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佳麒包
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1 A. 基本概述 : PC1621 为一多功能记忆体映射的, 提供了 32 4(128) 个显示点可供选择, 并且可以用软体方式加以设定系统功能, 非常适用于各种 LCD 产品上, 其中包括 LCD 模组和各种显示零件而在 PC1621 和主控制器之间只需要 4 至 5 条线的介面即可除此之外, PC1621 还提供了省电指令 (Power Down Command), 可减少电源的耗损 B. 特性 : 工作电压 :2.4V~5.2V 内建式 KC 振荡器 256KHz 外部输入频率来源 :32KHz 石英振荡器 (Crystal) 或是外灌 256KHz 时脉输入 1/2 或 1/3 偏压 (Bias) 以及 1/2 或 1/3 或 1/4 周期 (Duty) 的 LCD 应用选择 2 种鸣音频率 (Buzzer Frequency) 可供选择省电指令 (Power down Command) 可减少电源耗损内建式时基产生器 (Time Base Generator) 和看门狗计时器 (WDT) 的装置时基或看门狗计时器溢位输出 (Time Base or WDT Overflow Output) 8 个时基或看门狗计时器时脉来源 (Time Base or WDT Clock Source) 32 4 内建式 32 4 位元的显示记忆体 (Display RAM) 4 条线串列的介面 (Serial Interface) 内建 LCD 驱动信号频率来源软体设定特性 (Software Interface) 资料模式和命令模式指令 (Data mode and Command mode Instructions) 3 种资料存取模式提供 VLCD PIN 可供调整 LCD 的电压共 19 页, 第 1 页

2 C. IC 接脚图 : D. 方块图 : PC1621/-48 SSOP PC1621B/-48 SSOP/PDIP PC1621D/-28 SKINNY 附注 : CS:Chip 选择及开始介面串列传输 BZ, BZ: 音调输出 (Tone Outputs) WR,RD,DATA: 串列介面 COM0-COM3,SEG0-SEG31:LCD 输出 IRQ: 时基或看门狗计时器溢位输出共 19 页, 第 2 页

3 VLCD: 调整 LCD 工作电压 E IC PAD 位置图 PC1621 Die Size:2300um X 2100um *PCB layout 上的 IC 基座必须接到 VDD 共 19 页, 第 3 页

4 E. IC PAD 坐标值 : Unit: mil Pad 编号名称 X Y Pad 编号名称 X Y 1 CS SEG RD SEG WR SEG DATA SEG VSS SEG OSCO SEG OSCI SEG VLCD SEG VDD SEG IRQ SEG BZ SEG BZ SEG COM SEG COM SEG COM SEG COM SEG SEG SEG SEG SEG SEG SEG SEG SEG SEG SEG SEG SEG SEG SEG SEG SEG 共 19 页, 第 4 页

5 F. IC PAD 说明 : Pad 编号 Pad 名称输入 / 输出说明 1 输入晶片选择输入端 ; 内建提升电阻, 当为逻辑高准位时, 从 PC1621 读取或写入的资料及指令皆会被禁能 (disabled), 同时串列介面电路也会被重置但是当为逻辑低准位时, 主控制器和 PC1621 之间的读写资料和送出的命令皆会被致能 2 输入 3 输入读取时脉输入端内建提升电阻, 当信号处于上升缘时, PC1621 RAM 里要读的资料会出现在 DATA 线上, 主控制控制器可在接着的下降缘将资料拴入写入时脉输入端内建提升电阻, 当信号处于上升缘时, DATA 线上的资料会拴入 PC DATA 输入 / 输出串列资料输入 / 输出端, 当做输入端时则有内建提升电阻 5 VSS 输入负电源 ( 接地 ) 7 OSCI 输入 OSCI 和 OSCO 皆连接至 Hz 的石英振荡器用来产生系统时脉如果该系统时脉的来源为外灌时脉, 这外灌时脉必须连 6 OSCO 输出接至 OSCI Pad ; 而如果该系统时脉的来源为内建 256K (on-chip)rc 振荡器时,OSCI 和 OSCO Pad 必须为开路 8 VLCD 输入 LCD 工作电压输入端 9 VDD 输入正电源 10 IRQ 输出时基或看门狗计时器溢位溢旗标,NMOS 开漏极输出 11,12 BZ, BZ 输出反相音调频率输出 13~16 COM0-COM3 输出 LCD Common 输出端 17~48 SEG31-SEG0 输出 LCD Segment 输出端 G. IC 最大额定值参数符号最小最大单位工作电压 V DD V 输入电压 V I V SS -0.3 V DD +0.3 V 储存温度 T STG 工作温度 T DP 共 19 页, 第 5 页

