北京邮电大学 AaronHwang 2012140619
内容1： 液晶模块的驱动电路设计
一：实验目的
使用Protel 99SE设计字符型液晶显示器的驱动电路板，基本芯片为74HC595和74HC164，根据要求设计8*8，16*16，32*32，64*64等各种LED驱动模块（LCM）的原理图和PCB，每个点阵管为单色8*8 LED。在这里具体设计16*16LED驱动模块。
二：实验原理
根据所需要求和所给器件设计原理图，再利用原理图做出达到要求的驱动电路印制电路板。
三：实验步骤简述（包括原理图设计和印刷电路板设计）
1、 查询所用器件的管脚图及功能图。
2、 根据所要实现功能，并考虑到与51单片机的驱动连接关系，设计原理电路图，使
用Protel 99SE绘制。其中8×8LED的原理图库文件自己制作。 12+13 8×8LED.Lib截图 +24+3 15+4 6+514 +610+7 9+8 利用164的移位以及595的移位寄存锁存功能扫描输出，设计驱动电路原理图如下：
527113-1-2-3-6-5-4-7-88111612北京邮电大学 AaronHwang 2012140619 345VCC6DCL190LL11L12L13L14L15L16SRCLKSRCLRRCLKE133401611151613340161115161334106111516133401-1-2-3-4-5-6-7-8-1-2-3-4-5-6-7-8-1-2-3-4-5-6-7-8Q774HC595U41411101213SERSRCLKSRCLRRCLKEO0O1O2O3O4O5O6O7Q774HC595SRCLKRCLK1512345679R9R10R11ES2RR12ES2RR13ES2RR14ES2RRRES152RRES162RES2RES2H9H10H11H12H13H14H15H16+1+2+3+4+5+6+7+8+1+2+3+4+5+6+7+8+1+2+3+4+5+6+7+8J18×8LEDJ28×8LEDJ38×8LEDJ48×8LEDA-1-2-3-4-5-6-7-89H1H2H3H4H5H6H7H89148121725H1H2H3H4H5H6H7H89148121725H9H10H11H12H13H14H15H169148121725H9H10H11H12H13H14H15H169148121725+1+2+3+4+5+6+7+86111516RCLKGND1213L190LL11L12L13L14L15L16L1L2L3L4L5L6L7L8L1L2L3L4L5L6L7L8B DP1R17RES2Q1PNPP2R18RES2Q2PNPP3R19RES2Q3PNPP4R20RES2Q4PNPL1VCCL2L3L4P5R21RES2Q5PNPP6R22RES2Q6PNPP7R23RES2Q7PNPP8R24RES2Q8PNPU1AB12ABQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7345610111213P1P2P3P4P5P6P7P8L5VCCCL6L7L8CLKVCC89CLKMR74HC164U2S1P9R25RES2Q9PNPP10R26RES2Q10PNPP11R27RES2Q11PNPP12R28RES2Q12PNPVCCABCLKRCLKSRCLKSERGND1234567CON7S1P13R29RES2Q13PNPP14R30RES2Q14PNPP15R31RES2Q15PNPP16R32RES2Q16PNPVCCABCLKRCLKSRCLKSERGND1234567CON7H1H2H3H4H5H6H7H8VCCABCLKRCLKSRCLKSERGNDS11234567CON712AB89CLKMR74HC164Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7345610111213P9P10P11P12P13P14P15P16L9VCCL10L11L12VCCGNDVCCL13U3141110SERO0O1O2O3O4O5O6O7151234567R1R2RESR32RESR42RESR52RESR62RESR72RESR82RES2RES2L14L15L16SERSRCLKVCCBATitle3、 