Абревіатура «РКІ» розшифровується як «Рідкокристалічний Індикатор» По-англійськи – LCD (Liquid Crystal Display) Вперше рідкі кристали, як фізична речовина, були досліджені австрійським ботаніком FReinitzer в 1888 р при вивченні властивостей органічних тканин Однак минуло ще майже сторіччя, поки в 1964 р не зявився перший у світі калькулятор CS10A, що має ЖК-дисплей (фірма Sharp), а в 1966 р – перший електронний годинник з семисегментними РКІ (фірма RCA)

Спрощену модель РКІ можна образно представити у вигляді конденсатора Верхня його обкладка складається зі скляної пластини, з внутрішньої сторони якої напилюв прозорий електрод, а нижня – металізована підкладка темного кольору Електрод і підкладка розділяються тонким шаром рідкокристалічного речовини За відсутності напруги на обкладках цього «конденсатора» молекули рідкого кристала хаотично орієнтовані і не пропускають світло Поверхня індикатора виглядає світлою Якщо подати на електроди РКІ напруга, то молекули упорядоченно шикуються уздовж ліній напруженості поля і рідкий кристал стає прозорим Світло, замість того, щоб відбиватися від верхньої поверхні, проходить крізь утворився просвіт і поглинається темною підкладкою, тобто екран у цьому місці темніє Якщо електрод зроблений у формі горизонтальної / вертикальної смужки, то на екрані зявиться горизонтальна / вертикальна риса

У РКІ прозорі електроди виконуються у вигляді сегментів, що утворюють цифри, букви, символи, точки Для зменшення числа висновків застосовується мультиплексування сигналів, у звязку з чим до складу РКІ часто вводяться додаткові мікросхеми, контролери, перетворювачі напруги

РКІ поділяють на такі великі групи:

• цифрові РКІ, що мають відводи від кожного сегмента Їх розташування топологічно утворює семисегментного знакоместо з десятковою крапкою, подібно світлодіодним індикаторам

• спеціалізовані замовні семисегментні РК-модулі з внутрішнім контролером Вони часто використовуються в телефонних апаратах, годинах, іграшках, органайзерах, побутової техніки

• стандартні алфавітно-символьні РК-модулі, у яких в памяті контролера прошиті знакогенератора різних алфавітів

• чорно-білі графічні РК-дисплеї, що мають екран з матриці точок, управління якими проводиться чіпсетом «Контролер + драйвер»

• кольорові РК-дисплеї, що застосовуються в стільникових телефонах і телевізорах

Переваги РКІ: низьковольтне живлення, зручне конструктивне оформлення, довговічність, надзвичайно малий споживаний струм, що є наслідком «конденсаторної» природи

Недоліки РКІ: необхідність підсвічування екрану в темряві, вузький кут огляду, інерційність, складність системи управління і комутації, оскільки на обкладки РКІ потрібно подавати імпульси змінної полярності

Семисегментні «цифрові» РКІ бувають однорозрядні і багаторозрядні РКІ виробництва країн СНД зазвичай мають «російську», а не латинську, маркування одиничних розрядів (Мал 233) Якщо індикатори багаторозрядні, то до букви додається номер знакоместа, наприклад, «а1», «г5», «g4», «2D»

Рис 233 Розташування сегментів РКІ: а) два різновиди з маркуванням кирилицею б) з маркуванням латиницею

Головним параметром при виборі РКІ є діапазон харчування Для MK підходять ті РКІ, які допускають напругу 15 .. 6 В або 5 .. 10 В Їх можна підключати до MK безпосередньо і через КМОП-дешифратори (Мал 234, а .. ж) Єдине, що потрібно, – це сформувати пульсує напруга для підкладки у вигляді меандру частотою 30 .. 1000 Гц Меандр повинен бути максимально «строгим», щоб постійна складова за період не перевищувала 50 .. 250 мВ, інакше знижується термін служби РКІ за хімічного електролізу

Рис 234 Схеми підключення семисегментних РКІ до MK (початок):

а) DD1 – це перетворювач двійково-десяткового коду в семисегментний Меандр частотою 30 .. 100 Гц надходить від MK на вхід «S», далі проходить без інверсії на вихід «Р» і подається на підкладку «ВР» РКІ HG1 Сигнали на виходах «a» .. «g» мікросхеми DD1 синфазні (сегмент світиться) або протифазні (сегмент погашений) Индицируются цифри «0» .. «9», літери «L», «Н» «Р» «А», знак «мінус» При коді 1111 на верхніх виходах MK індикатор HG1 гасне

б) напис «СНІГ» на четирехразрядном РКІ HG1 зявляється при протифазних сигналах на виходах MK Якщо встановити два низьким або високим рівня, то HG1 гасне Про

Про Рис 234 Схеми підключення семисегментних РКІ до MK (продовження):

в) M До повинен мати достатнє число вільних вихідних ліній для прямого підключення трехразрядного РКІ HG1 Інвертор на транзисторі VT1 формує протівофазний сигнал по відношенню до підкладки («Common»), щоб постійно индицировать Децімальная точка першого розряду («dpl») Децімальная точка другого розряду («dp2») постійно погашена

г) підключення до MK спеціалізованого замовного РКІ HG1 Передбачається, що MK програмно і апаратно підтримує режим сполучення з РКІ, тобто він має три нижніх лінії, автоматично формують опорні напруги Vl .. V3 Такий режим вбудований, наприклад, в MK Microchip PIC16F914

д) пряме підключення 35-розрядного РКІ HG1 до MK з низьковольтним харчуванням Сегменти РКІ, висновки яких постійно зєднуються з підкладкою «Common», світитися не будуть Це, зокрема, дві десяткові точки «dp3», «dp4» Усі вільні в РКІ висновки «NC» (No Connect) 4 .. 7, 33 .. 38 повинні зєднуватися з підкладкою, а не «висіти в повітрі» Про

Про Рис 234 Схеми підключення семисегментних РКІ до MK (закінчення):

е) індикація температури від -99 до + 199 ° С на четирехразрядном РКІ Лічильники DD1, DD2 перед індикацією нового значення обнуляються позитивним імпульсом на вході «R» Потім на входи «С» подається то кількість імпульсів, яке відповідає діагностуємих цифрі Символ «мінус» («ж1») і одна одиниця сотень градусів («62», «в2») формуються прямо від ліній MK Сигнал меандра для підкладки «П» РКІ повинен мати частоту 30 .. 200 Гц

ж) аналогічно Рис 234, e, але лічильники DD1 .. DD4 зєднуються послідовно через виходи перенесення «Р» і входи «С» Чотирирозрядний число формується за один цикл, який включає в себе обнулення по входу «R» і генерацію певного числа синхроімпульсів на вході «С» Гідність схеми – економія ліній MK Недолік – відносно великий час на передачу всіх синхроимпульсов, тк їх по максимуму може бути 9999

Джерело: Рюмік, С М, 1000 і одна мікроконтролерна схема Вип 2 / С М Рюмік – М: ЛР Додека-ХХ1, 2011 – 400 с: Ил + CD – (Серія «Програмовані системи»)