6 H. IC 电气特性 : DC 电气特性符参数测试条件最小标准最大单位 V DD 条件号 V DD 工作电压 V I DD1 I DD2 I DD3 I STB V IL V IH V OL1 V OH1 V OL2 V OH2 I OL3 I OH3 R PH 工作电流无载 ua 内建 256K RC 振荡器 ua 工作电流无载 ua 石英振荡器 ua 工作电流无载 ua 外部 256K 时脉来源 ua 静态电流无载 ua 省电模式 ua 低电位输入位准 DATA,WR,CS,RD V 0 1 V 高电位输入位准 DATA,WR,CS,RD V 4 5 V DATA,BZ,BZ,IRQ 电流 V OL = ma V OL = ma DATA,BZ BZ 源电流 V OH =2.7V ma V OH = ma LCD Common 电流 V OL = ua V OL = ua LCD Common 源电流 V OH =2.7V ua V OH = ua LCD Segment 电流 V OL = ua V OL = ua LCD Segment 源电流 V OH =2.7V ua V OH = ua 提升电阻 DATA,WR,CS,RD kω KΩ 共 19 页, 第 6 页

7 AC 电气特性符号参数测试条件最小标准最大单位 V D 条件 f SYS1 f SYS2 f SYS3 f LCD t cox f CLX t DD 系统时脉内建 RC 振荡器 256 KHz 256 KHz 系统时脉石英振荡器 KHz KHz 系统时脉外灌时脉 256 KHz 256 KHz LCD 时脉内建 RC 振荡器 f sys1 /1024 Hz 石英振荡器 f sys3 /128 Hz LCD Common 周期外灌时脉 f sys3 /1024 Hz n:com 的数目 n/f LCD S 串列资料时脉 300 KHz 500 KHz DATA 接脚资料输出时间 2 us 延迟 1 us f TONE 音调频率内建 RC 振荡器 2.0 或 4.0 KHz t CS 串列介面重置脉冲宽度 CS 4 us t clk WR, RD 输入脉冲宽度 (Figure 1) 写模式 3.34 us 读模式 6.67 us 写模式 1.67 us 读模式 3.34 us t r,t f 上升 / 下降时钟宽度 (Figure 1) 120 ns t su 设置 (DATA to WR, RD) 时钟宽度 (Figure 2) 120 ns t h 保持 (DATA to WR, RD) 时钟宽度 (Figure 2) 120 ns t su1 设置 (CS to WR,RD) 时钟宽度 (Figure3) 120 ns 共 19 页, 第 7 页

8 WR RD Clock 90% 50% 10% CS 50% VALID DATA t f t r V V DD DD DB 50% GND GND t su t h t CLK Figure1 t CLK tcs WR RD Clock V DD GND 50% Figure2 V DD GND WR RD Clock t su1 50% FIRST Clock LAST Clock t h1 V DD GND Figure3 I. 系统架构 : 显示记忆体 -RAM PC1621 的静态显示记忆体 (RAM) 是由 32 4 位元所组成用来储存 LCD 显示的资料, 其内容可直接映射到的内容 RAM 的资料可以用 READ WRITE 或 READ-MODIFY-WRITE 指令来存取下表显示的是 RAM 和 LCD 显示点的映射关系 : COM3 COM2 COM1 COM0 SEG0 0 SEG1 1 SEG2 2 SEG3 3 SEG3 31 Addr. Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 Bit 记忆体映射共 19 页, 第 8 页

