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一文詳細介紹嵌入式LCD的驅動控制方式

454398 ? 來源:alpha007 ? 作者:alpha007 ? 2022-11-29 17:53 ? 次閱讀

LCD 的接口有多種,分類很細。主要看 LCD 的驅動方式和控制方式,目前手機上的彩色 LCD 的連接方式一般有這么幾種:MCU 模式,RGB 模式,SPI 模式,VSYNC 模式,MDDI 模式,DSI 模式。MCU 模式(也寫成 MPU 模式的)。只有 TFT 模塊才有 RGB 接口。

但應用比較多的就是 MUC 模式和 RGB 模式,區別有以下幾點:

1.MCU 接口:會解碼命令,由 timing generator 產生時序信號,驅動 COM 和 SEG 驅器。

RGB 接口:在寫 LCD register setting 時,和 MCU 接口沒有區別。區別只在于圖像的寫入方式。

2. 用 MCU 模式時由于數據可以先存到 IC 內部 GRAM 后再往屏上寫,所以這種模式 LCD 可以直接接在 MEMORY 的總線上。

用 RGB 模式時就不同了,它沒有內部 RAM,HSYNC,VSYNC,ENABLE,CS,RESET,RS 可以直接接在 MEMORY 的 GPIO 口上,用 GPIO 口來模擬波形 .

3.MPU 接口方式:顯示數據寫入 DDRAM,常用于靜止圖片顯示。

RGB 接口方式:顯示數據不寫入 DDRAM,直接寫屏,速度快,常用于顯示視頻或動畫用。

MCU 接口和 RGB 接口主要的區別是:

MCU 接口方式:顯示數據寫入 DDRAM,常用于靜止圖片顯示。

RGB 接口方式:顯示數據不寫入 DDRAM,直接寫屏,速度快,常用于顯示視頻或動畫用。

MCU 模式

因為主要針對單片機的領域在使用,因此得名 . 后在中低端手機大量使用,其主要特點是價格便宜的。MCU-LCD 接口的標準術語是 Intel 提出的 8080 總線標準,因此在很多文檔中用 I80 來指 MCU-LCD 屏。主要又可以分為 8080 模式和 6800 模式,這兩者之間主要是時序的區別。數據位傳輸有 8 位,9 位,16 位,18 位,24 位。連線分為:CS/,RS(寄存器選擇),RD/,WR/,再就是數據線了。優點是:控制簡單方便,無需時鐘和同步信號。缺點是:要耗費 GRAM,所以難以做到大屏(3.8 以上)。對于 MCU 接口的 LCM,其內部的芯片就叫 LCD 驅動器。主要功能是對主機發過的數據 / 命令,進行變換,變成每個象素的 RGB 數據,使之在屏上顯示出來。這個過程不需要點、行、幀時鐘。

MCU 接口的 LCD 的 DriverIC 都帶 GRAM,Driver IC 作為 MCU 的一片協處理器,接受 MCU 發過來的 Command/Data,可以相對獨立的工作。對于 MCU 接口的 LCM(LCD Module),其內部的芯片就叫 LCD 驅動器。主要功能是對主機發過的數據 / 命令,進行變換,變成每個象素的 RGB 數據,使之在屏上顯示出來。這個過程不需要點、行、幀時鐘。

M6800 模式

M6800 模式支持可選擇的總線寬度 8/9/16/18-bit(默認為 8 位),其實際設計思想是與 I80 的思想是一樣的,主要區別就是該模式的總線控制讀寫信號組合在一個引腳上(/WR),而增加了一個鎖存信號(E)數據位傳輸有 8 位,9 位,16 位和 18 位。

I8080 模式

I80 模式連線分為:CS/,RS(寄存器選擇),RD/,WR/,再就是數據線了。優點是:控制簡單方便,無需時鐘和同步信號。缺點是:要耗費 GRAM,所以難以做到大屏(QVGA 以上)。

MCU 接口標準名稱是 I80,管腳的控制腳有 5 個:

CS 片選信號

RS (置 1 為寫數據,置 0 為寫命令)

/WR (為 0 表示寫數據) 數據命令區分信號

/RD (為 0 表示讀數據)

RESET 復位 LCD( 用固定命令系列 0 1 0 來復位)

