專利名稱：嵌入式可編程多波形pdlc驅動電源及控制方法
技術領域：
本發明涉及一種聚合物分散液晶驅動技術，特別涉及一種嵌入式可編程多波形 PDLC驅動電源及控制系統的實現方法。
背景技術：
聚合物分散液晶(PDLC)是由液晶微滴分散于固態聚合物高分子基質之中而形成的新型光學材料，它是依靠在電場作用下調節膜內液晶微粒光軸的取向對光的散射強弱來顯示信息的，不需要偏振片和取向層，厚度不受嚴格限制，具有之制作簡單、開關響應速度快、造價低廉等獨特的優點而倍受人們重視。在反射直視型、大面積易柔性、可空窗、投影顯示等很多方面已得到應用，它適用于制備柔軟的大面積顯示屏、光電開關、光柵、散射偏振片、可調濾波器、分光膜和電控散射型可調光衰減器等，具有廣闊的應用前景。目前TOLC的電控特性仍在研究階段。聚合物分散液晶的研究主要采用外加電信號驅動液晶材料的方式，在材料兩端加不同頻率、不同波形以及不同強度的信號，通過采集液晶材料衍射光的強度和變化，與所加電信號加以比對，來分析研究材料的光電特性。

發明內容
本發明是針對現在對新型光學材料聚合物分散液晶的光電特性處于研究階段的問題，提出了一種嵌入式可編程多波形TOLC驅動電源及控制方法，實現了驅動聚合物分散液晶材料I3DLC對光產生電控現象，且單路可調可控制，PDLC輸出信號采集，觸摸屏顯示。本發明的技術方案為一種嵌入式可編程多波形TOLC驅動電源，包括信號發生模塊、信號調制模塊、ARM控制模塊、功率放大模塊、升壓模塊、信號采集模塊、LCD觸摸屏，信號采集模塊實時采集TOLC聚合物分散液晶的輸出信號，輸出信號送ARM控制模塊，ARM控制模塊輸出控制信號到信號發生模塊，信號發生模塊輸出信號通過信號調制模塊調制后到功率放大模塊將信號放大，放大后信號到升壓模塊中升壓后驅動LCD觸摸屏。一種嵌入式可編程多波形TOLC驅動電源控制方法，包括嵌入式可編程多波形 PDLC驅動電源，首先信號采集模塊對TOLC輸出信號采集并存儲，信號采集模塊將實時采集信號送ARM控制模塊；接下來ARM控制模塊輸出控制信號控制信號產生模塊信號收發，信號發生模塊由兩路頻率合成器件DDS波形發生器組成，一路由信號調制模塊將調制信號和直流偏置電壓信號在加法器實現疊加，疊加的信號再與信號調制模塊中另一路源載波信號在乘法器相乘，得到標準振幅調制信號，直流偏置電壓大小由頻率合成的數字電位器控制，調制信號、源載波信號和直流偏置電壓信號可產生不同的正弦波、方波、三角波波形，ARM控制模塊控制對波形選擇后，控制信號相位和頻率的調節，控制信號調制模塊數字電位器調節信號幅度，最終出來的調制信號經過功率放大模塊放大，輸出到升壓模塊升壓后驅動TOLC 液晶，實現F1DLC液晶驅動電源的實時調節。所述ARM控制模塊單路分配兩個GPIO 口模擬SPI總線，通過片選信號區分四路控制信號，第一控制信號產生模塊信號收發，正弦波、方波、三角波波形的選擇；第二控制信號相位和頻率的調節；第三控制信號調制模塊數字電位器調節信號幅度；第四控制升壓模塊對驅動電壓的提升。本發明的有益效果在于本發明嵌入式可編程多波形TOLC驅動電源及控制方法， 為研究TOLC分散液晶材料的光電特性提供了實驗基礎，系統集驅動電源、可控可調信號、 波形顯示、數據采集等功能于一體，體積小，且易于控制，使用靈活方便。


圖I為本發明嵌入式可編程多波形PDLC驅動電源結構示意框圖2為本發明嵌入式可編程多波形TOLC驅動電源中模塊連接圖3為本發明嵌入式可編程多波形TOLC驅動電源中軟件主控系統圖。
具體實施例方式如圖I、2所示嵌入式可編程多波形TOLC驅動電源結構示意框和模塊連接圖，驅動電源包括7大模塊信號發生模塊16、信號調制模塊15、ARM控制模塊8、功率放大模塊4、 升壓模塊10、信號采集模塊13、LCD觸摸屏12，信號采集模塊13實時采集I3DLC聚合物分散液晶11的輸出信號，輸出信號送ARM控制模塊8，ARM控制模塊8輸出控制信號到信號發生模塊16，信號發生模塊16輸出信號通過信號調制模塊15調制后到功率放大模塊4將信號放大，放大后信號到升壓模塊10中升壓后驅動LCD觸摸屏12。信號產生模塊16由信號發生器的硬件設計完成，由兩路頻率合成器件DDS波形發生器組成，一路由信號調制模塊15將調制信號6和直流偏置電壓信號5在加法器I實現疊加，疊加的信號再與信號發生模塊16中另一路源載波信號7在乘法器2相乘，得到標準振幅調制信號。