一种LCD偏置电压控制系统的研究与设计

论文摘要

液晶显示屏（LCD）自从上个世纪七十年代诞生以来便开启了显示器件的新时代。因为其具有功耗小、驱动电压低、显示信息量大、可靠性高、成本低廉、无辐射、无污染、便于携带等特点，经过四十余年的发展，目前广泛应用于电子手表、计算器、室内电话、MP4、手机、数码相机、便携式导航设备、液晶显示器等，已经成为了我们日常生活中的必需品。本文在介绍了当今LCD产业发展状况、LCD的构成和显示原理、特性特点等背景资料的基础上，讨论了一种LCD偏置电压控制系统，包括电路设计、功能仿真、数字建模、版图设计等。其中电路设计从门级单元说明了电路具有的偏置选择功能、驱动电压内部调节功能、偏置电阻选择功能等。功能仿真验证了电路设计的各项功能、功耗等参数。在电路整体版图设计方面主要完成了对版图的整体布局布线，实现了电阻电容的匹配，并利用Cadence Calibre版图验证工具进行了DRC和LVS检查。本文的一个亮点是对LCD偏置电压成功地进行了数字建模。通常情况下，要想将LCD偏置电压代入到芯片整体仿真，采用的是Verilog-A的建模方式。这种方法对于很少接触Verilog-A语言的设计者来说，比较烦琐。本人在熟悉LCD显示原理的基础上，结合实际经验提出了一种将LCD偏置电压进行分类后，根据显示原理将偏置电压分别用“0”、“1”表示的数字建模。经过此方法对偏置电压进行数字建模后，就可以将具有模拟性质的偏置电压直接代入到芯片的整体数字仿真中去。这种建模方法也非常有利于代入到仿真后期的LCD显示图形译码，并且经数个项目实践后证明此方法简单有效。另外，本LCD偏置电压控制系统因其具有可以设置不同偏置、多种驱动电压、不同偏置电阻等特点，可以直接或经过简单修改后，带入到其他不同偏置、不同种类波形的LCD偏置电压电路中去，所以应用范围十分的广泛。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 液晶显示的发展历史
• 1.2 当今 LCD 产业发展状况
• 1.3 LCD 的应用
• 1.4 本文所做的工作
• 第2章 LCD 的基本理论
• 2.1 LCD 的构成
• 2.2 LCD 的工作原理
• 2.3 LCD 的工作特性
• 2.3.1 温度的影响
• 2.3.2 对比度
• 2.3.3 驱动电压
• 2.3.4 扫描频率
• 2.3.5 占空比与偏置
• 2.4 LCD 的特点
• 第3章 LCD 偏置电压控制系统的电路设计
• 3.1 电路概况
• 3.1.1 电路原理及特点
• 3.1.2 电路结构图
• 3.1.3 电路模块的划分
• 3.1.4 电路结构图的管脚定义
• 3.2 LCD 偏置电压控制系统电路设计
• 3.2.1 电路设计思想
• 3.2.2 LCD 偏置电压控制系统整体电路图
• 3.3 电路具体功能分析
• 3.3.1 LCD 开关功能
• 3.3.2 LCD 偏置选择功能
• 3.3.3 LCD 偏置电阻选择功能
• 3.3.4 LCD 驱动电压选择功能
• 3.3.5 关于 HIC[1：0]功能
• 第4章 具体子电路功能仿真与验证
• 4.1 电路仿真环境及仿真条件
• 4.1.1 仿真环境
• 4.1.2 仿真条件
• 4.1.3 仿真电路测试图
• 4.2 具体电路功能仿真及验证
• 4.2.1 LCD 开关功能验证
• 4.2.2 LCD 偏置选择功能验证
• 4.2.3 LCD 偏置电阻选择功能验证
• 4.2.4 LCD 驱动电压选择功能验证
• 第5章 LCD 偏置电压的数字建模
• 5.1 LCD 偏置电压数字建模的原因
• 5.2 LCD 偏置电压数字建模的方法
• 第6章 LCD 偏置电压控制系统的版图设计
• 6.1 版图设计概况
• 6.2 基本电路单元的版图设计
• 6.2.1 数字电路版图设计
• 6.2.2 电容版图设计
• 6.2.3 电阻版图设计
• 6.3 版图设计时注意到的问题
• 6.4 电路整体版图
• 6.5 版图设计检查和验证
• 6.5.1 设计规则验证
• 6.5.2 版图电路图对比检查
• 第7章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况