VSYNC 模式

該模式其實就是就是在 MCU 模式上加了一個 VSYNC 信號,應用于運動畫面更新,這樣就與上述兩個接口有很大的區別。該模式支持直接進行動畫顯示的功能,它提供了一個對 MCU 接口最小的改動,實現動畫顯示的解決方案。在這種模式下,內部的顯示操作與外部 VSYNC 信號同步。可以實現比內部操作更高的速率的動畫顯示。但由于其操作方式的不同,該模式對速率有一個限制,那就是對內部 SRAM 的寫速率一定要大于顯示讀內部 SRAM 的速率。

RGB 模式

大屏采用較多的模式,數據位傳輸也有 6 位,16 位和 18 位,24 位之分。連線一般有:VSYNC,HSYNC,DOTCLK,CS,RESET,有的也需要 RS,剩下就是數據線。它的優缺點正好和 MCU 模式相反。

MCU-LCD 屏它與 RGB-LCD 屏主要區別在于顯存的位置。RGB-LCD 的顯存是由系統內存充當的,因此其大小只受限于系統內存的大小,這樣 RGB-LCD 可以做出較大尺寸,象現在 4.3"只能算入門級,而 MID 中 7",10"的屏都開始大量使用。而 MCU-LCD 的設計之初只要考慮單片機的內存較小,因此都是把顯存內置在 LCD 模塊內部 . 然后軟件通過專門顯示命令來更新顯存,因此 MCU 屏往往不能做得很大。同時顯示更新速度也比 RGB-LCD 慢。顯示數據傳輸模式也有差別。RGB 屏只需顯存組織好數據。啟動顯示后,LCD-DMA 會自動把顯存中的數據通過 RGB 接口送到 LCM。而 MCU 屏則需要發送畫點的命令來修改 MCU 內部的 RAM(即不能直接寫 MCU 屏的 RAM)。所以 RGB 顯示速度明顯比 MCU 快,而且播放視頻方面,MCU-LCD 也比較慢。

對于 RGB 接口的 LCM,主機輸出的直接是每個象素的 RGB 數據,不需要進行變換(GAMMA 校正等除外),對于這種接口,需要在主機部分有個 LCD 控制器,以產生 RGB 數據和點、行、幀同步信號。

彩色 TFT 液晶屏主要有 2 種接口:TTL 接口(RGB 顏色接口), LVDS 接口(將 RGB 顏色打包成差分信號傳輸)。TTL 接口主要用于 12.1 寸一下的小尺寸 TFT 屏,LVDS 接口主要用于 8 寸以上的大尺寸 TFT 屏。TTL 接口線多,傳輸距離短;LVDS 接口傳輸距離長,線的數量少。大屏采用較多的模式,控制腳是 VSYNC,HSYNC,VDEN,VCLK, S3C2440 最高支持 24 個數據腳,數據腳是 VD[23-0]。

CPU 或顯卡發出的圖像數據是 TTL 信號(0-5V、0-3.3V、0-2.5V、或 0-1.8V),LCD 本身接收的也是 TTL 信號,由于 TTL 信號在高速率的長距離傳輸時性能不佳,抗干擾能力比較差,后來又提出了多種傳輸模式,比如 LVDS、TDMS、GVIF、P&D、DVI 和 DFP 等。他們實際上只是將 CPU 或顯卡發出的 TTL 信號編碼成各種信號以傳輸,在 LCD 那邊將接收到的信號進行解碼得到 TTL 信號。

但是不管采用何種傳輸模式,本質的 TTL 信號是一樣的。

注意:TTL/LVDS 分別是兩種信號的傳輸模式,TTL 是高電平表示 1,低電平表示 0 的模式,LVDS 是正負兩個對應波形,用兩個波形的差值來表示當前是 1 還是 0

SPI 模式

采用較少,有 3 線和 4 線的,連線為 CS/,SLK,SDI,SDO 四根線,連線少但是軟件控制比較復雜。

MDDI 模式(MobileDisplayDigitalInterface)

高通公司于 2004 年提出的接口 MDDI,通過減少連線可提高移動電話的可靠性并降低功耗,這將取代 SPI 模式而成為移動領域的高速串行接口。 連線主要是 host_data,host_strobe,client_data,client_strobe,power,GND 幾根線。

DSI 模式

該模式串行的雙向高速命令傳輸模式,連線有 D0P,D0N,D1P,D1N,CLKP,CLKN。

審核編輯黃昊宇

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