用MAX5438与MAX749实现液晶对比度的调节

用MAX5438与MAX749实现液晶对比度的调节

介绍两种常用的获得可调负偏压的方法及其相应的硬软件设计。以MAX5438和MAX749的实用电路为例，给出了两种电路的实验数据。
　　关键词：负电压；液晶显示器；对比度调节

Adjusting the Contrast of LCD Display with MAX5438 and M AX749

WAN Li, YU Dan, CHENG Yuan, CHEN Guangdong

(Department of Control Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)

　　Key words: negative voltages; LCD; adjusting of contrast

1数字电位器调节
　　这是用数字电位器使固定负偏压变为可调负偏压从而调节对比度的方法。以下以应用广泛的MAX5438为例，介绍一种实用的对比度负偏压调节方案。
1.1MAX5438芯片介绍
　　MAX5438是MAXIM公司生产的7位128阶数字电位器。内部结构图如图1，它由1个7位移位寄存器，1个7位数据锁存器，解码模块，电位器和控制时钟逻辑组成。MAX5438的控制信号包括3个输入信号：芯片选择()，数据输入(DIN)和串行时钟(SCLK)，数字逻辑由一个+2.7V～+5.25V的电压驱动。其内部电阻两端的电压由外部通过VDD及VSS提供，VDD与VSS之间的电压必须大于9V小于31.5V。这使得MAX5838在输入电压的选择上具有很大的灵活性。同时，MAX5438的外部电路非常简单，几乎不需要任何外接元件就可实现对输入电压的调节输出。

下降，然后在SCLK引脚上模拟时钟信号，在每个时钟的上升沿，一位数据就从DIN引脚被读入串行移位寄存器，8位数据需要8个时钟脉冲来完成输入。需要注意的是，数据位D7是没意义的，所以，在第二个脉冲的上升沿才读入真正的MSB。所有数据位输入完后，应从低变高，这时数据被锁存到电位器控制寄存器，通过解码电路使电阻滑片W的位置随输入数据而改变。时序如图2所示。

　　用MAX5438S实现负压可调的硬件电路如图3所示。固定负偏压由MAX202芯片提供，单片机的3个I/O引脚与MAX5438的3个控制信号相连。
　　由于MAX5438内部没有EPROM，无法记录滑片的位置，所以在程序的开始就要先写入一个数据给它作为以后调节的起始值。这可以通过电路的实际情况选择一个对所用液晶比较合适的值来作为起始值，这样可以大大降低对比度的调节次数。起始值的范围在00至7F之间，这两个值分别对应输出的最小和最大电压。在如图2的实际电路中，MAX5438的输入电压是MAX202提供的-12V，输出电压的范围是-9V～0V由于具有128阶的调节能力，输出电压变化的最小值为9/128即约0.1V。对大部分液晶来说，负偏压在-8V～-9V时显示效果较好，所以起始值在02至06之间比较合适。进入对比度调节菜单后，通过按键来增加或减少初始值，每按一次键，就把新值送入MAX5438来改变其输出电压。

　　这是用DC-DC变换器产生可调负偏压从而调节对比度的方法。这种方法适用于系统电路中没有可用负偏压或负偏压不能满足需要的情况，下面以MAX749为例介绍其一般使用方法。
2.1MAX749的功能说明
　　MAX749为倒相式PFM开关稳压器。输入电压+2V至+6V，即可产生负的LCD偏置电压，输出电压可达-100V以上，可通过内部数模转换器进行调节，或通过一个PWM信号或电位器进行调节。MAX749采用独特的电流控制方案，既减小了静态电流，又提高了效率。关断方式下，静态电流仅为15mA。MAX749在关断方式下仍保持DAC的设定值，简化了软件控制。用MAX749产生负电压时，外部电路可以用P沟道MOSFET管驱动，也可以用PNP晶体管驱动，输入电压可以利用数字调节，也可以利用电位器进行调节。其内部结构图如图4所示。

　　用MOSFET管驱动可以输出较大的电流与电压，转换效率也较高，其电路如图5所示。

　　初始上电或复位后，计数器复位为中间值32，输出VOUT=RFB×13.3μA，之后ADJ每来一个上升脉冲，计数器便加1，输出电压增加RFB×0.208μA，到达满量程输出时再来一个脉冲时计数器复位到零，输出电压变为最小，VOUT=RFB×6.67μA，之后ADJ来一个脉冲输出电压又增加RFB×0 .208μA。由于计数器只能自加，即输出电压的值只能随着ADJ的脉冲逐渐减小，给对比度调节带来不便。为了解决这个问题，需要从硬件和软件两个方面去设计。
　　硬件上，要根据所用液晶选择一个阻值合适的RFB，使计数器在中间值32时就能提供比液晶所需负压值还要大的负压，但RFB也不能太大，否则RFB×0.20 8μA也会相应增大影响对比度调节的精度。软件上，通过按键来增加或减少需要发送给MAX 74 9的脉冲个数。每按一次键，就先发信号使MAX749复位，然后通过单片机引脚往ADJ发送相应个脉冲。这样在实际调节中，就可以以计数器在32时的输出电压作为起始，脉冲的个数越多，输出的负压值就越低，脉冲的个数越少，输出的负压值就越高，起到调节液晶显示器对比度的作用。