基于C8051F020的OLED驱动控制系统

１ 引 言
有机电致发光显示 （ Ｏ ｒ ａ ｎ ｉ ｃＬ ｉ ｈ ｔＥ ｍ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｇ ｇ ， 是 一 种 新 兴 的 平 板 显 示 技 术。 与 Ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ） 目前的各种平 板 显 示 技 术 相 比 ， Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 具有亮度 高、 响应 速 度 快、 自 发 光、 演 色 性 好、 视 角 宽、 功耗 低和易于制作在 柔 性 衬 底 上 等 优 点 ， 有很大的市 场应用潜力 。 从制作工艺上分 Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 的驱动方 式 有 多 种 ， 有无 源 驱 动 （ ，ＰＭ ） 和有源驱动 Ｐ ａ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅＭ ａ ｔ ｒ ｉ ｘ （ ， Ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅＭ ａ ｔ ｒ ｉ ｘ ＡＭ ）
７］ 状态 ， 见表 １ 所示 ［ 。
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图 １ Ｓ Ｓ Ｄ １ ３ ２ ２ 的结构框图 Ｆ ｉ ． １ Ｓ Ｓ Ｄ １ ３ ２ ２ｂ ｌ ｏ ｃ ｋｄ ｉ ａ ｒ ａ ｍ ｇ ｇ
２． ２ 单片机 犆 ８ ０ ５ １ 犉 的接口设计 所使 用 的 ＭＣ 型 Ｕ为Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ 系 列 单 片 机， 号为 Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ ０ ２ ０。 该系列的 单 片 机 由 美 国 Ｓ ｉ ｌ ａ ｂ ｓ 公司 推 出 ， 把８ ０ Ｃ ５ １系列单片机从微控制器 （ 时代推向片上系统 （ 时代 ， 使之功 能 ＭＣ Ｕ） Ｓ Ｏ Ｃ）
５］ 更强大 ， 使用 更 方 便 ［ 。选用该型号单片机的原
因， 其 一 是 由 于 它 的 功 耗 低， 系统中采用的是 符合 Ｏ ， ３ ． ３Ｖ供电， Ｌ Ｅ Ｄ 的供电范围 （ ２ ． ７～３ ． ３Ｖ） 从而 使 得 Ｃ ／ ８ ０ ５ １ Ｆ 的Ｉ Ｏ 电压与 Ｓ Ｓ Ｄ １ ３ ２ ２的引 脚电压完全匹配 ， 不会造成电压倒灌的现象
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液 晶 与 显 示
第２ ４卷
结构框图 ， 用户只需要给接口提供电源 、 产生驱动 指令 信 号 和 显 示 数 据 信 号 ， 就能点亮 Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 屏。 驱动方式为直流 Ｓ Ｓ Ｄ １ ３ ２ ２ 采用的 是 ＴＡ Ｂ 封 装， 只需要３． 驱动 ， ３Ｖ 的操作电压和１ ０～２ ０Ｖ 的面 板驱 动 电 压 ， 便可以点亮 Ｏ 功耗较 Ｌ Ｅ Ｄ 显 示 屏， 低 。 这种基于 ＣＭＯ Ｓ 工艺 的 驱 动Ｉ Ｃ 集 成 了 行、 列驱动器 、 振荡器 、 对比度控制器和图形数据存储 ， 大幅减少了外围器件的数量和 器（ Ｇ Ｄ Ｄ Ｒ ＡＭ） 功耗 。 可支持的最大分 辨 率 为 ４ 可以显 ８ ０×１ ２ ８， 并可以编程实现１ 当 示４阶 的 局 域 色， ６ 灰 度 级， 用于单色显示时 ， 可编程控制２ ５ ６ 级 对 比 度。 其 次， 根据所使用的微处理器（ 的 不 同， ＭＣ Ｕ） Ｓ Ｓ Ｄ １ ３ ２ ２ 可以提供 ８ 位的 ６ ８ ０ ０ 系 列 ＭＣ Ｕ 并行 、 ８位 ８ ０ ８ ０ 系 列 的 ＭＣ Ｕ 并行时序和 Ｓ Ｐ Ｉ（ Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ） 串行 ３ 种通信接口模式 。 Ｐ ｅ ｒ ｉ ｈ ｅ ｒ ａ ｌ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｐ
