LCD(液晶表示)

LCDコントローラ／ドライバについて、LCD駆動電圧の発生方式の種類と端子接続について教えてください。

78K0, 78K0Sシリーズ内蔵の LCDコントローラ／ドライバは LCD駆動電圧の発生方式によりいくつかに分類されます。 主流は従来の抵抗分割方式から内部昇圧方式に変わってきています。

1.電圧発生方法による分類
(1)抵抗分割方式
この方式は回路が簡単なために従来より使われてきた方式です。
内部電源または外部から供給した電圧を内蔵の抵抗で分割して必要な電圧を発生するものです (マスク版以外では抵抗は内蔵せず外付けになる事があります)。
表示方式に応じて外部でショートすることで、1/3バイアスや1/2バイアスに切り替えます (デバイスによっては固定されているものもあります)。
通常は LCD駆動電圧は電源電圧より低くなりますが、uPD789327サブシリーズのように、 電源電圧以上の LCD駆動電圧を入力できるものもあります。

(2)容量分割方式
この方式は分割抵抗の代わりに外付けコンデンサを使って、電圧を分割するものです。
抵抗分割のように常時電流が流れることはないので、消費電力を削減できます。
この方式も電圧を分割するので、低電圧動作の場合には LCD駆動電圧も低くなってしまいます。

(3)内部昇圧方式
外付けコンデンサを接続することで、基準電圧から昇圧して、LCD駆動電圧を発生するものです。
通常、CAPx 端子の間にコンデンサを接続すると共に、VLCx 端子と VSSとの間にコンデンサを接続します。
この方式は CPUの電源電圧が低い場合にも 3Vや 4.5Vと言った LCD駆動電圧を発生できます。
また、抵抗を使用しませんので、動作電流が小さくできることから電池動作に適しています。
新しいデバイスではこの方式が増えてきています。


2.各ファミリの電圧発生方式一覧

サブファミリ名	方式	回路構成	接続例
uPD780308サブシリーズ	抵抗分割	内蔵抵抗＋外部回路	図 1
uPD780318サブシリーズ uPD780328　　〃 uPD780338　　〃	内部昇圧	外部コンデンサ接続 (抵抗で電圧調整可能)	図 6
uPD780958サブシリーズ	容量分割	外部にコンデンサ接続	図 5
uPD780344サブシリーズ uPD780354　　〃	内部昇圧	外部にコンデンサ接続	図 7
uPD789306サブシリーズ uPD789316　　〃	内部昇圧	外部にコンデンサ接続
uPD789327サブシリーズ	抵抗分割	VLC0を供給、分割は固定	図 2
uPD789407Aサブシリーズ uPD789417A　　〃	抵抗分割	内蔵抵抗＋外部でショート	図 3
uPD789426サブシリーズ uPD789436　　〃 uPD789446　　〃 uPD789456　　〃	内部昇圧	外部にコンデンサ接続	図 7
uPD789467サブシリーズ	内部昇圧	外部にコンデンサ接続
uPD789478サブシリーズ	抵抗分割	外部回路	図 4
uPD789488サブシリーズ	内部昇圧	外部にコンデンサ接続	図 7
uPD789830サブシリーズ	抵抗分割	内部回路のみで固定	必要なし
uPD789835サブシリーズ	内部昇圧	外部にコンデンサ接続	図 8

図 1　抵抗分割１（uPD780308サブシリーズ）の主な接続例（LEPS=0、LIPS=1に設定すること）



図 2　抵抗分割２（uPD789327サブシリーズ）の接続例


図 3　抵抗分割３（uPD789407, 9417サブシリーズ）の接続例


図 4　抵抗分割（uPD789478サブシリーズ）の接続例


図 5　容量分割（uPD780958サブシリーズ）の接続例


図 6　内部昇圧１（uPD780318/328/338サブシリーズ）の接続例


図 7　内部昇圧２（uPD780344/345, uPD789306/9316, uPD789426〜9466, uPD789467, uPD789478, uPD789488サブシリーズ）の接続例
LCDゲイン調整レジスタ0 の設定で VLCD=4.5V (GAIN=0)、VLCD=3V (GAIN=1) を選択。


図 8　内部昇圧３（uPD789835サブシリーズ）の接続方法
VLCDは LCD昇圧レベル設定レジスタ00の設定により 4.0V〜5.5Vまで変更可能

uPD789304の LCD電圧は VDDの 1倍または 1.5倍のみになるのでしょうか。
　　　1/3バイアス、VDD=5V、VLCD=3V
　　　1/3バイアス、VDD=3V、VLCD=3V
という2種類の使い分けは出来ないのでしょうか。