9 系统振荡器 PC1621 的系统时脉用来产生时基 (Time Base)/ 看门狗计时器 (WDT) 的频率 LCD 驱动信号时脉以及音调频率系统时脉有三种可能的来源, 分别是 : 内建 RC 振荡器 (256KHz) 石英振荡器 (32.768KHz ) 和外灌 256KHz 时脉, 而这些来源的选择是由软体来设定下图是系统振荡器的架构图 OSCI OSCO 石英振荡器 32768KHz 外灌时脉 256KHz 系统频率内建 RC 振荡器 256KHz 1/8 执行 SYS DIS 指令之后, 不仅会停止系统时脉振荡, 同时也关掉 LCD 偏压产生器要注意的是 : SYS DIS 指令只对内建 RC 振荡器和石英振荡器有效一旦系统时脉停止后,LCD 显示器会出现空白, 而时基 / 看门狗计时器亦丧失其功能 LCD OFF 指令是用来关闭 LCD 偏压产生器, 而 SYS DIS 指令则为系统省电指令, 用来减少电源的耗损但是如果系统时脉的来源设定成外灌时脉, 此时使用 SYS DIS 指令并不能关闭外部振荡器的运作, 而且也无法执行省电模式至于将系统时脉的来源设定成石英振荡器, 此设定虽然可以外灌 32KHz 时脉至 OSCI 接脚, 但执行 SYS DIS 指令亦无法进入省电模式, 这情形跟系统时脉的来源设为外灌 256KHz 时脉情形是一样的而在每次开启电源时,PC1621 的初始状态为 SYS DIS 状态时基和看门狗计时器时基产生器是由一个八阶向上计数器 (8 stage count-up ripple counter) 所组成, 用来产生精确的时基而看门狗计时器 (WDT) 则是由一个八阶时基产生器和一个二阶向上计数器所组成 (8 stage time base generator and a 2 stage count-up counter), 用来中断主控制器和其他子系统产生不正常的状况, 包含 : 未知或不想要的跳跃指令执行错误等如果看门狗计时器发生溢位, 会导致内部看门狗计时器旗标 (WDT time-out flag) 设定时基产生器或看门狗计时器溢位旗标的输出可经由指令选择, 连接至 IRQ 的输出 PC1621 可产生 8 种不同的频率, 可供时基产生器和看门狗计时器选择该频率是以如下的公式来计算 : f WDT =32KHz/2 n 其中 n 的值为 0~7, 可由指令来设定而 32KHz 表示系统频率, 其来源可为 KHz 的石英振荡器, 或是内建 256KHz 振荡器, 或是外灌 256KHz 频率如果系统频率的来源设定成内建共 19 页, 第 9 页

10 256KHz 振荡器或是外灌 256KHz 频率, 这频率的来源会自动被一个三阶预除器 (Prescaler) 除成 32KHz 若是使用时基产生器和看门狗计时器相关指令时, 必须小心谨慎, 这是因为时基产生器和看门狗计时器使用同一个八阶计数器举例来说 : 若执行 WDT DIS 命令, 不仅看门狗计时器被禁能, 且时基产生器也会被禁能 (disabled), 而执行 WDT EN 指令, 则可同时致能 (enable) 时基产生器以及看门狗计时器溢位旗标输出 ( 将看门狗计时器溢位旗标连接至 IRQ 接脚 ) 执行 TIME EN 指令, 使得看门狗计时器与 IRQ 接脚没有连接, 而时基产生器的输出则连接至 IRQ 接脚上如欲清除看门狗计时器里的内容, 可执行 CLR WDT 指令, 但若要清除时基产生器的内容, 可执行 CLR WDT 或 CLR TIMER 指令要注意的是 : 不论是 CLR WDT 指令或是 CLR TIMER 指令都必须执行于 WDT EN 或 TIME EN 指令之前才行同样的 CLR WDT 和 CLR TIMER 指令也都得执行于 IRQ EN 指令之前而 CLR TIMER 指令也必须在看门狗计时器模式转换至时基模式之前执行才可以一旦看门狗计时器发生溢位,IRQ 接脚会一直维持在逻辑低准位的状态直到执行过 CLR WDT 或 IRQ DIS 指令为止但如果 IRQ 输出被禁能 (disabled) 的话,IRQ 接脚会浮接, 这 IRQ 输出是由 IRQ EN 或 IRQ DIS 指令来设定致能或禁能 IRQ EN 指令可使时基产生器的输出或是看门狗计时器溢位旗标的输出出现在 IRQ 接脚上有关时基产生器和看门狗计时的架构图, 请参考下图时基 / 看门狗计时器时基产生器系统时脉时脉来源 2 n TIMER EN IRQ F=32KHz 256 VDD WDT EN n=0-7 D Q 4 CK R CLR WDT IRQ EN/DIS 内建 RC 振荡器或是石英振荡器执行省电模式皆可减少电源的耗损, 这是因为在此省电模式下可以相关的指令来开启或关闭振荡器, 如此可减少不必要的电源耗损在这省电模式下, 时基产生器和看门狗计时器皆会失去原来的功能在电源开启时,IRQ 接脚是被禁能 (disabled) 的相反的, 如果系统频率的来源选择外灌时脉的话, 不仅无法执行 SYS DIS 指令而且也不能进入省电模式换句话说, 一旦选择了外灌时脉来源为系统频率,PC1621 会持续不断的运作, 直到电源关闭或是外灌时脉来源被取换为止音调输出 PC1621 提供一个简单的音调产生器 (Tone Generator), 用来产生一对反相的驱动信号 (differential driving signals), 从 BZ 和 BZ 接脚输出单音执行 TONE4K 或 TONE2K 指令, 可产生二种音调频率的选择,TOME4K 或 TONE2K 指令, 可分别将音调频率设定成 4KHz 或 2KHz 若欲开启或关闭音调输出的话, 可执行 TONE ON 及 TONE OFF 指令 BZ 和 BZ 音调输出是一组反相的驱动输出, 用来直接驱动蜂鸣器 (Buzzer) 一旦系统被禁能或是音调输出被禁止时, 这组 BZ 和 BZ 音调输出会维持在低准位上 (low level) 共 19 页, 第 10 页

