一种基于FPGA的胆甾醇类液晶型电子纸驱动系统及驱动方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于FPGA的胆甾醇类液晶型电子纸的驱动系统及驱动方法，涉及电子纸驱动技术领域，该系统应用于CHLCD型电子纸；该驱动系统包括：MCU控制板和FPGA驱动板；MCU控制板与FPGA驱动板电连接，能够进行数据通信，MCU控制板作为FPGA驱动板的电源；FPGA驱动板与CHLCD型电子纸的IC端电连接；FPGA驱动板能够向CHLCD型电子纸的IC端输出驱动信号，实现对CHLCD型电子纸的驱动。该驱动系统为CHLCD型电子纸的底层驱动，具有功耗低、拓展性强、升级方便快捷等优点。该驱动系统不使用专门的驱动芯片，可根据不同场景重新编程的特点，有灵活性高、开发周期短、小批量成本低的优势。本驱动系统支持具有16级以上灰度的电子纸驱动，相比通过电压和电流控制，精确度更好，灵敏度也更高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的胆甾醇类液晶型电子纸驱动系统及驱动方法


[0001]本申请涉及电子纸驱动
，特别是涉及一种基于FPGA的胆甾醇类液晶型电子纸驱动系统及驱动方法。

技术介绍

[0002]胆甾醇类液晶(Cholesteric LCDs，CHLCD)，是一种非常紧密的螺旋结构液晶为基础，使用光线的波长为顺序排列。这种材料拥有独特的能力，可以根据不同的螺距反射特定波长的光线，因而呈色。当电场被应用在此种材料时，可转换成为螺旋结构被打破的状态，使该材料呈现半透明。反射式STN的显示屏使用该项材料重新建构，背板则不需被反射。当此材料呈现半透明时，它能被着色成为黑色，而人所能见的则为黑色的像素,选择反射不同光谱的液晶和液晶盒背面涂层的颜色可获得不同颜色组合的显示，从而制造出红黑、绿黑、蓝黑的屏幕。
[0003]CHLCD技术具有可以卷曲的柔性特性、最薄0.8毫米的超薄厚度，重量轻，双态稳定特征，保持图像时不产生能耗，而且换图像时能耗也非常低，良好的亮度、对比度和分辨率特征，还具有鲜艳的色彩和相对EPD技术方案更高的刷新率，这些特性非常符合市场上对电子纸的越来越高的需求。
[0004]目前市场上CHLCD的驱动一般使用厂商的定制专用驱动芯片，MCU通过和专用驱动芯片结合的方案，也有利用MCU直接通过IO引脚模拟CHLCD屏幕的驱动时序进行电子纸显示的实现。第一种专用的芯片解决方案往往局限于特定厂家的产品，价格高，通用性能差，每次客户需求变更都需要高额的重新定制费用和6个月以上的研发周期。使用MCU直接驱动CHLCD屏幕的方案，由于驱动时序需要占大量资源，导致系统性能下降，并且由于MCU对时序的控制精确度相对较差导致屏幕的显示颜色的精度下降。
[0005]目前市场上CHLCD的驱动实现多灰阶的方案，主要都是以控制单像素的电压或者电流方案实现，由于胆甾型液晶对电压的敏感度非常高，采用通过控制电压或者电流的方式对灰阶的精确度较低，另外由于不同温度下材料的性能不一致，导致温度变化对显示效果影响明显。
[0006]随着全社会对节能减排绿色环保意识的提高，电子纸在市场上的认可度越来越高，需求也越来越大，自主开展低成本、功能全面的电子纸驱动芯片的研究和设计，势在必行。

