常见显示器类型及其基本参数 TFT-LCD控制框图介绍.docx

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1、常见显示器类型及其基本参数TF11CD控制框图介绍一、常见显示器类型介绍显示器属于输出设备，它是一种将特定虹信息输出到屏幕上再反射到人眼的显示工具。常见显示器有三类：CRT显示器、1CD液晶显示器和且阻_点阵显示器。CRT显示器：CRT显示器是靠电子束激发屏幕内表面的荧光粉来显示图像的，由于荧光粉被点亮后很快会熄灭，所以电子枪必须循环地不断激发这些点。1CD显示器：液晶显示器，简称1CD(1iquidCrysta1Disp1ay),相对于上一一代CRT显示器，1CD显示器具有功耗低、体积小、承载的信息量大及不伤眼的优点，因而它成为了现在的主流电子显示设备，其中包括电视、虫陋显示器、王机屏幕及各

2、种燧式设备的显示器。液晶是一种介于固体和液体之间的特殊物质，它是一种有机化合物，常态下呈液态，但是它的分子排列却和固体晶体一样非常规则，因此取名液晶。如果给液晶施加电场，会改变它的分子排列，从而改变光线的传播方向，配合偏振光片，它就具有控制光线透过率的作用，再配合彩色滤光片，改变加给液晶电压大小，就能改变某一颜色透光量的多少。利用这种原理，做出可控红、绿、蓝光输出强度的显示结构，把三种显示结构组成一个显示单位，通过控制红绿蓝的强度，可以使该单位混合输出不同的色彩，这样的一个显示单位被称为像素。注意：液晶本身是不发光的，所以需要有一个背光灯提供光源。1ED显示器：1ED点阵彩色显示器的单个像素点

3、内包含红绿蓝三色1ED灯，通过控制红绿蓝颜色的强度进行混色，实现全彩颜色输出，多个像素点构成一个屏幕。由于每个像素点都是1ED灯自发光的，所以在户外白天也显示得非常清晰，但由于1ED灯体积较大，导致屏幕的像素密度低，所以它一般只适合用于广场上的巨型显示器。相对来说，单色的1ED点阵显示器应用得更广泛，如公交车上的信息展示牌、店广告牌等。O1ED显示器:新一代的O1ED显示器与1ED点阵彩色显示器的原理类似，但由于它采用的像素单元是“有机发光二极管”(Organic1ightEmittingDiode),所以像素密度比普通1ED点阵显示器高得多。O1ED显示器具有不需要背光源、对比度高、轻薄、视

4、角广及响应速度快等优点。待到生产工艺更加成熟时，必将取代现在液晶显示器的地位。二、显示器的基本参数像素：是组成图像的最基本单元要素，显示器的像素指它成像最小的点，即前面讲解液晶原理中提到的一个显示单元。分辨率：一些嵌入式设备的显示器常常以“行像素值X列像素值”表示屏幕的分辨率。如分辨率800x480表示该显示器的每一行有800个像素点，每一列有480个像素点，也可理解为有800歹J,480行。色彩深度：指显示器的每个像素点能表示多少种颜色，一般用“位”（bit）来表示。如单色屏的每个像素点能表示亮或灭两种状态（即实际上能显示2种颜色），用1个数据位就可以表示像素点的所有状态，所以它的色彩深度为

5、Ibit,其它常见的显示屏色深为16bit24bit0显示器尺寸：显示器的大小一般以英寸表示，如5英寸、21英寸、24英寸等，这个长度是指屏幕对角线的长度，通过显示器的对角线长度及长宽比可确定显示器的实际长宽尺寸显存：液晶屏中的每个像素点都是数据，在实际应用中需要把每个像素点的数据缓存起来，再传输给液晶屏，一般会使用SRAM或2RAM性质的存储器，而这些专门用于存储显示数据的存储器，则被称为显存。显存一般至少要能存储液晶屏的一帧显示数据。如分辨率为800x480的液晶屏使用RGB888格式显示，它的一帧显示数据大小为：3（字节）x800x480=1152000字节；若使用RGB565格式显示，

