求助各位大神
一、产品描述:
我们产品主控用MSP430FR6972IPMR驱动段码液晶,产线批量生产时发现部分液晶数字显示比较暗,导致产品无法正常使用。经过我们一系列的排查,导致液晶不能正常显示的原因是:使用MSP430FR6972IPMR的internal Charge Pump时,我们产品设定的Internal VLCD 的电压为3V,而实际测量的有问题的芯片LCDCAP引脚的电压为2.02V,导致液晶数值显示特别暗。正常的芯片的LCDCAP引脚的实际电压3V,液晶显示正常;
我们通过阅读MSP430FR6972IPMR的数据手册、《MSP430FR58xx, MSP430FR59xx,MSP430FR68xx, and MSP430FR69xx Family User's Guide 》、《MSP430FR6972 Device Erratasheet 》、《Designing With MSP430™ MCUs and Segment LCDs 》、《Driving Large LCDs With LCD Peripheral of the MSP430 》等相关的文档,均为找到解决的方法,特向TI原厂的线上技术人员求助。
二、问题总结:在MSP430FR6972IPMR的internal Charge Pump作为Internal VLCD,段码LCD选用的内部偏压的条件下,我们设定的Internal VLCD 的电压为3V,而实际测量的有问题的芯片的LCDCAP引脚的电压为2.02V的原因是什么?有什么好的解决方法?
三、我们目前做的排查工作如下:
1、产品属于批量1年多的产品,并非第一次批量生产,产品硬件原理图和软件配置未做过更改,原来的MSP430FR6972IPMR显示正常,只在最近2批生产中遇到几十片MSP430FR6972IPMR对应的产品的液晶显示有问题;—-排除了首次应用问题。
2、我们将LCD显示正常的电路板上的MSP430FR6972与LCD显示有问题的电路板上的MSP430FR6972进行了调换,发现原来正常的电路板上的液晶显示异常,原来显示有问题的电路板,显示正常。经过我们多次调换发现液晶显示异常的这个问题是跟随着MCU。—-排除了我们LCD以及电路板其他外围器件的问题,将问题定位到了MCU上。
3、我们批量的产品在MCU的VCC和AVCC的测量电压均为3.3V的情况下,VLCD通过软件配置成3V;选用用万用表测量,LCD显示异常的MCU的LCDCAP引脚的电压实际为2.02V,LCD显示正常的MCU的LCDCAP引脚的电压为3V;—-定位液晶显示不清晰的问题是由LCDCAP的电压比较低导致的
4、我们将驱动LCD显示异常的MSP43FR6972的芯片的VLCD来源选为AVCC(3.3V),LCDCAP引脚的电压测量为3.3V,LCD显示清晰,但是有鬼影出现(鬼影是因为电压过高导致的)。但是这种情况会增加产品的功耗,影响产品的使用寿命;—-再次验证液晶显示不清晰的问题是由LCDCAP引脚的电压比较低导致的
5、我们产品采用一次性锂电池供电,LDO稳压输出3.3V给MCU供电,LCDCAP引脚通过一个4.7-µF 的钽电容接地,我们尝试将钽电容的值增加到10uF和47uF,LCD数值显示不清晰的问题没有得到改善;—-通过实际验证的LCDCAP与地之间的电容值增大不能解决问题;
四、相关原理图与测试图片
1、我们的LCD部分的原理图如下
2、LCD显示截图
LCD数值显示正常
LCD数值显示异常
3、电压表实际测试LCDCAP引脚的电压截图如下:
LCD显示正常的板子
LCD显示异常的板子
Susan Yang:
谢谢您的详细描述。看了下您的原理图部分,感觉
在数据手册中关于LCDCAP 的电容有如下说明,您需要注意一下
If the internal charge pump of the LCD module is used, the externally provided capacitor on the LCDCAP pin should be as close as possible to the MCU. The capacitor should be connected to the device using a short and direct trace and also have a solid connection to the ground plane that supplies the VSS pins of the MCU.
官方给出的参考设计中该引脚的连接如下
还有专门的文档,您可以看一下
http://www.ti.com/lit/an/slaa654a/slaa654a.pdf
另外您现在和之前的MSP430采购渠道是否相同?是否为授权代理商?芯片版本是否相同?
Susan Yang:
附上中文版文档链接
www.ti.com.cn/…/zhca624.pdf
Gordon Guo1:
回复 Susan Yang:
您好,LCDCAP的外置电容布板要求我们看到了,我们也尝试过更改上图中CLCD的容值大小,LCD显示的问题没有得到改善。
我们参考过TI官方的《EVM430-FR6043》的原理图和《MSP-EXP430FR6989_EagleCAD》的原理图。两个原理图中都给的是选用430的外部偏置。考虑到功耗方面和PCB外部电路尽量简单,我们选用的是内部偏置。正常调节LCD的对比度还可以适当调小外部偏置电阻值,但是由于我们选用的内部偏置电阻,没有办法调节;并且有问题芯片的LCDCAP的引脚的整体电压值实测为2.02V,远低于我们软件设置的正常的3.0V。
1、根据我们实际测试,我们初步怀疑是可能内部电荷泵损坏导致的,内部电荷泵是不是比较容易损坏?导致内部电荷泵损坏的原因除了静电以外(我们产品锂电池供电基本不会出现其他高压和大电流),还有没没有其他原因?
2、根据TI官方提供的参考原理图,看着都是用的外部偏置电阻,是不是内置偏置电阻不推荐客户使用?
《EVM430-FR6043》的官方原理图设计截图如下:
《MSP-EXP430FR6989_EagleCAD》官方原理图设计截图如下:
灰小子:
回复 Gordon Guo1:
FR6043内部的lcd模块是LCD_C,含有电荷泵外部电容的检测电路,检测到没有外部电容的时候会禁用LCD_C模块,电荷泵不太容易坏。
Gordon Guo1:
回复 Susan Yang:
期待原厂的官方回复