标签: 智能显示器

随着智慧科技的快速发展，智能显示器的生态圈应用变得越来越丰富多元，智能显示器不仅仅是传统的显示设备，透过结合人工智能(AI)和语音助理，它还可以成为家庭、办公室和商业环境中的核心互动接口。提供多元且个性化的服务，如智能家居控制、影音串流拨放、实时信息显示等，极大提升了使用体验。此外，智能家居系统的整合能力也不容小觑，透过智能装置之间的无缝连接，形成了强大的多元应用生态圈。企业也利用智能显示器进行会议展示和多方远程合作，大大提高效率和互动性。 Smart Display Ecosystem示意图，作为智能家居控制中心，可统一管理灯光、空调、窗帘、喇叭、扫地机器人、环境传感器(温度、湿度、空气质量)、以及保全系统。充分体现智能家庭生态的核心功能与整合性 智能显示器与传统显示器有什么差别？ 智能屏幕是一种创新的显示器产品，有别于一般的电脑屏幕，主要差异在于功能和连接方式，关键的区别包括以下四项： ◆功能 智能屏幕像一台小型电脑，可独立上网、播放影音、拨打视讯通话、控制智能家电等；一般屏幕则需连接电脑或其他装置才能显示画面。 ◆连接 智能屏幕具备Wi-Fi、蓝牙和无线投影功能，能无线连接网络和各种装置；一般屏幕则主要透过有线接口连接。 ◆操作 智能屏幕操作方式多元，可透过遥控器、键鼠，甚至语音控制，互动性高；一般屏幕操作较单纯。 ◆应用 智能屏幕除了可连接电脑等装置，更能整合智能家庭生态系，控制家中其他智能装置；一般屏幕应用范围较局限于显示应用。 客户的背景与困难 本次案例分享为某家显示器厂商近期推出的一款智能显示器，客户凭借着过往经验自行规划与执行计划。然而，产品上市后使用者的客诉陆续浮出台面： 操作智能显示器时系统有时发生卡顿 屏幕没有影像画面、声音，进而影响到使用者观赏体验 智能显示器集线器上的USB设备无法运作 搜寻不到蓝牙设备、无法连接、蓝牙连接不稳定 应用程序无法启动或运作闪退 产品在厂内测试时操作流畅，观赏影音的部分也都正常，本身的硬件规格可圈可点，但是为甚么消费者仍然会遇到那些问题？ 客户百思不得其解，只好求助百佳泰协助评估分析问题的来源。 解决方案 在与客户进行咨询并深入了解其困难后，我们发现到客户面临到的客诉问题，正好就是最常发生问题的类别： Video/Audio(影像与声音) USB Hub(USB集线器) Wireless(无线功能) App(应用程序) 智能显示器虽提供更丰富的功能和互动体验，而且可以独立运作，然而其丰富的功能与生态系统却潜藏了极大的风险。 风险一 智能显示器支持的功能和生态系统丰富，除了接受来自电脑或游戏主机的有线讯号，还支持透过App播放串流媒体、拨打视讯通话，以及控制智能家居设备等功能。正由于用户经常在有线讯号与各种应用程序间来回切换，容易导致系统卡顿，并进一步引发噪声、杂音、黑画面、画面闪烁等影音问题。 风险二 内建操作系统，具备独立运作的能力。也是因为此优点，智能显示器反而比一般屏幕更有机会将鼠标、键盘等多种USB设备直接连接在其集线器，然而，这也增加了集线器相关问题的发生可能性。 风险三 无线功能连接性强， 包括蓝牙设备、Wi-Fi网络和无线投影，但这些功能在使用时可能会面临兼容性、稳定性、干扰和延迟等挑战。 透过我们的验证计划，找出了问题的高发组合。这些问题主要来自于多重讯号来源的切换，家用游戏主机、个人电脑和串流影音平台应用程序，用户在切换讯号或执行电源管理时，有很的大机率会产生卡顿、影像和声音异常等问题。 接着，我们进一步排查出 USB设备与蓝牙设备的兼容性问题 。这些不仅大幅减少客户在时间与人力上的额外成本，还显著提升了产品的稳定性，增强了用户对产品的信任度！

