一种液晶显示驱动电路及液晶显示装置

摘要

本发明公开了一种液晶显示驱动电路，包括控制寄存器、时序控制模块、显示缓冲寄存器、偏置电压产生模块和电极驱动模块，还包括自动刷新专用寄存器，自动刷新专用寄存器，专用于存储按规律性刷新的显示元素的显示数据。液晶显示驱动电路在进行这些按规律性刷新任务时，自动刷新专用寄存器在控制寄存器堆、时序控制模块的控制下将主处理器写入的该显示元素的显示数据以定时循环的方式加载至显示缓冲寄存器，之后再送入电极驱动模块中用于电极驱动信号的生成。按规律性刷新的显示元素的整个刷新过程不需要前端的主处理器的参与控制，使得主处理器不用为了更新那些定时刷新的显示元素而频繁地从休眠状态中唤醒，大大降低前端的主处理器的功耗。

权利要求

1.一种液晶显示驱动电路，接收前端的主处理器的控制信息，输出电极驱动信号，驱动液晶显示屏的电极显示内容，包括控制寄存器堆、时序控制模块、显示缓冲寄存器、偏置电压产生模块和电极驱动模块，其特征在于：还包括自动刷新专用寄存器；

所述控制寄存器堆接收所述主处理器写入的所述液晶显示驱动电路各模块的控制信息，控制所述各模块的工作以及所述液晶显示驱动电路的开启和关闭；

所述时序控制模块接收所述控制寄存器堆的控制信息，控制所述自动刷新专用寄存器的定时工作以及所述电极驱动模块的使能和显示模式；

所述自动刷新专用寄存器存储有所述主处理器写入的按规律性刷新的显示元素的显示数据，并在所述时序控制模块的控制下以定时循环的方式将所述显示数据自动加载至所述显示缓冲寄存器；

所述显示缓冲寄存器接收所述自动刷新专用寄存器加载的所述显示数据和所述主处理器写入的无规律性刷新的显示元素的显示数据，输出至所述电极驱动模块；

所述偏置电压产生模块接收电压信号，产生偏置电压输出至所述电极驱动模块；

所述电极驱动模块接收所述偏置电压、所述显示数据，在所述时序控制模块的控制下产生电极驱动信号；

其中，所述按规律性刷新的显示元素是更新周期和更新内容都有规律性的显示元素；

所述无规律性刷新的显示元素是更新周期和/或更新内容无规律性的显示元素。

2.根据权利要求1所述的液晶显示驱动电路，其特征在于：所述液晶显示驱动电路还包括低压差线性稳压模块和电荷泵升压模块，所述低压差线性稳压模块的电源端连接外部电源，输出第一电压至所述电荷泵升压模块，经所述电荷泵升压模块按倍数升压至第二电压，所述第二电压作为所述电压信号输入至所述偏置电压产生模块；所述第二电压的值为所述液晶显示屏的驱动电压值。

3.根据权利要求2所述的液晶显示驱动电路，其特征在于：所述低压差线性稳压模块的控制端接收所述控制寄存器堆的控制信号，根据所述控制信号调节所述第一电压的大小。

4.根据权利要求1所述的液晶显示驱动电路，其特征在于：所述液晶显示屏上的显示元素包括秒闪烁点、进度条和数字字符；所述按规律性刷新的显示元素为所述秒闪烁点和/或进度条，所述无规律性刷新的显示元素是所述数字字符。

5.根据权利要求4所述的液晶显示驱动电路，其特征在于：所述按规律性刷新的显示元素为所述液晶显示屏上的秒闪烁点，所述自动刷新专用寄存器有两比特的空间存储所述秒闪烁点的代表亮的显示数据“1”和代表灭的显示数据“0”，所述自动刷新专用寄存器在所述时序控制模块的控制下自动以0.5s为时间间隔，循环将所述显示数据“1”和“0”加载至所述显示缓冲寄存器中用于控制所述秒闪烁点对应的电极的比特位。

6.根据权利要求4所述的液晶显示驱动电路，其特征在于：所述按规律性刷新的显示元素为所述液晶显示屏上的进度条，设进度条在显示周期T内以相等的时间间隔更新M次，所述进度条由N个段电极控制，每个电极对应所述显示缓冲寄存器一比特位的寄存器，所述自动刷新专用寄存器有M×N比特的空间存储所述进度条的显示数据，所述自动刷新专用寄存器在所述时序控制模块的控制下自动以T/M为时间间隔，循环地将M个N比特的显示数据加载至所述显示缓冲寄存器中用于控制所述进度条的N比特位的寄存器中。