11 PC1621 是一个储有 128(32 4) 个显示点可供选择的, 而且可以使用软体指令设定成 1/2 或 1/3 偏压及 2 或 3 或 4 个 commons 的, 非常适用于各种不同 LCD 产品上其 LCD 驱动时脉是由系统时脉所衍生出来的, 该频率的值始终维持在 256KHz, 而不管选择的是 KHz 石英振荡器频率或是内建 RC 振荡器频率或者是外灌频率, 其结果都一样下表所显示的是 LCD 相关的指令和设定名称指令码功能 LCD OFF X 关闭 LCD 输出 LCD ON X 开启 LCD 输出 BIAS & COM abXcX C=0:1/2 偏压选项 C=1:1/3 偏压选项 ab=00:2 commons 选项 ab=01:3 commons 选项 ab=10:4commons 选项其中, 斜体的 100 代表命令模式的 ID 如果连续送出了命令指令, 除了第一个命令指令之外, 其他的命令模式 ID 全都可以被省略掉使用 LCD OFF 指令可关闭 LCD 偏压产生器用来关闭 LCD 显示器而 LCD ON 指令则是开启 LCD 偏压产生器以便打开 LCD 显示器至于 BIAS 和 COM, 所代表的是 LCD 显示板上有关的设定, 可以用来设定 PC1621 与其他 LCD 显示器相容指令格式 PC1621 的指令格式有二种模式, 可以用软体来设定, 用以选择 PC1621 的时脉来源以及传输 LCD 上显示点的资料这二种模式指令分别为命令模式 ( 其 ID 为斜体 100) 和资料模式命令模式包含系统架构指令 (System configuration command) 系统频率选择指令 (System Frequency Selection Command) LCD 设定指令 (LCD Configuration Command) 音调频率选择指令 (Tone Frequency Selection Command) 时基 / 看门狗计时器设定指令 (Time base/wdt Setting Command), 以及工作指令 (Operating Command ) 而资料模式则包括了 READ WRITE 和 READ-MODIFY-WRITE 等操作下表所显示的是资料模式以及命令模式的 ID: 操作模式 ID 读取资料 100 写入资料 101 先读取修改后再写入资料 101 命令命令 100 值得注意的是 : 模式指令必须在资料或命令模式之前送出若是连续送出命令, 其命令模式 ID, 即斜体 100 可以省略掉若是系统是在非连续指令或是非连续位址资料模式中工作的话,CS 接脚的值应该设为 1, 来重置先前的工作模式一旦 CS 接脚的值变成 0, 便可送出新的工作模式 ID 介面共 19 页, 第 11 页

