Современная электроника №6/2024

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 39 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 6 / 2024 В статье приведены принципиальная схема , разводка и внешний вид платы , а также программные средства двухканального индикатора уровня звука на базе цветного 1,3 ″ TFT- дисплея с разрешением 240×240 пикселей ( с контроллером ST7789), сопряжённого с микроконтроллером EFM8LB10F16 по параллельному интерфейсу . Показаны результаты работы устройства в составе УМЗЧ . Алексей Кузьминов Дополнительные материалы к этой статье вы можете скачать с нашего сайта по этой ссылке Введение Двухканальный индикатор уров - ня звука на базе дисплея OLED 1306 и микроконтроллера ( МК ) EFM8LB12, описанный автором в [1], показал хоро - шую работу , однако его недостатка - ми являются : миниатюрный размер ( видимая область экрана составляет всего 22×12 мм ), малое разрешение (80×160  пикселей ) и всего два цвета ( жёлтый и синий ) на чёрном фоне . Эти недостатки не позволяют в пол - ной мере комфортно оценить уровни звука двух каналов усилителя , и , кроме того , такой дисплей смотрится в соста - ве усилителя не особенно эстетич - но , а на большом расстоянии , напри - мер 2-3 метра , его трудно разглядеть , если специально не приглядываться . У автора возникла идея : а нельзя ли вместо дисплея OLED 1306 использо - вать цветной дисплей бо́льшего разме - ра , например , TFT 1,3" с видимой обла - стью экрана 25×25 мм и разрешением 240×240 пикселей ? По стоимости ( око - ло 150  руб .) такой дисплей не дороже дисплея OLED 1306. Но использование такого TFT- дисплея связано с одной проблемой ( к счастью , решаемой ). Дело в том , что каждая строка OLED- дисплея состоит из 8 бит ( или одного байта ), и если такой бит равен 1, то он светится , а если нет , то он чёрный . Поэ - тому , если для передачи информации в такой дисплей использовать доста - точно высокоскоростной интерфейс SPI ( на скорости , например , 36 Мбод ), то частота обновления экрана этого дис - плея будет не менее 5 кГц [1]. В цветном же TFT- дисплее каждый пиксель состо - ит из трёх цветов ( красный , зелёный и синий – RGB), и для передачи цвета пикселя требуется не бит ( как в OLED- дисплее ), а два байта , которые и опре - деляют цвет пикселя . Другими слова - ми , объём информации , передаваемой в каждый пиксель TFT- дисплея , в 16 раз превышает аналогичный объём , пере - даваемый в OLED- дисплей . Кроме того , поскольку разрешение TFT 1,3 ″ дисплея составляет 240×240 пикселей ( против 80×160  пикселей у OLED- дисплея ), объём передаваемой информации в TF- дисплей многократно возрастает . Пусть каждая гистограмма , отражаю - щая уровень звука в TFT- дисплее , име - ет , например , ширину 40 пикселей и высоту 240 пикселей и , таким обра - зом , состоит из 40×240 = 9600 пиксе - лей , а две гистограммы соответственно из 19 200 пикселей . Тогда для переда - чи двух байт в каждый пиксель потре - буется передать 19 200×2 = 38 400 байт для двух гистограмм . Простой рас - чёт показывает , что при использова - нии интерфейса SPI даже на скорости 36  Мбод частота обновления экра - на TFT- дисплея будет составлять не более двух десятков Гц , что , понятно , неприемлемо , поскольку дисплей будет мерцать с частотой , заметной для гла - за . Выход из создавшегося положения может быть найден , если в качестве канала передачи информации в TFT- дисплей использовать параллельный однобайтный интерфейс , в котором за один такт МК передаётся сразу весь байт , а при частоте тактового генерато - ра МК в 72 МГц один такт составляет не более 14 наносекунд , что нетрудно подсчитать . А раз так , то , как будет вид - но из дальнейшего изложения , частота обновления экрана TFT- дисплея будет составлять около 370 Гц , что в 2–4 раза превышает частоту обновления экра - на современных телевизоров и мони - торов ( это , как правило , около 100 Гц , реже 200 Гц ). Цветные 1,3 ″ TFT- дисплеи с параллельным интерфейсом также выпускаются , и их стоимость не превы - шает стоимость дисплеев с интерфей - сом SPI ( контроллер ST7789 допускает оба типа интерфейсов – параллельный и последовательный SPI). Преимущества цветного 1,3 ″ TFT- дисплея перед дисплеем OLED 1306 очевидны : это бо́льший размер и бо́льшее разрешение , а возможность использовать разные цвета ( например , цвет фона – синий , цвет гистограммы при уровне звука ниже перегрузки – зелёный и цвет гистограммы при уров - не звука выше перегрузки – красный ) создаёт более комфортное восприятие уровней звука . Здесь необходимо добавить , что цвет - ные OLED- дисплеи соответствующе - го разрешения и размера также выпу - скаются , но они стоят в несколько раз дороже цветного 1,3 ″ TFT- дисплея . Таким образом , с использованием параллельного интерфейса сопряже - ния МК с TFT- дисплеем задача постро - ения индикатора уровня звука вполне разрешима . Что и является предметом настоящей статьи . Схема платы устройства Принципиальная схема платы устрой - ства ( рис . 1) ненамного отличается от аналогичной схемы , приведённой в [1]. Отличия аналоговой части следую - щие . Во - первых , вместо двух сдвоенных