MAXIM Triplexed LCD Decoder/Drivers：高性能LCD驅(qū)動的全面解析

一、前言

在當(dāng)今的電子設(shè)備中，液晶顯示（LCD）技術(shù)的應(yīng)用無處不在。從便攜式儀器到工業(yè)設(shè)備，從電信設(shè)備到醫(yī)療設(shè)備等，都需要高質(zhì)量的LCD驅(qū)動來實現(xiàn)清晰、準(zhǔn)確的顯示效果。MAXIM的MAX7231/32/33/34系列集成電路正是一系列出色的三重液晶顯示（LCD）驅(qū)動，能夠為各種應(yīng)用提供強大的支持。今天，我們就來深入了解一下這一系列產(chǎn)品。

文件下載：MAX7231.pdf

二、產(chǎn)品概述

（一）基本介紹

MAX7231/32/33/34 系列集成電路是完整的三重液晶顯示（LCD）驅(qū)動產(chǎn)品線。它們能將微處理器（或數(shù)字系統(tǒng)）與多路復(fù)用的數(shù)字和 18 段字符顯示相連接，減少了為顯示服務(wù)所需的 ROM 空間和 CPU 時間。這對于資源有限的系統(tǒng)來說，無疑是一個巨大的優(yōu)勢，能夠讓系統(tǒng)更加高效地運行。

（二）應(yīng)用場景

這些低功耗的 LCD 驅(qū)動器適用于多種場景，如便攜式儀器、工業(yè)設(shè)備、電信設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備和機器控制等。在便攜式儀器中，低功耗的特性可以延長電池的使用時間；而在工業(yè)設(shè)備和機器控制中，其穩(wěn)定性和可靠性則能保證設(shè)備的正常運行。

三、產(chǎn)品特性

（一）不同型號驅(qū)動能力

• MAX7231：可驅(qū)動 8 位/7 段顯示，采用并行輸入格式，每位有 2 個 annunciators。
• MAX7232：能驅(qū)動 10 位/7 段顯示，為串行輸入格式，同樣每位有 2 個 annunciators。
• MAX7233：可驅(qū)動 4 個字母數(shù)字字符/18 段顯示，并行輸入格式。
• MAX7234：驅(qū)動 5 個字母數(shù)字字符/18 段顯示，串行輸入格式。

不同的驅(qū)動能力和輸入格式可以滿足不同用戶的需求，工程師可以根據(jù)具體的項目需求來選擇合適的型號。

（二）其他特性

• 片上振蕩器：使得芯片自身具備振蕩功能，無需額外的外部振蕩電路，簡化了設(shè)計。
• 直接與微處理器接口：方便與微處理器進(jìn)行連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和控制。
• 單片、低功耗 CMOS 設(shè)計：低功耗設(shè)計降低了系統(tǒng)的功耗，CMOS 工藝則保證了芯片的性能和穩(wěn)定性。

四、訂購信息

該系列產(chǎn)品提供了多種溫度范圍和封裝選擇，如 -20°C 到 +85°C 的溫度范圍，40 引腳塑料 DIP 和 44 引腳塑料芯片載體（Quad Pack）等封裝形式。工程師在訂購時，可以根據(jù)實際的使用環(huán)境和安裝要求來選擇合適的產(chǎn)品。

五、電氣特性

（一）電源電壓

電源電壓范圍為 4.5V 到 5.5V，邏輯電源電流在不同條件下有不同的取值，如在排除顯示電流、VDisp = 2V 時，電流有一定的范圍。這要求工程師在設(shè)計電源電路時，要確保電源電壓的穩(wěn)定性，以保證芯片的正常工作。

（二）顯示電壓相關(guān)

顯示電壓范圍與 V+ 有關(guān)，顯示電壓設(shè)置電流和電阻值也有相應(yīng)的要求。在實際應(yīng)用中，要注意顯示電壓的設(shè)置，避免出現(xiàn)設(shè)備鎖存和芯片損壞的情況。例如，不要將 Pin 2 驅(qū)動到低于 Ground 或高于 V+ 的電壓。

（三）其他參數(shù)

顯示幀率在 60Hz 到 120Hz 之間，輸入低電平和高電平也有明確的范圍，這些參數(shù)對于保證顯示的質(zhì)量和穩(wěn)定性至關(guān)重要。