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表 １ ８ ０ ８ ０ 时序的控制引脚 Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ１ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌｐ ｉ ｎ ｓｏ ｆ ８ ０ ８ ０ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ Ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｗ ｒ ｉ ｔ ｅｃ ｏ ｍｍ ａ ｎ ｄ Ｒ ｅ ａ ｄｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ Ｗ ｒ ｉ ｔ ｅｄ ａ ｔ ａ Ｒ ｅ ａ ｄｄ ａ ｔ ａ ／ Ｒ Ｄ＃ ＷＲ＃ Ｃ Ｓ＃ Ｄ Ｃ＃ Ｈ ↑ Ｈ ↑ ↑ Ｈ ↑ Ｈ Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ Ｈ Ｈ
基于 犆 ８ ０ ５ Байду номын сангаас 犉 ０ ２ ０的 犗 犔 犈 犇 驱动控制系统
２ ２ 郑喜凤１， 盖鑫玮１， ， 魏春娟１， （ 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 ， 吉林 长春 １ １． ３ ０ ０ ３ ３； 中国科学院 研究生院 ，北京 １ ） ２． ０ ０ ０ ３ ９
摘 要 ：设计了一种有机电致发光显示 器 的 驱 动 控 制 电 路 ， 可以实现２ 具有 ５ ６×６ ４ 像 素 点、 加上外围电路和专用驱动Ｉ １ ６ 级灰度 的 单 色 显 示 。 以 Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ ０ ２ ０ 作 为 主 体 ＭＣ Ｕ， Ｃ 实现 Ｏ Ｓ Ｓ Ｄ １ ３ ２ ２ 构成整个显示系统 。 通过字 模 提 取 软 件 提 取 所 需 显 示 代 码 ， Ｌ Ｅ Ｄ 显示屏具 适用于低功耗场合 。 有灰度级的文字和图片显示 。 提出 Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 的休眠模式 ， 关 键 词： Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ； Ｓ Ｓ Ｄ １ ３ ２ ２； Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ ０ ２ ０ 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ ６ ８． １； Ｔ Ｎ３ ８ ３＋ ． １ 文献标识码 ：Ａ
图 ２ 硬件结构框图 Ｆ ｉ ． ２ Ｈ ａ ｒ ｄ ｗ ａ ｒ ｅｂ ｌ ｏ ｃ ｋｄ ｉ ａ ｒ ａ ｍ ｇ ｇ
控制命令通过 ＭＣ Ｕ 接口输 入到 控制 命令解 然 后 输 出 时 钟、 行 同 步、 场同 码器 进 行 命 令 解 码 ， 从而控制 Ｏ 显示 步信号 ， Ｌ Ｅ Ｄ 显 示 的 振 荡 频 率、 器件的电压 转 换 模 块 以 及 Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 显示内容的行 列偏移量的 驱 动 模 块 。 工 作 时 ， 显示数据由控制 电路通 过 ＭＣ 通 Ｕ 接口输入到 Ｇ Ｄ Ｄ Ｒ ＡＭ 缓 存 ， 过灰度解码器对 数 据 进 行 解 码 ， 然后将解码后的 显示 数 据 通 过 行 列 驱 动 器 驱 动 Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 显 示， Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 上即可呈现稳定的显示效果 。 ／ ＭＣ Ｕ 通过 Ｒ Ｅ Ｓ＃ 、 Ｃ Ｓ＃ 、 Ｄ Ｃ、 ＷＲ＃ 、 Ｒ Ｄ＃ 和Ｄ ３个接口控制 Ｓ Ｓ Ｄ １ ３ ２ ２ 驱动Ｉ Ｃ， ０ ～Ｄ ７ 共１ 从而 控 制 Ｏ 当 Ｌ Ｅ Ｄ 显 示 屏 。Ｃ Ｓ＃ 为 片 选 信 号 ， Ｃ Ｓ Ｃ Ｕ 才能与驱动Ｉ Ｃ 通信； Ｒ Ｅ Ｓ ＃ 接低电平时 Ｍ ＃ 是复位使能端 ， 当接低电平时 ， 所有控制寄存器均 同时图像寄存器清 被设定为出厂时 的 默 认 状 态 ， 零； ／ 当Ｄ ／ Ｄ Ｃ 为数据／命令选择信号 ， Ｃ 为 低电平 时， 当Ｄ ／ Ｄ Ｃ 为高电 ０ ～Ｄ ７ 被作为命令输入 端 口 ， 平时 ， Ｄ ＷＲ ＃ 和 ０ ～Ｄ ７ 被 作 为 数 据 输 入 端 口； 当Ｃ 在 Ｒ Ｄ＃ 分别为写和读选择信号 ， Ｓ＃ 为低 时 ， 其下降沿读写有效。 通过改变 Ｄ ／ 、 Ｃ ＷＲ＃ 和 Ｒ Ｄ＃ 单片机对 Ｏ ３ 个接口的高低 ， Ｌ Ｅ Ｄ 的控制有４种
