带有控制芯片的VFD显示屏灯丝和负压的连接

本文介绍了采用PT6311或CS16312等控制芯片的VFD显示屏的工作原理及其显示机制。详细解释了灯丝发射电子、栅极控制及段控制的作用,并讨论了灯丝电压和栅极电压的外部提供方式与集成方式。

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集成了PT6311或者CS163o12等类似芯片的VFD显示屏,芯片负责对VFD的扫描显示,并可以提供键盘、LED、通用IO口等功能,只需要在更新显示内容的时候对芯片进行写操作,在读取键盘状态的时候进行读操作等,使用非常方便。

VFD显示屏的显示原理类似于CRT显示器,灯丝发射电子,栅极控制对应区域的显示与否,段控制单独点、划、符号的显示。为了保证灯丝发射的电子数量满足显示要求,灯丝要供电,灯丝具体电流或电压看对应器件的数据手册。为了保证电子能量足够激发显示字段上的荧光粉,显示字段的电位与灯丝电位相比,要足够高。

对集成了灯丝电压和栅极电压产生电路的VFD显示屏,可以不关心其电气连接关系,直接应用即可。需要注意的是,部分集成了电压产生电路的VFD显示屏,电压产生电路由外部接口控制,在显示过程中,必须激活电压产生电路。

对需要外部提供灯丝电压和栅极电压的VFD显示屏,控制关系如下:

----高电位     显示字段 | 栅极电压

----低电位    灯丝电位

控制电路电位可以是高电位,也可以是低电位,只要满足上述灯丝和显示字段、栅极的电位关系。

但像PT6311和CS16312等控制芯片,其器件工作原理要求芯片的工作电位与上面的高电位对应,所以在DIY制作中,栅极电压的正极与芯片的GND连接在一起,栅极电压的负极接入芯片VEE管脚。灯丝电位与VEE绑定。

由于灯丝在工作状态存在电阻,会导致灯丝不同部位所处电位是不一致的,不同部位相对显示字段的电位差也不同,会导致不同部分显示亮度不一致。为实现均匀的显示亮度,灯丝一般用交流电供电,50Hz的亮度波动在视觉上是可以忽略的。

前言: 今天的主角其实是好多朋友都应该已经熟悉的8位米字VFD显示屏,由YLEEE老板一年前“隆重”推出,期间很多朋友都做过,各种各样的实现驱动方法都有,这里我就做评价。我的主要思路是:简单、可靠,有专门驱动就用专门驱动,当然最重要的是要时间精准:1、我之前的同步母钟同步(推荐)2、使用GPS模块校时。 八位米字VFD显示屏实物截图: 这个从图片上可以看出,做时钟是非常合适的,唯一的缺点就是稍微小点,过瑕掩瑜,量多价优呀! 尺寸图: 先说说规划的功能特点: 1、从上面数据手册可以知道,这个是8位16段,使用PT6311可以了,专用芯片稳定、可靠、驱动效果好,这是我的一贯的原则,大家也可以使用几十个三极管做动态扫描驱动,反正是折腾,咋么搞都行; 2、还是使用绕制的高频变压器做灯丝负压、隔离电源,优点:简单、稳定、可靠,灯丝交流、负压一次产生,需要再利用系统其它资源。缺点:变压器虽然是EE13,可也能能做的超薄; 3、3组硬件自动开关机,这个我之前的很多时钟上面都有。就是可以设置几组自动开 关时间,控制VFD灯丝负压电源,做到节能,延长寿命; 4、3组闹钟,每组可单独设置开启、关闭,闹铃响铃长度1-99秒,周末闹铃是否开启; 5、星期是程序根据年月日自动计算的,需要设置; 6、12小时/24小时时间显示模式选择;(遥控器上F1快捷功能有效) 7、温度显示;(遥控器上TEMP快捷功能有效) 8、日期 星期显示;(遥控器上DATE快捷功能有效) 9、固定显示时间/或者循序显示:时间1分钟-星期、日期显示5秒、温度显示5秒,2种显示模式可选。(遥控器上F2快捷功能有效) 10、光控自动调节或手动度调节,1-8级,设置00就是光控自动调节。自动开关机时段,也能手动或自动度控制; 11、红外遥控功能,也带红外学习功能,可以使用你自己的遥控器学习、控制; 12、有DS1302实时时钟芯片(正宗的能弄到只有拆机的了),外接正品日本KDS 5ppm晶振(这个好容易找工厂朋友弄到,厂家仪表进行过筛选) 13、母钟的同步子钟/GPS同步时钟/普通时钟,大家可以根据自己的需要,选择同的功能应用; 子母钟同步时,可以使用我之前介绍的2种,具体可参考之前的文章: https://www.yeyudo.cn/article.asp?id=254 https://www.yeyudo.cn/article.asp?id=259 https://www.yeyudo.cn/article.asp?id=260 8位米字VFD制作的同步子钟/GPS时钟电路设计包括MCU控制板+驱动板2部分。 见PCB实物截图: 实物购买链接:https://item.taobao.com/item.htm?spm=2013.1.0.0.lJN4W6&id=15071361340
通用VFD显示模块的设计原理说明与制作过程讲解,展示如何在业余条件下完成一个通用的VFD显示模块的设计与制作过程。 制作特点 使用大尺寸的优质VFD显示屏幕包含9位带小数点、逗号及下指针的标准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; 使用无变压器的驱动电路,板上电路独立完交流灯丝电压与负高压驱动阳极与栅极,符合VFD驱动规范,显示效果优良无闪烁; 全板采用全贴片零件制作,所有零件全部藏于显示屏下方机,实现了超薄外观; 模块主设计使用单片机驱动方案,板上自带的单片机仅可以完成各驱动功能,同时也具备了模块自检功能,可在无外部单片机驱动的情况下,自主完成自检显示; 程序已经预写入单片机内,用户无需配备专用的写入器设备。模块制作容易,调试简单,仅需配备普通万用表即可,适合初级电子爱好者自制; 公开源码的Arduino驱动程序,仅需添加几行应用代码即可实现显示,显示过程中消耗单片机资源,简单易用;源码使用纯C语言编写,移植简单,完全可支持51、STM等单片机; 所有接口引线全部通过插针引出,可选择单排针或双排针连接方式。模块与单片机的接口引线仅3根,节约单片机I/O口资源。 模块与ARDUINO UNO线路连接图 模块焊接对照图 ARDUINO VFD显示模块演示视频 电路城语:免费分享设计资料,提供技术支持,请大家使用前验证资料的正确性! 附件包含以下资料: 模块电路图 模块焊接对照图 BOM元件表 INRC09SS49T ARDUINO VFD显示模块源代码 通用VFD显示模块设计原理说明 亚克力外壳设计文件(其中边条部分请使用2.8mm厚度的亚克力板激光切割,上下板及边板使用1.8mm厚度的亚克力板激光切割。组装请使用M2螺丝与螺母)
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