2.3. Блок индикации

Блок индикации реализуем на ЖК-индикаторе ИЖЦ21-4/7 [12]. Индикатор представляет собой герметическую структуру, в которой промежуток между электродом подложки и электродом сегмента запол­нен специальной рабочей жидкостью, молекулярные структуры которой способны вращаться в электрическом поле. Для начала переориентации молекул достаточно очень небольшой разности потенциалов, обычно менее одного вольта.

Рис. 2.3 Схематическое строение простейшего ЖК-индикатора

Электроды подложки и сегментов стараются сделать

максимально прозрачными, напыляя тончайший проводящий слой на стекло. Чаще всего используются соединения титана и, в последнее время, проводя­щие полимеры.

В исходном состоянии, когда сегмент не активизирован, свет проходит через первую поляризующую пленку, наклеенную на внеш­нюю поверхность стекла и поляризуется. Далее он проходит через слой неактивной рабочей жидкости, которая разворачивает плоскость поля­ризации светового потока на 90°.

Благодаря тому, что плоскость поляризации светового потока раз­вернулась, он проходит через вторую поляризующую пленку, отражает­ся от светоотражателя на задней стенке и возвращается обратно. Когда к электродам приложено напряжение, рабочая жидкость активируется. В этом случае свет, пройдя через первую поляризующую пленку, поляри­зуется. Но при прохождении через активированную рабочую жидкость плоскость поляризации светового потока не разворачивается. Поэтому, достигнув задней поляризующей пленки, свет не может через нее про­никнуть и отразиться от отражателя. В этом месте мы видим черный сегмент. Иначе говоря, чтобы сегмент стал активным, почернел, на него надо подать напряжение.

К сожалению, в использовании ЖК-индикаторов есть важные огра­ничения, порождающие большие сложности. Самое главное из них со­стоит в том, что категорически запрещается прикладывать к электродам напряжение постоянной полярности. В этом случае начнется электроли­тическая диссоциация рабочей жидкости и, в некоторых случаях, раз­рушение напыленных проводников. Индикатор очень быстро выйдет из строя. Поэтому применяют чередование высокого и низкого уровней на подложке и электродах. При этом уровень на активном сег­менте меняется в противофазе к

уровню подложки, благодаря чему по­стоянно инвертируется полярность приложенного к электродам напря­жения. На неактивном сегменте уровень переключается синфазно с под­ложкой, поэтому

для него разность потенциалов всегда равна нулю.

На частоту изменения уровней тоже есть ограничения. С одной сторо­ны, частота не должна быть слишком маленькой, чтобы за один полупе­риод не успевала начаться диссоциация. С другой стороны, рабочая жид­кость обладает инерционностью и при слишком высокой частоте ее моле­кулы не будут успевать переориентироваться в электрическом поле. Обычно достаточно, чтобы частота переключений со­ставляла 100...200 Гц. Для уменьшения числа выводов сегменты соеди­няют в группы, применяют несколько подложек и/или подают на них ступенчатое напряжение с несколькими уровнями. При этом напряже­ние на сегментах также меняется ступенчато, по достаточно сложному принципу, который невозможно реализовать простейшими методами. В этом случае применяют либо микроконтроллеры со встроенными драй­верами ЖКИ, либо специальные микросхемы контроллеров ЖКИ.

ЖК индикаторы нормально работают при подаче на выводы ТТЛ-уровней, поэтому выводы индикатора можно подключать прямо к выводам микросхем. Количества выводов микроконтроллера PIC16C745 недостаточно для подключения индикатора напрямую. Поэтому принято решение выводить данные в последовательном виде и преобразовывать их в параллельный вид при помощи последовательно-параллельных сдвиго­вых регистров КР1533ИР24. В этом случае для вывода инфор­мации задействованы только два вывода микроконтроллера: вывод данных и вывод строба. Еще один вывод используется для управления уровнем на подложке индикатора.

Таблица 2.3.1

Взаимное соответствие битов выходного кода и сегментов знакоместа

Бит	7	6	5	4	3	2	1	0
Сегмент	Н*	О	Р	Е	О	С	В	А

Рисунок 2.4 Цоколевка индикатора ИЖЦ21-4/7

Первым выгружается старший бит первого знакоместа, и далее по порядку. После выгрузки всех восьми бит первого знакоместа выгружается старший бит второго знакоместа и т.д. Таким образом, старший бит первого знакоместа последовательно проходит по всем регистрам, пока не достигнет своего разряда. Благодаря инерцион­ности ЖКИ, мерцания сегментов во время загрузки не заметно.