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时间：2023-10-11 06:36:41 下载该word文档
基于电子纸的节能电子闹钟系统设计电子纸是新一代显示装置，它具有超低功耗、超宽视角、高对照度、高反射、无需背光源纯反射模式、双稳态显示、防强光等特点。当电子纸微胶囊做于柔性基板上，那么其具有和纸一样的可弯曲的特性，而且显示的视觉感官成效几乎和纸张一样。电子纸对照其他显示装置如LED、LCD等加倍节能，观看成效更佳。本设计采纳电子纸作为电子闹钟的显示屏幕，利历时基芯片DS1302提供精准的年月日及时分秒，温度传感器LM75A提供实时温度信息，单片机MSP430作为操纵系统，干电池供电。整体具有工作电压宽，耗能低，工作时刻长，显示界面清新等优良特点。对时基芯片采取双电源供电即可幸免改换电池重调时刻的繁琐。整体都采纳低耗能、宽电压工作器件，有效延长电池的工作时刻。一、电子纸显示器的大体原理本设计采纳大连佳显电子的2.1寸电子纸，型号为GDE021A1。1.大体性能特点（1）分辨率为172X72，显示区域48.16X20.16，四灰阶数可显示黑、白、灰阶，对照度达10:1，反射率35%，运行温度为0~50℃。双稳态性，只在电子纸刷新时耗电。（2）刷新时刻300ms,响应时刻100ms,利用寿命（无端障刷新次数）：100万次以上。（3）超低功耗，只在改变显示内容时耗电，刷新时的功耗为0.012mW/cm2。工作电压2.4V~3.3V。（4）串行外设接口，内置振荡器，波形存储在片上OTP，采纳COG封装,IC厚度250um。2.电子纸的工作原理电子纸（赛伦纸）技术是一种“微胶囊电泳显示”技术。其大体原理是悬浮在液体中的带电纳米粒子受到电场作用而产生迁移。电子纸是一种薄膜状的材料，它是由成千上万个微小的胶囊状颗粒（称为微胶囊）涂在一种塑料基材上而制成的。微胶囊是电子纸的大体单元，它里面包括了两种不同颜色的纳米粒子。电子纸的工作原理如下图:图1.赛伦显示器工作原理赛伦纸膜片是赛伦纸显示模组的核心材料，负责显示人眼实际看到的图案。底板作为赛伦纸显示器的像素电极（下电极），用于操纵赛伦纸每一个像素的黑白转变。赛伦纸膜片可通过层压的方式贴合在底板上。驱动芯片可依照操纵指令和信号产生相应的逻辑电平和时序，用于操纵底板每一个像素（或段码）的工作时序和状态，并使赛伦纸能够显示所需图案。赛伦纸显示器无需背光源，第二，具有双稳态性。即当显示静态图像的时候，赛伦纸
能够完全不耗电，换句话说，确实是即便断开所有电源，赛伦纸显示器仍然能够保留最后一幅画面。3.GDE021A1的引脚功能GDE021A1采纳COG（chiponglass）封装，引脚排布如图2所示。VccIO、VCI接由两节干电池串联供电+3V。其中电源+3V需进行升压处置以提供电子纸刷新需要的高电压。具体升压电路及引脚连接如图3所示。cs为片选端，低电平有效。D/C是数据/命令操纵引脚，与MCU以4线SPI模式相连。当D/C为高电平，说明D1输入为数据；当D/C为低电平常，说明D1输入为命令字。BUSY为忙状态引脚，当芯片忙碌该引脚输出为高电平，不忙碌时输出为低电平。该引脚能够提供MCU查询，当处于不忙碌时MCU那么能够向GDE021A1输入操纵命令或显示数据。BS1为接口选择操纵端，当BS1为低电平，与MCU执行3线SPI模式传输；当BS1为高电平，与MCU执行4线SPI模式传输。TSCL和2TSDA为GDE021A1与温度传感器的IC接口。