12 PC1621 的介面只需要 4 条信号线, 分别为 CS DATA RD 和 WR 线其中,CS 线是用来启始串列介面电路以及终止主控制器和 PC1621 之间的联系如果 CS 接脚的值设为 1, 在主控制器和 PC1621 之间传输的资料和指令会被禁能, 且会被重置送出模式指令或是转换模式之前, CS 信号必需要有一个高准位的脉冲来启始串列介面 DATA 线代表串列资料输入 / 输出线, 所有想要读取或写入的资料或送出的命令都必须经过 DATA 线而 RD 线是用来输入 READ 时脉, 在 RD 信号处于下降缘时, 从 LCD RAM 读出的资料会出现在 DATA 线上, 直到 RD 信号出现在下一个下降缘时或是 CS 的值变成 1 为止在 RD 信号进入下一个下降缘之前, 出现在 DATA 线的资料可以被读进 PC1621 至于 WR 线是用来输入 WRITE 时脉, 在 WR 信号处于上升缘时, DATA 线上的资料位址或是指令会写入 PC1621 内另外, 还有一条可有可无的 IRQ 线, 用来作为主控制器和 PC1621 之间的介面 IRQ 接脚可以用软体设成时基输出或是看门狗计时器溢位旗标输出主控制器藉由连接至 PC1621 的 IRQ 接脚, 就能执行时基或是看门狗计时器等功能连接 PC1621 IRQ 接脚的输入端, 必须连接至一个提升电阻如果 DATA 不需要读回来的话, 其实介面只要三条信号线即可 J. 时序图 : 读取模式 (ID:110) 读取模式 ( 连续位址的读取 ) 写入模式 (ID:101) 写入模式 ( 连续位址写入 ) 共 19 页, 第 12 页

13 写入模式 (ID:101) 写入模式 ( 连续位址写入 ) 先读取修改后再写入模式 (ID:101) 共 19 页, 第 13 页

14 先读取修改再写入模式 ( 连续位址的读写 ) 命令模式 (ID:100) 资料及命令模式附注 : 主控制器从 DATA 线读入资料的正确时机为在 RD 线上缘至下一个 RD 线下缘之间 K. 指令集 : 名称指令码 D/C 功能电源启始初始状态共 19 页, 第 14 页

15 名称指令码 D/C 功能电源启始初始状态 READ 110 a5 a4 a3 a2 a1 a0 d0 d1 d2 d3 D 读取 RAM 的资料 WRITE 101 a5 a4 a3 a2 a1 a0 d0 d1 d2 d3 D 将资料写入 RAM READ MODIEY WRITE 101 a5 a4 a3 a2 a1 a0 d0 d1 d2 d3 D 先读取修改后再写入 RAM SYS DIS X C 关闭系统振荡器及 LCD 偏压产生器 ( 进入省电模式 ) SYS EN X C 开启系统振荡器 LCD OFF X C 关闭 LCD 偏压产生器 LCD ON X C 开启 LCD 偏压产生器 TIMER DIS X C 禁能时基输出 WDT DIS X C 禁能看门狗计时器溢位旗标输出 TIMER EN X C 致能时基输出 WDT EN X C 致能看门狗计时器溢位旗标输出 TONE OFF X C 关闭音调输出 TONE ON X C 开启音调输出 CLR TIMER XXX C 清除时基计时器内容 CLR WDT XX C 清除看门狗计时器的内容 XTAL 32K XXX C 系统时脉来源, 石英振荡器 RC 256K XXX C 系统时脉来源, 内建 RC 振荡器 EXT 256K XXX C 系统时脉来源, 外灌时脉 BIAS 1/ abX0X C LCD 1/2 偏压选项 ab=00:2 commons 选项 ab=01:3 commons 选项 ab=10:4 commons 选项 BIAS 1/ abX1X C LCD 1/3 偏压选项 ab=00:2 commons 选项 ab=01:3 commons 选项 ab=10:4 commons 选项 TOEN 4K XXXXXX C 音调频率 :4KHz TONE 2K XXXXXX C 音调频率 :2KHz IRQ DIS X0XXXX C 禁能 IRQ 输出共 19 页, 第 15 页