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２ ０ ０ ９ ０ １ ０ ９；修订日期 ： ２ ０ ０ ９ ０ ２ １ ６ 收稿日期 ： ） Ｎ ｏ ． ０ ８ ９ Ｙ ３ ２Ｗ ０ ８ ０ 基金项目 ：中国科学院创新三期基金项目 （
本文 基 于 单 片 机 Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ ０ ２ ０设计了 Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 的驱动 控 制 电 路 ， 可实现２ 具有 ５ ６×６ ４ 像 素 点、 １ ６ 级灰度的 单 色 显 示 。 提 出 了 Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 的休眠模 式， 适用于低功耗场合 。
［ ６］
二是 Ｃ 这 ８ ０ ５ １ Ｆ 系 列 单 片 机 有 着 多 种 复 位 方 式， 样就提高了系统的安全性 、 灵活性 ， 并有利于零功 其三是 Ｃ 耗设计 ； ８ ０ ５ １ Ｆ 系列单片机可实现通过 可以为生产和测试提 Ｊ Ｔ ＡＧ 接口的在 系 统 调 试 ，
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２ Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 模块与单片机 Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ的 接口设计
２． １ 犗 犔 犈 犇 模块 所选用的 Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 模块是台湾悠景公司的产 品， 型 号 为 ＵＧ ５ ６ ６ ４ Ａ Ｓ Ｙ Ｄ Ｆ ０ １。 显 示 屏 是 单 色 （ 黄色 ） 的 ，具有２ 屏幕尺 ５ ６×６ ４ 点阵 、 １ ６ 灰度级 ， 。驱动Ｉ 寸为 ７． ９ｃ ｍ（ ３． １ ２ｉ ｎ） Ｃ 为Ｓ Ｏ Ｌ ＯＭＥ Ｎ 公司的 Ｓ Ｓ Ｄ １ ３ ２ ２ Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ。图 １ 所示 为 Ｓ Ｓ Ｄ １ ３ ２ ２的
第２ ４卷 第４期 ２ ０ ０ ９年８月
液 晶 与 显 示
Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅＪ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆＬ ｉ ｕ ｉ ｄＣ ｒ ｓ ｔ ａ ｌ ｓａ ｎ ｄＤ ｉ ｓ ｌ ａ ｓ ｑ ｙ ｐ ｙ
Ｖ ｏ ｌ ． ２ ４， Ｎ ｏ ． ４ ， Ａ ｕ ． ２ ０ ０ ９ ｇ
文章编号 ： （ ） １ ０ ０ ７ ２ ７ ８ ０ ２ ０ ０ ９ ０ ４ ０ ５ ６ ７ ０ ４
； 其
第４期
郑喜凤 ， 等： 基于 Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ ０ ２ ０的 Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 驱动控制系统
［ ］ １ ４
可 以 有 效 降 低 功 耗。交 流 驱 采用直流驱 动 方 式 ， 动一般应用于中 大 尺 寸 的 场 合 ， 可以实现高分辨 高 亮 度 的 显 示， 是 目 前 驱 动 技 术 研 究 的 热 点， 率、 但是没有无源驱动技术成熟 。 驱动电路 的 设 计 对 Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 显示屏的显示效 果、 制作成本及 系 统 的 运 行 性 能 起 着 很 重 要 的 作 驱动电源 则 是 整 个 电 路 设 计 的 关 键 。 驱 动 电 用， 源分电压源驱动和电流源驱动两种 。Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ 是电 流 型 驱 动 器 件， 其 亮 度 和 电 流 近 似 成 线 性 关 系。 采用 恒 流 源 驱 动 可 有 效 避 免 因 Ｉ Ｔ Ｏ 阳极电阻压 降所引起的显示 亮 度 不 均 匀 性 问 题 ， 使显示质量