|
|
发表于 2013-5-30 10:16:12
|
|阅读模式
May
为Arduino设计的通用VFD显示模块vfd · chn · diy · mag
本制作的特点
1、 使用大尺寸的优质易购VFD显示屏，显示效果优良。屏幕包含10位带小数点与下指针的标准8字笔段结构字符，通用性强，可以取代大部分LED数字显示屏模块；
2、 使用全新设计的驱动电路，电路生成交流电压驱动灯丝，同时生成负高压驱动阳极与栅极，符合VFD屏驱动规范，显示效果优良无闪烁；
3、 全板采用微型贴片零件制作，整机小巧，板上驱动电路部分最高的零件高度仅为1.8mm，具备超薄型优势；全部零件都藏于显示屏下方，整体模块外观简洁；
4、 模块主设计使用无单片机驱动方案，用户无需配备专用的特殊程序写入器等设备，仅需自己备Arduino或自己习惯使用的单片机即可驱动，通用性极强，即可以作为实验用模块，也可以作为应用类模块使用。
5、 全机制作容易，仅需按照电路图焊完全部零件，使用一只普通万用表测量相关电压即可，无需使用昂贵的工具，也无复杂的调试过程，非常适合初级电子爱好者自制；
6、 公开源码的驱动程序，使用纯C语言进行编写，不仅可以在Arduino平台上使用，也适合移植到众多的单片机平台上运行，51、STM等单片机同样可以驱动；
7、 整个模块自主完成所有的显示扫描工作，用户程序仅需将所需显示的数据送入模块即可，无需关心显示细节，显示过程中不消耗单片机资源，简单易用；
8、 整体所有接口引线全部通过插针引出，可根据实际需要进行连接，方便后期扩展应用。模块与单片机的接口引线仅3根，节约单片机I/O口资源；
FUTABA 10-MT-20GY十位8字荧光屏简介
本制作采用的ＶＦＤ屏幕的型号为：10-MT-20GY，此屏由日本双叶电子出品，台湾地区制造。整屏结构使用侧面引出气管式结构，属早年生产的VFD显示屏。屏幕做工优良，透光观察可发现屏幕整体呈现半透明效果，经测试点亮后发现屏幕发光均匀，显示亮度高，达到优级显示效果。
本制作之所以选择使用此屏作为显示屏，主要是考虑到这种ＶＦＤ屏在国内网站上很容易购买到，库存数量多，价格也不高，而且整屏属全新屏，也确保了屏幕的质量。同时卖家也免费提供了官方的原始ＰＤＦ参考资料，方便用户开发。下图为FUTABA 10-MT-20GY屏幕规格图。
FUTABA 10-MT-20GY屏幕规格图
序号
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 7
| 8
| 9
| 10
| 11
| 12
| 13
| 14
| 15
| 16
| 17
| 18
| 连接
| NP
| F1
| NP
| NP
| 10G
| 9G
| 8G
| 7G
| 6G
| 5G
| 4G
| 3G
| 2G
| 1G
| NP
| NP
| NP
| NP
| 序号
| 19
| 20
| 21
| 22
| 23
| 24
| 25
| 26
| 27
| 28
| 29
| 30
| 31
| 32
| 33
| 34
| 35
| 36
| 连接
| NP
| NP
| NP
| NP
| NP
| a
| b
| f
| g
| c
| e
| d
| h
| i
| NP
| NP
| F2
| NP
|
表 : FUTABA 10-MT-20GY 管脚连接表
备注：表中NP代表无引出的空脚；G为栅极引脚；a~i为阳极引脚；F为灯丝引脚；
屏幕驱动要点
由于FUTABA 10-MT-20GY显示屏的笔段部分与栅格部分结构都非常简单，这里就不做更多的说明。重点关注一下整屏的电气驱动参数。
此屏基本的驱动规格参数为：灯丝为交流驱动，驱动电压范围为3.69Vac~4.51Vac，推荐驱动电压为4.1Vac，灯丝典型电流68mA；阳极与栅极高压电压相同，推荐电压值为+26.0V，最大值为+31.0V；典型阳极电流5.5mA，典型栅极电流11mA；阳极与栅极截止电压也相同，推荐值为-4.9V；扫描占空系数Du为1/12；脉冲宽度Tp为100μS。
从以上基本参数来看，此屏的驱动难度不高，作为典型的５V供电模块，可以生成5V以下的交流驱动电压，而此屏的灯丝电压也正好笔５V稍低一些，所需电流也不高，所以很容易生成。高压部分也处在常见的高压范围内，也比较容易生成，所以驱动此屏的电路设计难度不会很高。重点在于选择合适的设计方案，以实现高效率、小尺寸、低成本的驱动方案。
VFD屏驱动方案选择
为简化模块的设计与调试，计划采用互可替换的两套方案进行驱动电路的设计，其中主设计方案是在板上不使用单片机元件，由专用电路独立完成显示模块的所有功能（也就是说模块板上可以不存在单片机）；副设计方案为使用板上单片机完成辅助电压生成工作，以替换一些不易采购的芯片，但是板上单片机不参与任何数据交换工作，仅作为替代芯片使用，以确保两种电路的完全兼容。
根据前几篇文章已谈过的知识，对于动态扫描屏，可在正压与负压驱动方案中进行选择。通常情况下正压驱动电路的专用驱动芯片的价格都比较高，也不易购买，同时大部分正高压芯片都需要使用单片机主动完成扫描显示工作，造成单片机负担加重。所以在本制作中未使用正压驱动芯片。
VFD负压驱动的专用芯片有很多，如典型的μPD 1631x系列，自带SPI口与外部进行通讯，驱动简单，片内电路自行完成ＶＦＤ的扫描驱动，外部单片机只需要进行简单的数据传输即可，无需关心扫描显示细节，同时这些专用驱动芯片内部的资源也很丰富，一般都包含多个开关量输入、矩阵键盘扫描、LED驱动输出等一些附加资源，可降低成本、方便用户开发使用。综合以上因素，本模块电路最终决定使用负压配合UPD1631x专用驱动芯片进行驱动。
UPD1631x系列常见的有以下三种主流的芯片，主要区别表现在封装尺寸及驱动引脚数量以及内部资源的多少上，而在接口与命令结构上基本相同。下表列出了NEC μPD163１x系列的三种常见型号的驱动特性与资源比较表。
|
|
[复制链接]
楼主|
发表于 2013-5-30 10:18:09
|
IP卡
狗仔卡