7.根据权利要求6所述的液晶显示驱动电路，其特征在于：所述液晶显示屏为点阵式液晶显示屏，有x个公共电极，所述进度条有y个显示段，所述进度条由N个段电极控制，当y/x为整数时，N=y/x；当y/x不为整数时，N=y/x的整数部分+1。

8.根据权利要求1所述的液晶显示驱动电路，其特征在于：所述电极驱动信号为周期性扫描脉冲，所述周期性扫描脉冲的输出幅度由所述偏置电压产生模块产生的偏置电压决定，所述周期性扫描脉冲的频率由所述时序控制模块输出的显示模式决定，所述周期性扫描脉冲的样式由所述显示缓冲寄存器输出的显示数据决定。

9.一种液晶显示装置，其特征在于：所述液晶显示装置中的液晶显示驱动电路为根据权利要求1所述的液晶显示驱动电路。

说明书

一种液晶显示驱动电路及液晶显示装置

技术领域

[0001] 本发明涉及液晶显示驱动电路，特别是涉及一种按规律性刷新的显示元素可自动更新的液晶显示驱动电路。

背景技术

[0002] 小型液晶显示屏幕被广泛应用在手机、游戏机或掌上电脑等便携式设备中。这些液晶显示屏幕一般由液晶显示驱动电路驱动，完成显示内容的显示。

[0003] 如图1所示，为现有技术中液晶显示驱动电路的电路结构图，包括控制寄存器堆2、时序控制模块3、显示缓冲寄存器4、偏置电压产生模块5和电极驱动模块6。控制寄存器2接收前端的主处理器1的控制信息，时序控制模块3在控制寄存器2的控制作用下向电极驱动模块6提供电极显示的显示模式；显示缓冲寄存器4接收前端的主处理器1的显示数据，并在前端的主处理器1的控制下，向电极驱动模块6提供电极显示的显示数据；偏置电压模块5接收外部电压信号V（该电压信号一般由外部电源直接提供），产生偏置电压，向电极驱动模块6提供电极显示的电压幅度。上述液晶显示驱动电路，由前端主处理器控制，输出电极驱动信号，驱动液晶显示屏幕的电极工作，从而呈现显示内容。然而，为控制上述液晶驱动电路工作，前端的主处理器功耗很大，虽然主处理器可在不执行任务时处于休眠状态，但工作时为控制液晶驱动电路的工作仍然需要很大功耗。如何降低前端的主处理器的功耗，是液晶显示装置以及液晶驱动电路的改进方向之一。

[0004] 此外，现有的液晶显示装置一般采用小容量电池供电，由于电池经过一段时间使用以后电压会逐渐降低，而上述液晶驱动电路中的外部电压信号V直接由外部电源——电池提供，则可能因为电池电压不稳定而导致电极驱动电路输出的电压不稳定，进而导致液晶显示内容不清晰的问题，从而使产品提前报废。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种液晶显示驱动电路及液晶显示装置，使得在控制其工作的过程中前端的主处理器的功耗有所降低。

[0006] 本发明进一步所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种液晶显示驱动电路及液晶显示装置，其工作电压范围较大，使得即使在外部电池电压降低的情形下液晶显示驱动电路也能正常工作。

[0007] 本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

[0008] 一种液晶显示驱动电路，接收前端的主处理器的控制信息，输出电极驱动信号，驱动液晶显示屏的电极显示内容，包括控制寄存器、时序控制模块、显示缓冲寄存器、偏置电压产生模块和电极驱动模块，还包括自动刷新专用寄存器；所述控制寄存器堆接收所述主处理器写入的所述液晶显示驱动电路各模块的控制信息，控制所述各模块的工作以及所述液晶显示驱动电路的开启和关闭；所述时序控制模块接收所述控制寄存器堆的控制信息，控制所述自动刷新专用寄存器的定时工作以及所述电极驱动模块的使能和显示模式；所述自动刷新专用寄存器存储有所述主处理器写入的按规律性刷新的显示元素的显示数据，并在所述时序控制模块的控制下以定时循环的方式将所述显示数据自动加载至所述显示缓冲寄存器；所述显示缓冲寄存器接收所述自动刷新专用寄存器加载的所述显示数据和所述主处理器写入的无规律性刷新的显示元素的显示数据，输出至所述电极驱动模块；所述偏置电压产生模块接收电压信号，产生偏置电压输出至所述电极驱动模块；所述电极驱动模块接收所述偏置电压、所述显示数据，在所述时序控制模块的控制下产生电极驱动信号。