16 名称指令码 D/C 功能电源启始初始状态 IRQ EN X1XXXX C 致能 IRQ 输出 F1 F2 F XX000X C XX001X C XX010X C F XX011X C F16 F32 F64 F128 TOPT XX100X C XX101X C XX110X C XX111X C 时基输出 :1KHz 看门狗计时器时脉产生 :4S 时基输出 :2Hz 看门狗计时器时脉产生 :2S 时基输出 :4Hz 看门狗计时器时脉产生 :1S 时基输出 :8Hz 看门狗计时器时脉产生 :1/2S 时基输出 :16Hz 看门狗计时器时脉产生 :1/4S 时基输出 :32Hz 看门狗计时器时脉产生 :1/8S 时基输出 :64Hz 看门狗计时器时脉产生 :1/16S 时基输出 :128Hz 看门狗计时器时脉产生 :1/32S X C 测试模式 ( 测试用 ) TNORMAL X C 正常模式 ( 测试用 ) 附注 :X: 可忽略 a5-a0:ram 位址 d3-d0:ram 资料 D/C: 资料 / 命令模式表格中所有斜体字, 包含和 100, 皆为模式指令其中, 斜体 100 代表命令模式的 ID 若连续送出了命令, 除了第一个命令以外, 其他的命令模式 ID 必须被省略掉时基 / 看门狗计时器时脉频率或是音调频率来源可以是内部的 256KHz 的 RC 振荡器或是 KHz 的石英振荡器, 或者是外灌 256KHz 时脉而频率的计算方式, 是根据上述系统频率来源计算的在电源启始初始状态时, 建议使用者将 PC1621 做初始化尽量避免使用内定值以免因电源启始时重置不良, 而造成 PC1621 无法正常工作共 19 页, 第 16 页

17 L. 应用电路 : 配备有 PC1621 显示系统的主控制器 PC1621 IRQ 接脚的连接是依靠主控制器的需要来作选择的, 且需输入至有提升电阻的输入端如果 V LCD 和 V DD 同电位, 需将 V LCD 和 V DD 接在一起才可以共 19 页, 第 17 页

18 PC1621 IC 邦定注意事项一固晶环节 : 1. 点红胶时不宜点太多, 红胶太多易使 IC 表面粘胶, 影响邦线 2. 宜用真空吸笔吸取 IC, 不要用竹签缠双面胶之类的工具, 此类工具极易将 IC 刮伤 3. 保持粘 IC 工具清洁, 避免弄脏 IC. 4. 红胶完全干后才能上机台邦线二邦定环节 : 1. 换能器机械压力宜调整在 25g 左右 2. 邦定时的焊点大小应控制在线径的 1.5 倍以下 3. 邦定时请将线弧调整为 0.2mm 以上焊点宽度控制在 1.2~1.5 倍线径, 线尾控制在 0.8~ 1.2 倍线径 4. 经常检查焊线有无偏位现象, 将焊点位置控制在 PAD 范围内 5. 底板翘线需补线时, 宜将翘起的线挑掉再邦不宜在线的翘起端与底板之间邦线, 这样会造成封胶后断路三测试环节 : 邦定后未封胶之前测试, 宜将测试架遮光, 避免 IC 因为光敏而功能不良四封胶环节 : 调黑胶时不宜调得太稀, 浓度以胶烘干后不漏线为准, 封胶内部不能有气泡五烘烤 : 共 19 页, 第 18 页

19 冷胶烘烤温度宜控制在 , 热胶烘烤时间根据实际情况确定, 原则上 COB 出炉时黑胶应已完全烘干共 19 页, 第 19 页

Features

Features 特色工作电压 : 2.4V~5.2V 内建 256KHz RC oscillator 提供 1/4 偏压 1/8 COM 周期省电模式 48x8 LCD 駆动器内建 48x8 bit 显示内存 3-wire serial interface 软件程控资料及指令模式自动增加读写地址 VLCD 脚位可用来调整 LCD 输出电压内建电阻式偏压产生线路 8 种 WDT 的基频选择定时器及 WDT