全 DIY 八位「米」字管 VFD 顯示屏 (上)

近來愛上了 VFD 顯示，VFD 全寫是 Vacuum Fluorescent Display，即是真空螢光顯示屏，六、七十年代常見用於計算機(calculator)的顯示屏，到了今天很多收銀機依然利用 VFD 作顯示，因其亮度高、色彩飽和度高而且並不像 LCD 般屬偏震光，令人感覺非常悅目。不過與 LCD 或 LED 顯示相比，VFD 雖要較高電壓來運行，一些小型的顯示板都要十多伏特來驅動，大型的更需求數十伏特電壓，令電路設計起來需要顧慮更多，零件選擇少，從而成本增加不少。　　在市面上看見一片「米」字管綠色 VFD，價錢頗吸引，便買了它下來，「米」字管與傳統七劃管相比，七劃管只能顯示 0 – 9 數字，但「米」字管最低限度可以顯示數字及所有大階英文字母，使用彈性比七劃管高得多。這片顥示屏是八數位加兩個”:”，順理成章設計成 8 柵極、16　陽極的結構，8 個柵極對應 8 個數位，而 16 個陽極足夠應付「米」字管所有筆劃了。　　本著思鋒精神，當然一手一腳 DIY 啦，市面上有一些專為 VFD 設計的驅動芯片，例如台灣普誠科技的 PT63xx 系列，但此等芯片一來其編程方法不靈活，而且必須使用負電壓陰極，從簡單角度來看，不算是最佳選擇。最後選擇使用了三片高壓數位驅動芯片，再加一片 16F887 完成整個設計。坐言起行，先製作線路板……　　線路板已包含 16F887 微控器，三片 A2982 八位高壓數位開關，及一組以 LM2731 組成的升壓電路，把輸入的 5V 升壓到約 20V 左右，用來供應 VFD 使用，在陽極電壓 20V 及燈絲電壓 2.1V ac 下，其亮度非常足夠。另外順帶一提，燈絲使用的2.1V ac 是由微控器輸出一組脈衝再由 CMOS 作電流放大而成，換句話說燈絲的開關可以由軟件所控制。　　16F887 經由一個 6 位冷壓端子來進行程式下載，可以隨時隨地輕鬆編改程式。16F887 有 4 組 8 位元輸入/輸出埠，足夠應付這片顯示屏，程式燒到 16F887 後，這個 6 位端子便搖身一變一變成為一個 USB 連接插頭，由於 16F887 內有 256　bytes 的 Flash memory，所以可以利用這些記憶體貯存一定數量的文字，以作 Stand alone mode 使用。當然，要顯示訊息萬變的海量資訊，便需要把模組經由 USB 線接駁電腦，由電腦把文字輸出到顯示屏罷。　　想知這個實驗最終效果如何，請密切留意意鋒工作室……