[0009] 优选的技术方案中，

[0010] 所述液晶显示驱动电路还包括低压差线性稳压模块和电荷泵升压模块，所述低压差线性稳压模块的电源端连接外部电源，输出第一电压至所述电荷泵升压模块，经所述电荷泵升压模块按倍数升压至第二电压，所述第二电压作为所述电压信号输入至所述偏置电压产生模块；所述第二电压的值为所述液晶显示屏的驱动电压值。这样，在用于偏置电压生成的部分，增设低压差线性稳压模块和电荷泵升压模块，将外部电源的输出电压先稳压再升压后供给偏置电压产生模块，使得即使外部电源电压较低或者不稳定的情况下，偏置电压产生模块依然能产生稳定的偏置电压，液晶驱动电路依然能够正常工作，有效地扩大了液晶驱动电路的工作电压范围。对于整个显示装置来说，相当于在一定程度上提高它们的电池使用寿命。

[0011] 进一步优选的技术方案中，

[0012] 所述低压线性稳压模块的控制端接收所述控制寄存器堆的控制信号，根据所述控制信号调节所述第一电压的大小。通过设置控制寄存器堆中的相关寄存器的值，可以使第一电压输出不同的电平，从而调节第二电压的值，进而线性地调整偏置电压，以满足不同的液晶显示屏对驱动电平的需要。

[0013] 其中，

[0014] 所述按规律性刷新的显示元素是更新周期和更新内容都有规律性的显示元素；所述无规律性刷新的显示元素是更新周期和/或更新内容无规律性的显示元素。

[0015] 所述液晶显示屏上的显示元素包括秒闪烁点、进度条和数字字符；所述按规律性刷新的显示元素为所述秒闪烁点和/或进度条，所述无规律性刷新的显示元素是所述数字字符。

[0016] 本发明还提供一种液晶显示装置，其中的液晶显示驱动电路为上述的液晶显示驱动电路。

[0017] 本发明与现有技术对比的有益效果是：

[0018] 本发明的液晶显示驱动电路，增设自动刷新专用寄存器，专用于存储按规律性（更新周期和更新内容都有规律性）刷新的显示元素的显示数据。液晶显示驱动电路在进行这些按规律性刷新的显示元素的刷新任务时，自动刷新专用寄存器在控制寄存器堆、时序控制模块的控制下将主处理器写入的该显示元素的显示数据以定时循环的方式加载至显示缓冲寄存器，之后再送入电极驱动模块中用于电极驱动信号的生成。这样，即可实现由自动刷新专用寄存器控制按规律性刷新的显示元素的更新任务，则在按规律性刷新的显示元素的整个刷新过程不再需要前端的主处理器的参与控制，这就使得主处理器不用为了更新那些定时刷新的显示元素而频繁地从休眠状态中唤醒，使得处理器处于休眠的时间可以延长，从而大大降低前端的主处理器的功耗。

附图说明

[0019] 图1是现有技术中的液晶显示驱动电路的结构图；

[0020] 图2是本发明具体实施方式一的液晶显示驱动电路的电路图；

[0021] 图3是图2所示液晶显示驱动电路驱动的液晶显示屏的显示元素示意图；

[0022] 图4是本发明具体实施方式二的液晶显示驱动电路的电路图。

具体实施方式

[0023] 下面结合具体实施方式并对照附图对本发明做进一步详细说明。

[0024] 具体实施方式一

[0025] 如图2所示，为本具体实施方式中液晶显示驱动电路的结构图，包括控制寄存器堆8、时序控制模块9、自动刷新专用寄存器10、显示缓冲寄存器11、偏置电压产生模块12和电极驱动模块13。控制寄存器堆8的输入端连接前端的主处理器7的第一输出端，控制寄存器堆8的输出端连接时序控制模块9的输入端，时序控制模块9的第一输出端连接自动刷新专用寄存器10的第一输入端，时序控制模块9的第二输出端连接电极驱动模块13的第一输入端，自动刷新专用寄存器10的第二输入端连接前端的主处理器7的第二输出端，自动刷新专用寄存器10的输出端连接显示缓冲寄存器11的第一输入端，显示缓冲寄存器11的第二输入端连接前端的主处理器7的第三输出端，显示缓冲寄存器11的输出端连接电极驱动模块13的第二输入端，偏置电压产生模块12的输入端连接外部电压信号V，输出端连接电极驱动模块13的第三输入端。该液晶显示驱动电路接收前端主处理器的控制，产生电极驱动信号，驱动后端液晶显示屏的电极工作，从而显示内容。如图3所示，为上述液晶显示驱动电路驱动的液晶显示屏的显示元素示意图，包括秒闪烁点101、进度条102和数字字符103三个显示元素。其中，秒闪烁点101和进度条102的更新周期有规律性，更新内容均是闪烁点、进度条对应的电极由亮变灭，或由灭变亮，也有规律性，即秒闪烁点101和进度条102的更新周期和更新内容均有规律性，其为按规律性刷新的显示元素。而数字字符
103的更新周期有规律性，但其更新内容无规律性，数字字符对应的电极的亮灭需由各次的数字决定，其为无规律性刷新的显示元素。

