正向脉冲时，D值变为D+1(输入负向脉冲时D-1)，D通过数模转换单元(DAC)转换成对应Iout，D最大可取值(1111111)2＝127对应Imin；3)当CTL端输入保存脉冲(V＝16V)时，控制单元将此时D值写入到EEPROM。在外界不加入此脉冲驱动时，D值维持不变，输出恒定的电流，通过外围电路产生恒定的电压。
设计程序时，需要保证时间。否则将无法烧录。基准电压将在电源断电后消失，EEPROM仍维持上次烧录数据。
4)SET引脚设置Iout最大可调值，Imax(对应产生最小基准电压)。
电源单元 整个线路需要下表所述芯片对应的电压。
如图7所示，家用电AC 220V通过变压器转换成AC 18V，后通过2个镇流桥进行镇流，产生+/-18V后，然后分别通过两个稳压芯片LM7816，LM7915后，分别产生所需要的+16V/-15V电压。
如图8所示，DC 16V通过芯片7805后产生稳定5V电源，5V供单片机AT89S52和DAC0832工作，TL431提供产生MAX1512工作电压3.3V。
图9是本发明主程序功能简图。
上电后，单片机P3口输出0X14(数字信号)，通过外围电路转换，MAX1512CTL端收到1.6V电压，MAX1512处于准备状态，输出端维持在上次的保存电压。对P1口进行扫描，判断P1口是否有按键按下，假设检测到P1.0口触发(keyup＝＝0)，单片机响应，在P3口输出0X20(数字信号)。MAX1512CTL端收到3.2V脉冲电压，脉冲宽度为1ms，MAX1512内部进行D+1，相应产生不同的电压。由于此次按键属于粗调，故电压程序将执行5次操作。电压将产生对应5次的变化。
当调节所需基准电压时，按下Keysv键，P3数字信号将由0X14逐渐上升到0XFF，此过程由单片机控制在7.5MS左右。对应电压将升至15.75V，维持1ms，迅速下落。
P3口的数字信号由0XFF至0X00，此时电压为0V。此过程需要0.5MS完成，然后再恢复到0X14状态，此时电压为1.6V。
在单片机应用系统中，键盘是人机接口、人机对话的输入设备，操作人员借助键盘可向系统设置参数，发出控制指令等。在按键过程中，会出现抖动，以至于出现误操作。故需进行消抖操作。图10为防抖子程序功能图。由于人手按键接触时间一般在20ms左右。故设计程序时，需要考虑此部分时间。当按下时，延迟20ms，再进行判断是否有键按下。以免误判断，误响应。为防止人为持续按键，引起程序误操作，故需确保松手后，程序才响应按键命令的子程序。
权利要求
1.液晶模组内基准电压调节器，包括壳体，壳体上设有输入接口、输出接口；其特征在于所述壳体内设有单片机、晶振电路、LED显示电路、数模转换电路、基准电压产生电路、按键电路、放大电路；液晶模组内基准电压调节器的控制器件为单片机，单片机外围电路为晶振电路，晶振电路为单片机提供时钟脉冲的基准；单片机识别到按键操作后，将产生相应的数字信号使LED显示电路进行工作；单片机产生数字信号，通过数模转换电路将数字信号转化为模拟信号，后通过放大电路进行放大，最后传输到液晶模组上的基准电压产生电路，后产生基准电压。
2.如权利要求1所述的液晶模组内基准电压调节器，其特征在于所述单片机的型号为AT89S52。
3.如权利要求1所述的液晶模组内基准电压调节器，其特征在于所述晶振电路采用12M晶振和30P电容C1、C2组成并联谐振电路。
4.如权利要求1所述的液晶模组内基准电压调节器，其特征在于所述模数转换电路采用DAC0832芯片，包括8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器；还包括两级锁存器，第一级为输入寄存器，第二级为DAC寄存器。
5.如权利要求1所述的液晶模组内基准电压调节器，其特征在于所述基准电压产生电路由芯片MAX1512实现。
6.如权利要求1所述的液晶模组内基准电压调节器，其特征在于所述放大电路采用运算放大器LM358来实现。
全文摘要
液晶模组内基准电压调节器，包括壳体，壳体上设有输入接口、输出接口；所述壳体内设有单片机、晶振电路、LED显示电路、数模转换电路、基准电压产生电路、按键电路、放大电路。本发明设计思路简单、节省成本。
文档编号G09G3/36GK101770763SQ20101004485
公开日2010年7月7日 申请日期2010年1月22日 优先权日2010年1月22日
发明者李嘉豪 申请人:福建华映显示科技有限公司