给原理图中的原件选择封装，没有的封装自己制作，测量PCB板尺寸，设计PCB板。
74HC595封装 74HC164封装
8×8LED 16插针封装
对元器件进行手动布局 布局完成,设置布线规则后布线
SizeBNumberRevisionDate:File:6-Jun-2010 Sheet of E:\\ApplicatonWorks\\LED_Design\\Protel\\LED_Design.Drawnddb By:123456北京邮电大学 AaronHwang 2012140619
对表面和背面覆铜，加穿孔。最终效果。
四：设计中遇到的问题及解决方法 1、 虽然查询了595和164的功能图，但是功能表中的内容不是很直观，于是利用QuartusII
对595和164进行了波形仿真，更加清楚的了解了他们的功能。
2、 制作PCB原理图时，对于芯片原件进行实际测量之后自己制作封装，例如8×8LED没有
现成封装，595和164默认插针式封装，而实际为贴片式封装，并且PCB Footprint.lib中的14、16管脚贴片封装ILEAD14、ILEAD14与164和595的实际尺寸不符，因此要测量实际芯片尺寸后自己制作封装。
3、 一开始在生成网络表后导入时经常会有“Node not found”的错误，对原理图文件的封
装以及管脚的定义上进行仔细的检查修改后便可消除这些错误。
4、 PCB板的手动布局时，需要利用创建向导创建双层板，并且将8×8LED封装的层设置为
“BottomLayer”，才可以实现双层器件布局。
内容2：了解液晶制作工艺流程
简述液晶制作的工艺流程
LCD为英文Liquid Crystal Display的缩写，即液晶显示器，是一种数字显示技术，可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图象。 当前LCD液晶显示器正处于发展的鼎盛时代，技术发展非常迅速，已由最初的TN－LCD（扭曲向列相），发展到STN－LCD（超扭曲向列相），再到当前的TFT－LCD（薄膜晶体管）。LCD现已发展成为技术密集、资金密集型的高新技术产业。液晶显示器主要由ITO导电玻璃、液晶、偏光片、封接材料（边框胶）、导电胶、取向层、衬垫料等组成。液晶显示器制造工艺流程就是这些材料的加工和组合过程。
液晶显示器的制造是在洁净室环境下进行的，在工艺上可以大体分成清洗与干燥、光刻、取向排列、制盒、切割、灌注液晶、目测、电测、贴片、上引线、包装等工序。
1、清洗与干燥
清洗是指清除吸附在玻璃表面的各种有害杂质或油污的工艺。清洗方法是利用各种化学
北京邮电大学 AaronHwang 2012140619
试剂和有机溶剂与吸附在玻璃表面上的杂质及油污发生化学反应和溶解作用，或伴以超生、加热、抽真空等物理措施，使杂质从玻璃表面脱附（或称解吸），然后用大量的高纯热、冷去离子水清洗，从而获得洁净的玻璃表面。经过清洗的玻璃需要经过干燥处理，主要方法有烘干法、甩干法、有机溶剂脱水法和风刀吹干法等。该工艺主要用到的设备有超声波清洗机、等离子清洗机及干燥炉的干燥设备。
2、光刻
光刻的目的是按照产品设计要求，在导电玻璃上涂敷感光胶，并进行曝光，然后利用光刻胶的保护作用，对ITO导电层进行选择性化学腐蚀，从而在ITO导电玻璃上得到与掩模版完全对应的图形。光刻工艺流程为：涂光刻胶——前烘——显影——坚膜——刻蚀——剥离去膜——水洗光刻工艺主要用到的设备有涂布机曝光机等