可能です。
LCD昇圧制御レジスタ0を 1にすれば、電源電圧が 1.8Vから 5.5Vまでの範囲で 3Vが得られます。 昇圧回路は、VDDの電圧をレギュレータで1Vまたは 1.5Vに落とし、その電圧の2倍、3倍の LCD用の電圧を作ります。
　安定化する電圧は、LCD昇圧制御レジスタにより 1.0Vまたは 1.5Vに設定が可能です。 この電圧は CAPH, CAPLの端子間のコンデンサに充電され、VLC2と GND間には同じ電圧が、 VLC1と GND間には 2倍の電圧が、VLC0と GND間には 3倍に昇圧された電圧が得られます。

uPD789405Aで、LCD分割抵抗を各10KΩとしますが、問題はありますか？

ご使用になるLCDパネルや配線により異なります。10KΩであれば、問題のない値かと推測されます。

uPD789407Aの LCDM0レジスタ中の VAON0について教えてください。

低い電源電圧まで使うことを優先する場合に 1を設定してください。
低電圧が必要ない場合や LCDが低電圧での動作を推奨していない場合には、0を設定してください。
ユーザーズ・マニュアル の電気的特性で、LCD特性をご覧ください。
VAON0の設定により、LCD駆動電圧の最小値が異なります。
　　　　　　低電圧モード(VAON0=1)　　2.2V　min.
　　　　　　通常モード(VAON0=0)　　　2.7V　min.(1/3バイアス)
　　　　　　通常モード(VAON0=0)　　　3.0V　min.(1/2バイアス)

uPD789446にLCDを接続する場合の推奨外付け回路を教えてください。

LCD用の昇圧に4個のコンデンサ(いずれも0.47uF)が必要です。接続は、以下のようにしてください。

　　　　　　CAPH端子とCAPL端子間：　0.47uF　　(C1)
　　　　　　VLC0端子とGND間 　　：　0.47uF　　(C2)
　　　　　　VLC1端子とGND間 　　：　0.47uF　　(C3)
　　　　　　VLC2端子とGND間 　　：　0.47uF　　(C4)

VLCn、GND間のコンデンサは電解タイプでも構いませんが、リークの小さいものを選んでください。
なお、CAPHとCAPL間のコンデンサは、無極性であることが必要です。

LCDパネルとマイコンの接続(COM0〜COM3、S0〜S14)は、 ユーザーズ・マニュアル の図13-12 のとおりです。

uPD789478サブシリーズ(外部抵抗分割)において、LCDの点灯を濃くしようとVLCD(LCD電源)を上げたら、非表示部分も点灯するようになってしまいました。対策はありますか？

本製品は時分割1/3バイアスを採用しているので、LCD駆動には、コモン信号(COM0-COM3)とセグメント信号(S0-27)の間の電位差によって、LCDの点灯／消灯が決まります。つまり、点灯(表示部分)はその電位差が±VLCDで、消灯(非表示部分)は±(1/3)VLCDです。その間に、ご使用になるLCDの点灯と消灯のしきい値が入るように、VLCD電圧を決めなければなりません。
ただし、この説明は、VLC0端子、VLC1端子、VLC2端子、とGND端子間に付ける抵抗値が同じ場合の話です。そこで、VLCD電圧を上げるならば、非表示部の電位差がLCDの点灯／消灯のしきい値以下にとどまるように、外付ける個々の抵抗の比率を変更してください。

(2005/12)

78K0/LF2でI2Cインタフェースを使ってLCD表示を行おうとしているが、I2Cバスで、アドレスを正しく指定してもLCDコントローラ／ドライバからACKが戻ってこない。

内蔵のLCDコントローラ／ドライバが正しく動作するには動作クロックを供給し、リセットが解除されている必要があります。
LCDコントローラ／ドライバに対するリセット信号はP130を介して出力されています。この信号はリセット解除後にはロー・レベルになるので使用するには、P130に1をセットして信号を立ち上げる必要があります。
また、動作クロックはP140を介して供給されますが、リセット後には動作クロックは供給されていません。そこで、CKSレジスタで規格に合う動作クロックを選択し、PM140に0を設定した後にCKSレジスタのCLOEビットを1にセットしてクロックを供給して下さい。
その後にI2CバスからLCDコントローラ／ドライバのアドレスを指定すれば、応答があります。

(2006/09)