六、輸入接口

（一）并行輸入接口

MAX7231 和 MAX7233 采用并行輸入接口，地址和數(shù)據(jù)位在片選信號的上升沿鎖存。在設(shè)計時，要注意片選脈沖寬度、地址/數(shù)據(jù)建立時間和保持時間等參數(shù)，以確保數(shù)據(jù)的正確傳輸。例如，要保證新數(shù)據(jù)在之前解碼數(shù)據(jù)寫入輸出之后再出現(xiàn)在解碼器輸入，這就需要控制好片選脈沖之間的最小時間。

（二）串行輸入接口

MAX7232 和 MAX7234 采用串行輸入接口，當(dāng)數(shù)據(jù)接受輸出為低電平時，WRITE 脈沖會使芯片解碼數(shù)據(jù)并將其鎖存到輸出鎖存器中。在使用串行輸入接口時，要注意數(shù)據(jù)時鐘的設(shè)置和數(shù)據(jù)的寫入順序，以確保數(shù)據(jù)的正確解碼和顯示。

七、溫度補償

（一）溫度對 LCD 的影響

溫度對液晶顯示有兩方面的影響。一方面，低溫時顯示可能需要較長時間才能切換到新字符；另一方面，溫度會顯著影響液晶閾值電壓的變化，典型的多路復(fù)用 LCD 中使用的液晶材料，其開啟顯示所需的峰值電壓（Vp）溫度系數(shù)為 -7 到 -14mV/°C。這意味著隨著溫度升高，閾值電壓下降，如果 Vp 為固定值，當(dāng)閾值電壓低于 Vp/3 時，OFF 段可能會變得可見。

（二）解決方法

為避免高溫時出現(xiàn)問題，可以將 Vp 設(shè)置為一個固定電壓，使 RMS OFF 電壓 Vp/3 剛好低于最高預(yù)期溫度下的閾值電壓。這種方法適用于顯示溫度變化不大的情況。

八、顯示電壓設(shè)置

（一）內(nèi)部電阻串

芯片內(nèi)部有三個等值電阻組成的電阻串，用于設(shè)置驅(qū)動電壓（VDISP），用戶可以通過 Pin 2 輸入來優(yōu)化顯示電壓。在使用時，要注意不要將 Pin 2 驅(qū)動到超出規(guī)定范圍的電壓，以免損壞芯片。

（二）簡單調(diào)整方法

可以使用一個最大阻值為 200kΩ 的電位器從 Pin 2 連接到 Ground，來調(diào)整顯示電壓。但這種方法由于片上電阻的正溫度系數(shù)，只適用于芯片和顯示溫度變化不超過 5°C（15°F）的應(yīng)用。

（三）其他方法

在電池供電的應(yīng)用中，如果顯示電壓與電池電壓相同（通常為 3 到 4.5 伏），可以將 VDISP 連接到 Ground 來操作芯片。還可以使用二極管串來設(shè)置顯示電壓，這種方法可以提供一定的溫度補償。

九、輸出代碼和顯示字體

（一）數(shù)字顯示驅(qū)動

MAX7231 和 MAX7232 數(shù)字顯示驅(qū)動器可驅(qū)動 7 段顯示加每個數(shù)字 2 個 annunciators。不同后綴的設(shè)備，其 annunciator 的位置和輸出代碼有所不同。例如，A 和 B 后綴設(shè)備的兩個 annunciators 都放在 COM3 上，而 C 后綴設(shè)備的左手 annunciator 放在 COM1，右手 annunciator 放在 COM3。

（二）字母數(shù)字顯示驅(qū)動

MAX7233 和 MAX7234 有 A 和 B 版本，可將 ASCII 6 位子集解碼為 18 段顯示。A 版本的數(shù)字為半寬，B 版本的數(shù)字為全寬。

十、總結(jié)

MAXIM 的 MAX7231/32/33/34 系列三重 LCD 解碼器/驅(qū)動器是一系列功能強大、性能穩(wěn)定的 LCD 驅(qū)動產(chǎn)品。它們具有多種特性和豐富的功能，適用于多種應(yīng)用場景。在設(shè)計過程中，工程師需要根據(jù)具體的需求和應(yīng)用環(huán)境，合理選擇產(chǎn)品，并注意電氣特性、輸入接口、溫度補償和顯示電壓設(shè)置等方面的問題，以確保系統(tǒng)的正常運行和顯示效果。大家在實際應(yīng)用中遇到過哪些問題呢？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。