技术实现思路

[0007]针对CHLCD技术实现的电子纸，本申请提出一种基于FPGA芯片的CHLCD型电子纸驱动系统及驱动方法，实现低功耗、高集成度和高性能的CHLCD型电子纸的驱动系统的目标，通过控制刷新帧数和刷新时间实现单色或16灰阶或16灰阶以上更多灰阶的显示，通过对预先烧入的WF(Waveform)波形文件，实现不同温度下显示效果一致。
[0008]为此，本申请提供了以下技术方案：
[0009]一方面，本申请公开了一种基于FPGA的CHLCD型电子纸的驱动系统，应用于CHLCD型电子纸；驱动系统包括：MCU控制板和FPGA驱动板；
[0010]MCU控制板与FPGA驱动板电连接，能够进行数据通信，MCU控制板作为FPGA驱动板的电源；
[0011]FPGA驱动板与CHLCD型电子纸的IC端电连接；FPGA驱动板能够向CHLCD型电子纸的IC端输出驱动信号，实现对CHLCD型电子纸的驱动。
[0012]进一步地，FPGA驱动板包括：FPGA芯片和SPI接口；FPGA芯片内至少包含用于给CHLCD屏幕驱动供电的电源转换模块、SDRAM、Flash和时钟模块。
[0013]进一步地，FPGA芯片采用PGL22G
‑
6MBG324型号的芯片。
[0014]进一步地，FPGA驱动板包括：主控模块、电源模块、SDRAM读写模块、Flash读写模块、数据发送接收模块。
[0015]进一步地，FPGA驱动板还包括：图像优化模块。
[0016]进一步地，FPGA驱动板还包括：温度检测模块。
[0017]又一方面，本申请还公开了一种基于FPGA的CHLCD型电子纸的驱动方法，应用于上述基于FPGA的CHLCD型电子纸的驱动系统；方法包括：
[0018]使用帧描画信息数据调试和工具基于帧描画信息数据生成帧信息数据文件；
[0019]帧信息数据文件通过SPI接口发送给FPGA芯片，数据发送接收模块接收数据，并由Flash读写模块将数据保存到Flash，系统启动时SDRAM读写模块将Flash中的帧信息数据读取到SDRAM中；
[0020]图片数据通过SPI接口发送到FPGA，图像优化模块对图片数据根据CHLCD型电子纸的显示特性进行优化，图像优化模块将优化后的数据保存到SDRAM；
[0021]图片更新显示时，温度检测模块检测当前温度，根据当前温度取得当前温度对应的描画参数和帧描画信息数据；根据当前温度对应的电压设置电源模块输出屏幕刷新电压；主控模块根据SDRAM中的图片数据和帧描画信息数据输出CHLCD屏幕的更新数据，直到根据帧描画信息完成所有帧的描画；电源模块关闭电压输出，系统进入休眠状态等待下次数据描画请求。
[0022]进一步地，通过控制刷新帧数和刷新时间实现单色或16灰阶或16灰阶以上更多灰阶的显示。
[0023]本专利技术的优点和积极效果：
[0024]本专利技术中的驱动系统为CHLCD型电子纸的底层驱动，具有功耗低、拓展性强、升级方便快捷等优点。该驱动系统不使用专门的驱动芯片，对比固化的专用芯片，本驱动系统可根据不同场景重新编程的特点，有灵活性高、开发周期短、小批量成本低的优势，能更快的应用市场需求变化。本驱动系统支持具有16级以上灰度的电子纸驱动，相比通过电压和电流控制，精确度更好，灵敏度也更高。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术实施例中CHLCD型电子纸驱动系统的整体结构框图；
[0027]图2为本专利技术实施例中CHLCD型电子纸驱动的FPGA图像处理&CHLCD驱动板的硬件框图；
[0028]图3为本专利技术实施例中CHLCD型电子纸驱动的FPGA图像处理&CHLCD驱动板的功能框图；
[0029]图4为本专利技术实施例中FPGA图像处理&CHLCD驱动板的功能模块连接图；
[0030]图5为本专利技术实施例中CHLCD型电子纸驱动过程的流程图。
具体实施方式
[0031]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的胆甾醇类液晶型电子纸的驱动系统，其特征在于，应用于CHLCD型电子纸；所述驱动系统包括：MCU控制板和FPGA驱动板；所述MCU控制板与所述FPGA驱动板电连接，能够进行数据通信，所述MCU控制板作为所述FPGA驱动板的电源；所述FPGA驱动板与所述CHLCD型电子纸的IC端电连接；所述FPGA驱动板能够向CHLCD型电子纸的IC端输出驱动信号，实现对CHLCD型电子纸的驱动。2.根据权利要求1所述的基于FPGA的胆甾醇类液晶型电子纸的驱动系统，其特征在于，所述FPGA驱动板包括：FPGA芯片和SPI接口；FPGA芯片内至少包含用于给CHLCD屏幕驱动供电的电源转换模块、SDRAM、Flash和时钟模块。3.根据权利要求2所述的基于FPGA的胆甾醇类液晶型电子纸的驱动系统，其特征在于，所述FPGA芯片采用PGL22G
‑
6MBG324型号的芯片。4.根据权利要求1所述的基于FPGA的胆甾醇类液晶型电子纸的驱动系统，其特征在于，所述FPGA驱动板包括：主控模块、电源模块、SDRAM读写模块、Flash读写模块和数据发送接收模块。5.根据权利要求4所述的基于FPGA的胆甾醇类液晶型电子纸的驱动系统，其特征在于，所述FPGA驱动板还包括：图像优化模块。6.根据权利要求4或5所述的基于FPGA的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭启刚，冯磊，邱志坚，
申请(专利权)人：东方科脉上海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：