[0026] 图2中，控制寄存器堆8是整个液晶显示驱动电路的控制核心，存储着时序控制模块9的所有配置信息，用于控制液晶驱动电路的扫描时序的输出模式，以及液晶驱动电路开启和关闭。控制寄存器堆8对外有访问接口，前端的主处理器7可以通过该接口对控制寄存器堆8进行读写操作来获取和改变各种与液晶显示相关的配置信息。

[0027] 时序控制模块9根据控制寄存器堆8的设置值，控制自动刷新专用寄存器10的定时更新以及电极输出电平驱动模块13的使能和显示模式。

[0028] 自动刷新专用寄存器10存储有前端的主处理器7写入的按规律性刷新的显示元素的显示数据，如代表“亮”的“1”和代表“灭”的“0”，并在时序控制模块9的控制下以定时循环的方式将显示数据“1”、“0”自动加载至显示缓冲寄存器11。其中，各显示元素的更新周期不同，具体的控制过程也不同，例如秒闪烁点以0.5秒为时间间隔交替显示“亮”和“灭”的状态，一个由6个显示段组成的进度条每10秒更新一次（如为1分钟的显示周期，则需要更新6次）。

[0029] 具体来说，对于秒闪烁点定时刷新的控制过程是，在自动刷新专用寄存器10中有两比特位大小的寄存器对应于秒点闪烁的控制，这两个比特分别存储“0”和“1”，该寄存器在时序控制模块9的控制下，自动地以0.5秒为时间间隔，轮流地往显示缓冲寄存器11中用于控制秒闪烁点电极的比特位写入“0”和“1”。这样，秒闪烁点段电极引脚会自动地以0.5秒为时间间隔变换输出显示图样，驱动液晶显示屏上的秒闪烁点的“亮”和“灭”。

[0030] 对于进度条定时刷新的控制过程是，设进度条在显示周期T内以相等的时间间隔更新M次，而每个进度条由N个段电极控制，设定每个电极对应显示缓冲存储器11的一比特位的寄存器，N个电极对应显示缓冲存储器11的N比特位的寄存器，而有M次的显示数据，则自动刷新专用寄存器中有M×N比特的寄存器与进度条对应的电极相对应，该M×N比特的寄存器在时序控制模块9的控制下，自动地以t=T/M为时间间隔，依次轮流地把M个N比特的显示数据写入显示缓冲器11中用于控制进度条对应的电极的N比特寄存器中。关于N的计算，以点阵式液晶显示屏为例说明，设进度条有y个显示段，液晶屏有x个公共电极，即1个段电极可以控制x个显示段，当y/x为整数时，y/x个段电极即可控制y个显示段，即取N=y/x；而当y/x不为整数时，需要 （y/x的整数部分+1）个段电极才能控制y个限时段，即取N= y/x的整数部分+1。举例说明，进度条有6个显示段，液晶显示屏有4个公共电极，则2个段电极可以控制8个显示段（4×2），所以进度条需要2个段电极控制，对应显示缓冲寄存器中2比特位的寄存器。设定进度条在1分钟的显示周期内更新6次，则T=1分钟，t=10秒，M=6，自动刷新专用寄存器10中6×2比特的寄存器在时序控制模块9的控制下，自动地以t=10秒为时间间隔，依次轮流地把6个2比特的显示数据写入显示缓冲器11中用于控制进度条对应的电极的2比特寄存器中。在上述控制下，与进度条对应的2个段电极引脚会自动地以10秒为时间间隔、1分钟为时间周期变换输出显示图样，驱动液晶显示屏上的进度条定时刷新。

[0031] 上述更新方式（更新周期、更新次数、显示数据）均在前端的主处理器7中设置，写入控制寄存器堆8中，由时序控制模块9对中间缓冲器10进行控制按照设置的更新方式加载数据。