3、取向排列
此步工艺为在蚀刻完成的ITO 玻璃表面涂覆取向层，并用特定的方法对限向层进行处理，以使液晶分子能够在取向层表面沿特定的方向取向（排列），此步骤是液晶显示器生产的特有技术。取向排列工艺主要用到的设备有摩擦机等
4、丝印制盒
此步工艺是把两片导电玻璃对叠，利用封接材料贴合起来并固化，制成间隙为特定厚度的玻璃盒。制盒技术是制造液晶显示器的最为关键的技术之一。（必须严格控制液晶盒的间距）丝印制盒工艺流程包括：丝印边框及银点、喷衬垫料、对位压合、固化。由于现在对LCD显示条件要求越来越高，在贴合工序中由原来的手动贴合向采用精度较高的全自动贴合设备转换。丝印制盒工艺主要用到的设备有丝网印刷机、喷粉机、贴合机、热压机等 5、切割
在LCD生产制作中为提高制作效率、降低成本、形成批量生产，往往在较大玻璃上制作多个液晶显示器，再分割成小单元进行液晶灌注，切割工艺的目的就是把整盒的玻璃分裂独立液晶显示器的单体。切割工艺主要用到的设备有切割机和裂片机等。
6、液晶灌注及封口
液晶灌注的工艺原理是将空盒放置在抽真空的液晶灌注密闭室内，盒中的气体由封口处抽出，然后使封口处接触液晶，并向真空室内充气，液晶在外界气压作用下，被充入空盒内。封口工艺原理是采用密封胶粘接封口，通过挤压回缩等方法，使封口胶恰当地收缩入封口内，再通过紫外光照射，使封口胶固化，形成牢固的封口。液晶灌注及封口工艺要用到的设备有液晶灌注机和整平封口机等。
7、光台检测及电测
光台检测是根据液晶的旋光特性，在两片相互垂直（或平行）的偏光片之间形成的亮场（或暗场），通过检测人员的肉眼观察以检查产品的质量，通过目测从中挑出废品的过程。电测工艺是对液晶显示器加上电压信号，来观察实际显示状态是否合格正常的过程。一般电测机采用交流驱动的方式进行测试。光台检测及电测工艺主要用到的设备有光台和电测机等。
8、贴片
贴片工艺就是把液晶显示器粘贴偏光片的工序，该工序可分为切割偏光片和粘贴偏光
北京邮电大学 AaronHwang 2012140619
片。在粘贴偏光片过程中，由于玻璃不干净等原因造成偏光片无法牢固贴附于玻璃上，这就需要采用偏光片除泡机消除气泡等。贴片工艺主要用到的设备有切片机、贴片机、偏光片除泡机等。
9、LCD金属引线的连接和加工
LCD的连接就是将LCD上的电极引脚与驱动电路的电极相连，使驱动电压信号能加到LCD上，又称为上引脚。LCD金属引线的连接和加工工艺主要用到的设备有插PIN涂胶机。 10、盒外丝印装饰图形
该工艺只在客户有特殊要求时才进行加工，是用丝网印刷的的方法在LCD屏的指定位置上漏印出起装饰作用的图形。
11、包装
为便于储存和运输，成品放置在具有一定强度和缓冲性的包装盒内。
内容3：液晶特性参数测试
一：实验目的
1、在掌握液晶光开关的基本工作原理的基础上，测量液晶光开关的电光特性曲线，并由电光特性曲线得到液晶的阈值电压和关断电压。
2、测量驱动电压周期变化时，液晶光开关的时间响应曲线，并由时间响应曲线得到液晶的上升时间和下降时间。
3、测量由液晶光开关矩阵所构成的液晶显示器的视角特性以及在不同视角下的对比度，了解液晶光开关的工作条件。
4、了解液晶光开关构成图像矩阵的方法，学习和掌握这种矩阵所组成的液晶显示器构成文字和图形的显示模式，从而了解一般液晶显示器件的工作原理。
二：实验原理
1、液晶光开关的工作原理
液晶的种类很多，仅以常用的TN（扭曲向列）型液晶为例，说明其工作原理。
TN型光开关的结构如图1所示。在两块玻璃板之间夹有正性向列相液晶，液晶分子的
-10
形状如同火柴一样，为棍状。棍的长度在十几埃（1埃 ＝ 10米 ），直径为4～6埃，液晶层厚度一般为5-8微米。玻璃板的内表面涂有透明电极，电极的表面预先作了定向处理（可用软绒布朝一个方向摩擦，也可在电