嵌入式系统经常使用HD44780型LCD显示器，因为它被视为最受欢迎的字母数字显示控制器。该器件接口包括至少14个引脚：8个数据引脚，3个控制引脚(EN、WR、RS)，2个电源引脚(Vdd、Vss)，1个对比度引脚(Vre)。配置在8位模式下，其至少需要10条I/O线路(D0至D7、EN、RS)；配置在4位模式下，其至少需要6条I/O线路(D4至D7、EN、RS)。后面这种情况看似比较适用于8引脚PIC微控制器，但是，8引脚的PIC微控制器有一个仅为输入的引脚。 一些EDN设计实例(参考文献1~3)中已经描述了许多扩展I/O引脚的解决方案。在一个引脚受限的外部嵌入式系统中，若需多增设一个LCD显示器而又不更换具有更多I/O线路的微控制器，(就成本和更好、更快地完成开发流程而言)最好采用具有专用8引脚PIC微控制器的LCD模块，并将其视为一种智能显示器。 当任何引脚受限的外部嵌入式系统需要连接至一个HD44780兼容显示器时，图中的设计方案可以派上用场。该设计方案通过单线串行链路进行通信，采用的是一个简化的异步协议(8N1(8个数据位、无校验位、1个停止位)/2400bps)。此外，该设计方案还使用了一个价格非常低廉的8位微控制器PIC12F508(Baseline PIC12F系列的其他产品也同样适用)，程序代码少于256个字。 串行链路被用作指令/数据线(针对GP3引脚）和电源线(针对Vdd引脚，通过D1和C1)。滤波器R2-C2将GP5引脚分为两条I/O线路。若GP5输出一个大于时间常数R2×C2=56μs的脉冲，则输入RS会接收到一个高电平，然后数据会在GP5脉冲的下降沿被写入HD44780显示器中。 值得注意的是，对比度调节(LCD引脚3)使用的是LM334而非一般的10K电位器，LM334用于确保200μA的恒定电流接地(若为电池供电，则当电源电压降低时，无需调整对比度)。此外，该电路可节省超过25%的电量(参考文献4)。 F508LCD.ASM(如下)是完整注释的汇编程序源代码(包括LCD2x16c.INC)，其主程序包括：显示2s的“启动画面”，然后进入无限循环以等待LCD指令，每个指令后都伴随有最高16字节的LCD数据并以ASCII“0”终止。为实现引脚受限的外部PIC微控制器的测试目的，F202TX.ASM给出了简单的汇编程序源代码(PIC10F202)，其中包括发送另一个“启动画面”，用作消息测试。 参考文献： 1. Squeeze extra outputs from a pin-limited microcontroller (EDN | August 4, 2005). 2. Microcontroller provides low-cost analog to digital conversion, drives seven-segment displays (EDN | May 10, 2007). 3. RC lowpass filter expands microcomputer’s output port (EDN | June 21, 2007). 4. Contrast control for LCDs (Elektor Electronics | July-August 2006, Vol.32, N°356). 下载程序文件（右键另存为后将“.pdf”后缀去掉） 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载

嵌入式系统经常使用HD44780型LCD显示器，因为它被视为最受欢迎的字母数字显示控制器。该器件接口包括至少14个引脚：8个数据引脚，3个控制引脚(EN、WR、RS)，2个电源引脚(Vdd、Vss)，1个对比度引脚(Vre)。配置在8位模式下，其至少需要10条I/O线路(D0至D7、EN、RS)；配置在4位模式下，其至少需要6条I/O线路(D4至D7、EN、RS)。后面这种情况看似比较适用于8引脚PIC微控制器，但是，8引脚的PIC微控制器有一个仅为输入的引脚。 一些EDN设计实例(参考文献1~3)中已经描述了许多扩展I/O引脚的解决方案。在一个引脚受限的外部嵌入式系统中，若需多增设一个LCD显示器而又不更换具有更多I/O线路的微控制器，(就成本和更好、更快地完成开发流程而言)最好采用具有专用8引脚PIC微控制器的LCD模块，并将其视为一种智能显示器。 当任何引脚受限的外部嵌入式系统需要连接至一个HD44780兼容显示器时，图中的设计方案可以派上用场。该设计方案通过单线串行链路进行通信，采用的是一个简化的异步协议(8N1(8个数据位、无校验位、1个停止位)/2400bps)。此外，该设计方案还使用了一个价格非常低廉的8位微控制器PIC12F508(Baseline PIC12F系列的其他产品也同样适用)，程序代码少于256个字。 串行链路被用作指令/数据线(针对GP3引脚）和电源线(针对Vdd引脚，通过D1和C1)。滤波器R2-C2将GP5引脚分为两条I/O线路。若GP5输出一个大于时间常数R2×C2=56μs的脉冲，则输入RS会接收到一个高电平，然后数据会在GP5脉冲的下降沿被写入HD44780显示器中。 值得注意的是，对比度调节(LCD引脚3)使用的是LM334而非一般的10K电位器，LM334用于确保200μA的恒定电流接地(若为电池供电，则当电源电压降低时，无需调整对比度)。此外，该电路可节省超过25%的电量(参考文献4)。 F508LCD.ASM(如下)是完整注释的汇编程序源代码(包括LCD2x16c.INC)，其主程序包括：显示2s的“启动画面”，然后进入无限循环以等待LCD指令，每个指令后都伴随有最高16字节的LCD数据并以ASCII“0”终止。为实现引脚受限的外部PIC微控制器的测试目的，F202TX.ASM给出了简单的汇编程序源代码(PIC10F202)，其中包括发送另一个“启动画面”，用作消息测试。 参考文献： 1. Squeeze extra outputs from a pin-limited microcontroller (EDN | August 4, 2005). 2. Microcontroller provides low-cost analog to digital conversion, drives seven-segment displays (EDN | May 10, 2007). 3. RC lowpass filter expands microcomputer’s output port (EDN | June 21, 2007). 4. Contrast control for LCDs (Elektor Electronics | July-August 2006, Vol.32, N°356). 下载程序文件（右键另存为后将“.pdf”后缀去掉） 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载