 |
Полупрозрачный тип дисплея (transflective)
|
|
|
|
Полупрозрачный тип дисплея похож на пропускающий, но у него между слоем жидких кристаллов и подсветкой имеется т. н. частично отражающий слой (рис.10.10). Он может быть или частично серебряным, или полностью зеркальным со множеством маленьких отверстий. Когда такой экран используется в помещении, он работает аналогично transmissive LCD, в котором часть освещения поглощается отражающим слоем. При дневном освещении солнечный свет отражается от зеркального слоя и освещает слой ЖК, при этом свет проходит жидкие кристаллы дважды (внутрь, а затем наружу). Как следствие, качество изображения при дневном освещении ниже, чем при искусственном освещении в помещении, когда свет проходит LCD один раз.
Рис. 10.10
Баланс между качеством изображения в помещении и при дневном освещении достигается подбором характеристик пропускающего и отражающего слоев.
Отражающий тип дисплея (reflective)
Отражающий тип дисплея имеет полностью отражающий зеркальный слой. Все освещение (солнечный свет или свет передней подсветки) (рис. 10.11), проходит сквозь ЖКИ, отражается от зеркального слоя и снова проходит сквозь ЖКИ. В этом случае качество изображения у дисплеев отражающего типа ниже, чем у полупропускающего (так как в обоих случаях используются сходные технологии). В помещении передняя подсветка не так эффективна, как задняя, и, соответственно, качество изображения — ниже.
Рис. 10.11.
Контроллеры дисплеев.
Для создания изображения на TFT экране требуется на его строки и столбцы подать напряжение заданной формы. Сгенерировать такой сигнал с помощью микроконтроллера сложно. Поэтому большинство дисплеев выпускается со встроенным контроллером, преобразующим цифровой сигнал в аналоговый.
|
|
|
Контроллеры отличаются по функциональности и используемому для общения с микроконтроллером интерфейсу. Обычно это 8-ми или 16-ти битная параллельная шина, используемая одновременно для передачи команд, адреса и данных. Кроме того, существует ряд выводов контроллера, выполняющих заданную функцию. Например, в контроллерах зачастую присутствует вывод чтения-записи, определяющий будут ли данные передаваться в дисплей на запись, или они будут читаться из него. Также есть вывод, определяющий тип подаваемых на шину данных. Разумеется, этим функциональность служебных выводов контроллера может не ограничиваться.
Универсальные контроллеры поддерживают различные разрешения дисплеев, которое нужно задавать при их инициализации. Но не более определённого разрешения.
Кроме того, контроллеры обычно поддерживают разные системы кодировки цвета. Например, если в дисплее используется 16-ти битный цвет, то обычно 5 бит отводятся на красный и синий цвета и 6 на зелёный. Это связано с тем, что на зелёный цвет приходится пик восприятия нашего глаза и лучше всего глаз различает оттенки именно этого цвета. Так же в дисплеях можно встретить использование 18-ти битного (по 6 бит на цвет) и 24-х битного цвета (по 8 бит на цвет). Порядок следования цвета так же задаётся при инициализации контроллера дисплея.
Touch screen
Сенсорные панели могут быть матричными и аналоговыми. Матричные панели работают по принципу обычной матричной клавиатуры, их недостатком является строго определенные области расположения кнопок, большое количество выводов и невозможность графического ввода информации, однако они просты в применении.
Аналоговые панели позволяют определять координаты точки прикосновения в любой области экрана и могут иметь всего 4 вывода. Существует множество технологий производства таких панелей, основанных на различных физических эффектах, — резистивная, емкостная, инфракрасная, ультразвуковая и др.
|
|
|
Наибольшее распространение получили емкостная и резистивная матрицы.
Резистивная матрица.
Рассмотрим принцип работы 4-проводной аналоговой резистивной сенсорной панели. На экран (рис 10.12 1) сверху накладывается прозрачная плёнка, состоящая из нескольких слоёв. На верхние и нижние слои (обычного выполненные из прозрачного и прочного пластика — полиэстера или майлара) равномерно наносится резистивное покрытие — пленка на основе оксидов индия и олова (Indium Tin Oxide — ITO) (рис 10.12 2 и 4). Нижний слой имеет металлизированные обкладки сверху и снизу, а верхний слой — справа и слева. Слои накладываются друг на друга с небольшим зазором, который обеспечивается с помощью прозрачных шариков — спейсеров (рис 10.12 3). Поскольку верхний слой имеет гибкую структуру, то при касании экрана в точке соприкосновения между слоями образуется электрический контакт, и по величине сопротивления между обкладками можно определить координаты точки касания.
Рис 10.12
Делается это поочередно по осям X и Y. Для определения координаты точки касания по оси X подают опорное напряжение на обкладки верхнего слоя, в результате чего по оси X образуется градиент напряжения. Выходное напряжение, прямо пропорциональное координате X точки касания, измеряют на выводах обкладок нижнего слоя. Процесс измерения координаты Y аналогичен процессу измерения координаты Х, с тем отличием, что опорное напряжение подается на обкладки нижнего слоя, а измерение выходного напряжения, прямо пропорционального координате Y точки касания, производится с выводов обкладок верхнего слоя.
Простейший контроллер сенсорного экрана включает измерительный коммутатор, АЦП, схему управления и интерфейс общения с микроконтроллером. Подключение к микроконтроллеру обычно производится по интерфейсу SPI или I2C.
Резистивная панель может подключаться к контроллеру сенсорного экрана, как в заземлённом режиме, так и в дифференциальном (см. рис 10.13). Во втором случае, измеряемое напряжение не зависит от стабильности напряжения питания в цепи.
Рис 10.13.
Мкостный экран.
Ёмкостный сенсорный экран в общем случае представляет собой стеклянную панель, на которую нанесён слой прозрачного резистивного материала. По её углам установлены электроды, подающие на проводящий слой низковольтное переменное напряжение. Поскольку тело человека способно проводить электрический ток и обладает некоторой ёмкостью, при касании экрана в системе появляется утечка. Место этой утечки, т.е. точку касания определяет контроллер на основе данных с электродов по углам панели. На экране нет каких-либо гибких мембран, что обеспечивает его высокую надёжность. К сожалению, при использовании такого экрана нельзя использовать стилус, т.к. прикосновения им не распознаются. Для работы с ёмкостным дисплеем используется специальный стилус, организующий нужный ток утечки. Отрицательных температур такой экран тоже не любит: в лучшем случае, падает точность определения координат, в худшем он перестаёт реагировать. На простейшем ёмкостном экране невозможно организовать интерфейс «мультитач» (распознавание нажатия сразу несколькими пальцами в разных точках) — четыре электрода по углам способны фиксировать только одно нажатие в каждый момент времени. От этого недостатка избавлены проекционно-ёмкостные дисплеи с сеткой электродов на обратной стороне экрана: на проводники подаётся слабый ток, а место касания определяется по точкам с повышенной ёмкостью (рис 10.14). Такие экраны способны реагировать даже на приближение руки.
|
|
|
рис 10.14.
Ёмкостные экраны также отличаются высокой надежностью (в них отсутствуют гибкие мембраны) и высокой степенью прозрачности. Правда они не годятся для работы стилусом или перчаткой — нажимать на экран необходимо «голым пальцем». Зато впечатляет надежность емкостного экрана — до миллиарда нажатий в одно и то же место. Емкостный принцип иногда используется и в «обычных» клавиатурах, причем эти клавиатуры отличаются от механических и мембранных большей надежностью и стойкостью к пыли и влаге.
|
|
|