[0032] 显示缓冲寄存器11接收显示数据，并将显示数据输出至电极驱动模块13中用于电极驱动信号的生成。其中，显示数据包括两部分，一部分是按规律性刷新的显示元素（如秒闪烁点、进度条）的显示数据，由自动刷新专用寄存器10加载过来，加载过程受时序控制模块9的控制；另一部分是无规律性刷新的显示元素（例如，数字字符或应特定操作而产生的界面，在本具体实施方式中未示出）的显示数据，由前端的主处理器7将其显示数据直接写入到显示缓冲寄存器11中，数据读写的过程直接受主处理器7的控制。在本具体实施方式中，显示缓冲寄存器11中的每个比特，都对应着液晶驱动电路的一个电极输出，并控制着该电极的输出状态。显示缓冲寄存器11中某个比特位的存储值为“1”和“0”，分别表示对应的电极输出状态为“亮”和“灭”，需且仅需更新普通显示缓冲寄存器11该比特位的值，后述产生的电极驱动信号便得到更新，即可实时更新液晶显示屏上的对应该比特位的电极的显示状态。

[0033] 偏置电压产生模块12接收电压信号V（电压信号V的值根据需要驱动的液晶显示屏的工作电压设定），产生偏置电压输出至电极驱动模块13中，为电极驱动模块13提供电极显示的电压幅度。

[0034] 电极驱动模块13接收时序控制模块9输出的使能信号、显示模式信息，接收显示缓冲寄存器11输出的显示数据，接收偏置电压生成模块12输出的偏置电压，根据上述信息生成电极驱动信号，从而驱动液晶显示屏中的电极的工作。所述电极驱动信号为周期性扫描脉冲，周期性扫描脉冲的输出幅度由所述偏置电压产生模块12产生的偏置电压决定，扫描脉冲的频率由所述时序控制模块9输出的显示模式决定，扫描脉冲的样式（控制段电极的亮灭）由所述显示缓冲寄存器11输出的显示数据决定。

[0035] 本具体实施方式中的液晶显示驱动电路，由自动刷新专用寄存器完成那些按规律性刷新的显示要素的刷新任务，而无规律性的刷新则仍由主处理器控制完成，从而使得按规律性刷新的显示元素的整个刷新过程不需要前端的主处理器的参与控制，这就使得主处理器不用为了更新那些定时刷新的显示元素而频繁地从休眠状态中唤醒，使得处理器处于休眠的时间可以延长，从而通过对液晶显示驱动电路的改进而实现大大降低前端的主处理器的功耗的目的。

[0036] 本具体实施方式中还包括一种液晶显示装置，其中包含的液晶驱动电路为上述液晶显示驱动电路。该液晶显示装置主处理器的功耗有所降低。

[0037] 具体实施方式二

[0038] 本具体实施方式与实施方式一的不同之处在于：本具体实施方式中的液晶驱动电路还包括低压差线性稳压模块和电荷泵升压模块。

[0039] 如图4所示，为本具体实施方式的液晶驱动电路的结构图，除包括控制寄存器堆8、时序控制模块9、自动刷新专用寄存器10、显示缓冲寄存器11、偏置电压产生模块12和电极驱动模块13外，还包括低压差线性稳压模块14和电荷泵升压模块15。控制寄存器堆8、时序控制模块9、自动刷新专用寄存器10、显示缓冲寄存器11、偏置电压产生模块12和电极驱动模块13等模块的连接、工作均与具体实施方式一相同，在此不重复描述。如下仅重点描述低压差线性稳压模块14和电荷泵升压模块15的连接和工作。

[0040] 低压差线性稳压模块14的电源端连接外部电源V0，将外部电源V0稳定在一个相对V0有所降低的第一电压V1上。第一电压V1输出至电荷泵升压模块，按倍数升压处理后输出第二电压V2，该第二电压V2作为电压信号输入至偏置电压产生模块12中，由偏置电压产生模块12根据第二电压V2产生驱动液晶显示屏工作所需要的偏置电压。

[0041] 本具体实施方式中的液晶驱动电路，将外部电源的输出电压先稳压再升压后供给偏置电压产生模块。由于低压差线性稳压模块14自身的稳压功能，使得即使外部电源电压V0出现下降或波动，输出的第一电压V1仍然是稳定的，进而使电荷泵升压模块15输出的第二电压V2以及偏置电压产生模块12产生的偏置电压也是稳定的。液晶驱动电路依然能够正常工作，有效地扩大了液晶驱动电路的工作电压范围。

[0042] 优选地，将低压线性稳压模块14的控制端接收控制寄存器堆8的控制信号，由控制寄存器堆8对第一电压V1的大小进行控制和调节，通过设置控制寄存器堆8中的相关寄存器的值，可以使第一电压V1输出不同的电平，进而线性地调整电荷泵升压模块15输出的第二电压和偏置电压产生模块12输出的偏置电压，使产生的偏置电压可调节，以满足不同的液晶显示屏对驱动电平的需要。

[0043] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。