OSRAM PDSP188X系列8字符5x7点阵可编程显示器：设计与应用全解析

在电子设备的设计中，显示器是不可或缺的一部分，它承担着信息展示的重要任务。今天，我们要深入探讨OSRAM的PDSP188X系列8字符5x7点阵可编程显示器，这一系列产品以其丰富的功能和良好的性能，在众多应用场景中展现出独特的优势。

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产品概述

PDSP188X系列包括PDSP1880（红色）、PDSP1881（黄色）、PDSP1882（高效红色）、PDSP1883（绿色）和PDSP1884（高效绿色）五种型号。这些显示器采用4.70 mm（0.180’’）高的8位5x7点阵字符，封装在坚固、高质量的30引脚塑料DIP中，引脚间距为7.62 mm（0.300’’），并且是无铅产品，符合RoHS标准。

特性亮点

显示特性

• 多颜色选择：提供红色、黄色、高效红色、绿色和高效绿色五种颜色，满足不同应用场景的需求。
• 高可读性：字符高度为4.70 mm，在2.5米（8英尺）外仍可清晰读取。
• 宽视角：X轴视角±55°，Y轴视角65°，从多个角度都能清晰看到显示内容。

功能特性

• 内置128字符ROM：可存储常用的ASCII字符，并且支持掩膜编程，方便定制字体。
• 用户可定义字符（UDC）功能：使用RAM存储16个任意字符、符号或图标，用户可通过软件自定义。
• 丰富的可编程特性：包括单个字符闪烁、全显示闪烁、多级调光和消隐、清除功能以及自检功能。
• 时钟选择灵活：支持内部或外部时钟，方便与其他设备同步。
• 可级联设计：能够驱动多达16个其他PDSP188X显示器，适用于多显示器组合的应用。

技术参数

电气参数

参数	符号	数值	单位
工作温度范围	$T_{op}$	– 40 … + 85	°C
存储温度范围	$T_{stg}$	– 55 … + 100	°C
直流电源电压（无LED点亮时的最大电压）	$V_{CC}$	-0.3 to + 7.0	V
工作电压（20个点/数字点亮时的最大电压）	/	5.5	V
输入电压电平	/	-0.3 to $V_{CC}$ + 0.3	V
焊接温度（座面以下1.59 mm，t < 5.0 s）	$T_{S}$	260	°C
相对湿度（非冷凝）	/	85	%
静电放电（100 pF，1.5 kΩ）（每个引脚）	$V_{Z}$	4.0	kV

光学参数

描述	符号	红色PDSP1880	黄色PDSP1881	高效红色PDSP1882	绿色PDSP1883	高效绿色PDSP1884	单位
峰值发光强度（最小值/典型值）	$I_{Vpeak}$	70/125	125/205	125/350	125/275	125/500	µcd/dot
峰值波长（典型值）	$λ_{peak}$	660	583	630	565	568	nm
主波长（典型值）	$λ_{dom}$	639	585	626	570	574	nm

引脚分配与功能

PDSP188X显示器共有30个引脚，每个引脚都有特定的功能，以下是一些重要引脚的介绍：

• 复位（RST）：初始化显示器，清除字符RAM、闪存RAM、控制字，并重置内部计数器，但不影响UDC地址寄存器和UDC RAM。
• 闪存（FL）：访问闪存RAM，通过地址输入A0 - A2选择数字地址，数据位D0设置或重置闪烁位。
• 地址输入（A0 - A4）：用于选择特定的数字或访问内存的不同部分。
• 时钟选择（CLS）：选择内部或外部时钟源，CLS = 1选择内部时钟，CLS = 0选择外部时钟。
• 时钟输入/输出（CLK）：根据CLS的设置输入或输出时钟。
• 写（WR）：当WR = 0时，将数据写入显示器，同时需要CE = 0来启用写周期。
• 芯片使能（CE）：当CE = 0时，启用显示器的写和读周期。
• 数据位（D0 - D7）：用于传输数据，包括字符数据和控制字数据。

级联显示

PDSP188X系列支持级联显示，可驱动多达16个其他PDSP188X显示器。级联时需要注意以下几点：

• 确定每个显示器的正确地址：通过地址解码器的CE信号选择正确的显示器。
• 选择时钟源：选择一个显示器提供时钟，将其CLKSEL连接到$V_{CC}$，其他显示器的CLKSEL接地。
• 同步闪烁：使用RST信号同步显示器之间的闪烁。

功能描述与操作原理

内存区域

显示器的用户界面分为五个内存区域，通过Flash输入（FL）和地址线（A3和A4）进行访问：

• 字符RAM：存储ASCII字符数据或UDC RAM地址。
• 闪存RAM：1 x 8 RAM，存储闪烁数据。
• 用户定义字符RAM（UDC RAM）：存储自定义字符的点阵图案。
• 用户定义地址寄存器（UDC地址寄存器）：在读写自定义字符时提供UDC RAM的地址。
• 控制字寄存器：用于调整显示亮度、闪烁单个字符、闪烁全显示、自检或清除显示。

操作原理

PDSP188X显示器与大多数微处理器兼容，数据通过8位并行总线输入，3位地址将数据路由到RAM中的正确数字位置。标准控制信号（如WR和CE）允许将数据写入显示器。D0 - D7数据位用于字符RAM和控制字数据输入，A3作为模式选择器。正常操作时，FL引脚应保持高电平，当FL为低电平时，访问闪存RAM以设置字符闪烁。

电气和机械考虑

电压瞬态抑制

为了获得最佳效果，为显示器和与之接口的组件供电时，应避免逻辑输入高于$V{CC}$。同时，LED在改变显示状态时可能会在电源线上产生瞬态，通常在$V{CC}$和GND之间并联一个0.01 µF和一个22 µF的电容器。

ESD保护

PDSP188X的输入保护结构能够有效防止ESD损坏，可承受大于4.0 kV的放电。使用时应采取CMOS组件的标准预防措施，如正确接地人员、工具、桌子和运输载体等。

焊接考虑

PDSP188X可以使用SN63焊料进行手工焊接，烙铁温度设置为260 °C。也可以进行波峰焊接，使用水溶性有机酸助焊剂或树脂基RMA助焊剂，波峰温度为245 °C ± 5 °C，停留时间为1.5 - 3.0秒，座面以下1.59 mm处的温度不得超过260 °C，持续时间不超过5秒。

光学考虑

4.70 mm高的字符在8英尺外仍可清晰读取，选择合适的滤光片可以增强对比度和可读性。不同颜色的显示器应匹配相应的滤光片，如红色显示器匹配570 - 590 nm的长波长通滤光片，绿色显示器匹配峰值为565 nm的黄绿带通滤光片。对于多颜色显示器，中性密度灰色滤光片是最佳选择。

总结

OSRAM的PDSP188X系列8字符5x7点阵可编程显示器以其丰富的功能、良好的性能和灵活的设计，为电子工程师提供了一个优秀的显示解决方案。无论是单个显示器的应用还是多个显示器的级联，都能满足不同场景的需求。在设计过程中，合理考虑电气和机械因素，选择合适的滤光片，将有助于充分发挥该系列显示器的优势。你在使用类似显示器时遇到过哪些问题？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。