VFD的实现原理和驱动设计

VFD的实现原理和驱动设计

单片机音响技术网 2008/2/21

VFD 的简单介绍

VFD 是指真空荧光显示器，是 Vacuum Fluorescent Display 的缩写，利用电子撞击玻璃基板上的荧光粉而发光，通过VFD上面的各个亮点的组合一起发亮来显示字符，数字，特定的图标等等。由于VFD的显示，清晰 明亮 低工耗等特点被广泛用于家用电器，仪器设备，自动动化设备等上面，用来显示数字信息如温度，字符信息 如：名称 和一些标记指示信息。有关VFD的硬件结构，工作原理，在网上有很多的介绍，在官方网站可以很容易的找到非常准确的介绍。VFD原理及使用请在本站下载

DVD视盘机的VFD显示典型硬件电路

VFD的硬件电路可根据VFD屏的SPEC了解其需要驱动的段，位，选择相应的驱动IC，常用的包括PT6312，PT6311，PT6311相对驱动的段，位多些，可连接的按键也多些。驱动电路的外围元件参数参照PT6311，PT6312的SPEC即可，需要注意的是，6312，6311有很多品牌均可通用，不同品牌的驱动注意其振荡电阻阻值的差异，其余基本相同，另外在电路半设计中驱动电压+5V的去藕电容尽量靠近IC，驱动数据线（DATA，STB，CLK）各连接一个101瓷片到地，保证IC，数据线不受干扰或减轻干扰。

VFD显示屏的供电

VFD显示屏的供电包括交流~3V3灯丝电压和驱动芯片需要的-21V~-27V以及+5V，上图是典型的变压器次级供电处理电路。
还有一种方法是用直流逆变得到或者使用开关电源，现在市场上很多专门的DVD开关电源，满足DVD解码板以及VFD显示的电源要求，电源组包括：+5V，±12V，-21V，~3V3，有些还带常用集成功放的电源，使用他们也非常方便。笔者设计的TOPAV-2008开发平台，其VFD供电采用了直流逆变交流的方式，结构非常简洁，使用方便，详细可到单片机音响技术网了解。

VFD 的软件控制驱动设计

前面说过VFD用途广泛，所以就非常有必要搞清楚如何通过软件去驱动它了，怎样让VFD显示我们要显示的内容，这就是一个程序员要思考的问题了，也是本文的目力所在。市场上有很多电子产品都要用到VFD，其中目前比较火热的数字电视，机顶盒（DVB）还有DVD上面都在使用VFD显示。要想让VFD正常的工作还要依赖一个工作的平台，比如说，你是在 Sunplus平台上，还是在Cheertek，Ali,ST,MTK,ESS的等平台上做。要让程序能高效的工作，并且具备最大可能性的移植和扩展性是非常重要的，例如让一个VFD的驱动模块同时可以在 Sunplus,cheertek,Ali等多个平台上工作，也可以能在其它单片机上工作，只要它能支持 C语言编程。为了让整个模块更加的模块化，我们就需要对整个模块进行进一步的细份。哎！废话少说，太激动了。

驱动三步走

我们把VFD的驱动分成三步或三部分来实现，各个部分实现相应的功能：

第一步：上层接口,用于适应市场上不同公司和种类的VFD。
第二步：中间层 ,VFD各中显示功能的的实现，用语满足显示需求。例如：一般显示，闪动， 滚动，旋转，等....
第三步：平台接口,用于实现和各个平台之间的接口，主要是和CPU的通信。
基于上面的构想，下面就来分步实现它

简单的介绍一下实现环境：

编译环境：GCC

语言 ：C

测试平台：Cheertek（CT219,909）,和Ali（Ali3330,3329）（DVB的外部显示，用来显示电台名称等等…）

VFD硬件：CS16312。

第一步:建立通用接口：用于适应市场上不同公司和种类的VFD 8段编码在开始写成程序实现之前，先了解字符显示的原理，字符是根据8段编码的方式在VFD上面显示的，当然也有更多段的编码方式。8段编码用一个字节来描述一个ASCII字符，对扩展的ASCII 码如包含德语，法语等就要用到更多段的编码，也就是用多个字节来表示一个字符。

在一个八段编码的VFD中，把8段分别定义为 a,b,c,d,e,f,g,h段，用一个字节来表示就是
h g f e d c b a
h是字节的最高位，a是字节的最低位。
显示字符的原理如下：

VFD常用字母的写法
“米”字8和8的区别请注意有不同根据上面的原理，0 表示熄灭，1 表示点亮，可以得出，8段分别点亮后的对应编码是：

8段的每一段对应一个字节的一个位的：

h : 1000 0000 ---> 0x80
g : 0100 0000 ---> 0x40
f : 0010 0000 ---> 0x20
e : 0001 0000 ---> 0x10
d : 0000 1000 ---> 0x08
c : 0000 0100 ---> 0x04
b : 0000 0010 ---> 0x02
a : 0000 0001 ---> 0x01
根据上面的每段编码，如果要显示字符 'A' 需要同时点亮a,b,c,e,f,g段并且d段熄灭，这样一个 'A' 的字符轮廓就出来了，如上图”AbCd”中的'A'，所以的字母A的编码是0111 0111 也就是把相应要点亮的段编码或起来就可以了'A'的编码值 = a|b|c|e|f|g 各个段的对应关系如下：

7 6 5 4 3 2 1 0
h g f e d c b a
0 1 1 1 0 1 1 1

通过上面的分析可以在程序中用如下宏来重新定义VFD的8段

#define SEG_A 0x01
#define SEG_B 0x02
#define SEG_C 0x04
#define SEG_D 0x08
#define SEG_E 0x10
#define SEG_F 0x20
#define SEG_G