直流分壓大小由頻率合成的數字電位器控制，從而調制信號6、源載波信號7 和直流偏置電壓信號5可產生不同波形，便于驅動液晶做對比試驗，ARM控制模塊8控制進行波形選擇3后，輸出經過功率放大4到升壓模塊10。ARM控制模塊8，單路分配兩個GPIO 口模擬SPI總線，通過片選信號區分四路信號，由ARM控制模塊8控制信號產生模塊16信號收發，正弦波、方波、三角波波形的選擇； 信號相位和頻率的調節；控制信號調制模塊15數字電位器調節信號幅度；控制升壓模塊10 對驅動電壓的提升；控制信號采集模塊13對TOLC輸出信號采集存儲；控制LCD觸摸屏12 實現和調節。功率放大模塊4和升壓模塊10仍是硬件設計以功率放大器和變壓器為主，后者實現微弱調制信號功率放大。由于驅動液晶材料所需的電信號9、14必須達到驅動液晶所需的閾值電壓，因此微弱的調制信號6必須經過升壓才能驅動液晶材料，而在升壓前，對電信號進行功率放大是必須的。最后信號采集模塊13在TOLC聚合物分散液晶11輸出端對信號進行IXD觸摸屏12顯示和實時采集存儲。上層軟件設計實現GUI主控系統圖3，抽象出四個層面軟件應用層，如波形發生器收發，波形選擇，數字電位器幅度調節等；事件驅動層進程管理，窗口管理，顯示系統， 信息反饋等；高集成C++QT庫，如應用程序接口庫；設備驅動層包括觸摸屏驅動，庫接口驅動等。最終實現⑶I控制波形發生器、數字頻率合成電位器的路數選擇，多路選通器的通道開關和通道號選擇，功率放大輸入端和輸出端波形的顯示和調節，終端信號數據采集存儲，AD轉換器開關。
權利要求
1.一種嵌入式可編程多波形roLC驅動電源，其特征在于，包括信號發生模塊、信號調制模塊、ARM控制模塊、功率放大模塊、升壓模塊、信號采集模塊、LCD觸摸屏，信號采集模塊實時采集I3DLC聚合物分散液晶的輸出信號，輸出信號送ARM控制模塊，ARM控制模塊輸出控制信號到信號發生模塊，信號發生模塊輸出信號通過信號調制模塊調制后到功率放大模塊將信號放大，放大后信號到升壓模塊中升壓后驅動LCD觸摸屏。
2.一種嵌入式可編程多波形TOLC驅動電源控制方法，包括嵌入式可編程多波形TOLC 驅動電源，其特征在于，首先信號采集模塊對roLC輸出信號采集并存儲，信號采集模塊將實時采集信號送ARM控制模塊；接下來ARM控制模塊輸出控制信號控制信號產生模塊信號收發，信號發生模塊由兩路頻率合成器件DDS波形發生器組成，一路由信號調制模塊將調制信號和直流偏置電壓信號在加法器實現疊加，疊加的信號再與信號調制模塊中另一路源載波信號在乘法器相乘，得到標準振幅調制信號，直流偏置電壓大小由頻率合成的數字電位器控制，調制信號、源載波信號和直流偏置電壓信號可產生不同的正弦波、方波、三角波波形，ARM控制模塊控制對波形選擇后，控制信號相位和頻率的調節，控制信號調制模塊數字電位器調節信號幅度，最終出來的調制信號經過功率放大模塊放大，輸出到升壓模塊升壓后驅動roLC液晶，實現roLC液晶驅動電源的實時調節。
3.一種嵌入式可編程多波形roLC驅動電源控制方法，其特征在于，所述ARM控制模塊單路分配兩個GPIO 口模擬SPI總線，通過片選信號區分四路控制信號，第一控制信號產生模塊信號收發，正弦波、方波、三角波波形的選擇；第二控制信號相位和頻率的調節;第三控制信號調制模塊數字電位器調節信號幅度；第四控制升壓模塊對驅動電壓的提升。
全文摘要
本發明涉及一種嵌入式可編程多波形PDLC驅動電源及控制方法，信號采集模塊實時采集PDLC聚合物分散液晶的輸出信號，輸出信號送ARM控制模塊，ARM控制模塊輸出控制信號到信號發生模塊，信號發生模塊輸出信號通過信號調制模塊調制后到功率放大模塊將信號放大，放大后信號到升壓模塊中升壓后驅動LCD觸摸屏。實現了驅動聚合物分散液晶材料PDLC對光產生電控現象，且單路可調可控制，PDLC輸出信號采集，觸摸屏顯示。為研究PDLC分散液晶材料的光電特性提供了實驗基礎，系統集驅動電源、可控可調信號、波形顯示、數據采集等功能于一體，體積小，且易于控制，使用靈活方便。
文檔編號G09G3/36GK102592558SQ20121005444
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月5日 優先權日2012年3月5日
發明者孫國強, 張燕華, 王艇艇, 鄭繼紅 申請人:上海理工大學