6、一帧显示数据大小为：2（字节）x800x480=768000字节。一般来说，外置的液晶控制器会自带显存,而像独!眼F429等集成液晶控制器的芯片可使用内部SRAM或外扩SDRAM用于显存空间三、IET-1CD控制框图STM32F429系列的芯片不需要额外的液晶控制器（可以理解为常规意义上的显卡），也就是说它把专用液晶控制器的功能集成到STM32F429芯片内部了，可以理解为电脑的国1集成显卡。而STM32F407系列的芯片由于没有集成液晶控制器到芯片内部，所以它只能驱动自带控制器的屏幕，可以理解为电脑的外置显卡。带有液晶控制器的显示面板工作时，STM32将数据写到1CD控制器的显存里，1CD控

7、制器将显存中的数据渲染到显示面板上进行显示。而不带液晶控制器的面板，也就是蝮自集成了液晶控制器，MCU会在自己的内存中开辟一部分用作为液晶控制器的显存。四、TFT-1CD控制原理TFT-1CD结构：完整的显示屏由液晶显示面板、电容触摸面板以及PCB底板构成1液晶显示面板：用于显示图像，文字的彩色显示设备2 .触摸面板：触摸面板带有触摸控制芯片，该芯片处理触摸值号并通过引出的信号线与外部器件通讯，触摸面板中间是透明的，它贴在液晶面板上面，一起构成屏幕的主体3 .PCB底板：PCB底板上可能会带有“液晶控制器芯片”因为控制液晶面板需要比较多的资源，所以大部分低级微控制盎都不能直接控制液晶面板，需要

8、额外配套一个专用液晶控制器来处理显示过程，外部微控制器只要把它希望显示的数据直接交给液晶控制器即可。而不带液晶控制器的PCB底板，只有小部分的电源管理电路,液晶面板的信号线与外部微控制器相连，直接控制。五、RGB-1CD控制原理RGB信号线：RGB信号线各有8根，分别用于表示液晶屏一个像素点的红、绿、蓝颜色分量。使用红绿蓝颜色分量来表示颜色是一种通用的做法，打开WindOWS系统自带的画板调色工具，可看到颜色的红绿蓝分量值，常见的颜色表示会在“RGB”后面附带各个颜色分量值的数据位数，如RGB565格式表示红绿蓝的数据线数分别为5、6、5根，一共为16个数据位，可表示216种颜色;如果液晶屏的

9、种颜色分量的数据线有8根，那它表示RGB888格式，一共24位数据线，可表示的颜色为224种。同步时钟信号C1K：液晶屏与外部使用同步通讯方式，以C1K信号作为同步时钟，在同步时钟的驱动下，每个时钟传输一个像素点数据。水平同步信号HSYNC：水平同步信号HSYNC(HOriZontaISynC)用于表示液晶屏一行像素数据的传输结束，每传输完成液晶屏的一行像素数据时，HSYNC会发生电平跳变，如分辨率为800x480的显示屏(800歹J,480行)，传输一帧的图像HSYNC的电平会跳变480次。垂直同步信号VSYNC：垂直同步信号VSYNC(VertiCaISynC)用于表示液晶屏一帧像素数据的

10、传输结束，每传输完成一帧像素数据时，VSYNC会发生电平跳变。其中“帧”是图像的单位，一幅图像称为一帧，在液晶屏中，一帧指一个完整屏液晶像素点。人们常常用“帧/秒”来表示液晶屏的刷新特性，即液晶屏每秒可以显示多少帧图像，如液晶屏以60帧/秒的速率运行时，VSYNC每秒钟电平会跳变60次。数据使能信号DE：数据使能信号DE（DataEnabIe）用于表示数据的有效性，当DE信号线为高电平时，RGB信号线表示的数据有效。1CD数据传输时序一个VSYNC（即一帧）包含若干个HSYNC（即若干行），而一个HSYNC包含若干个像素点（一个24位数据）液晶屏显示的图像可看作一个矩形，液晶屏有一个显示指针，

11、它指向将要显示的像素。显示指针的扫描方向方向从左到右、从上到下，一个像素点一个像素点地描绘图形。这些像素点的数据通过RGB数据线传输至液晶屏，它们在同步时钟C1K的驱动下一个一个地传输到液晶屏中，交给显示指针，传输完成一行时，水平同步信号HSYNC电平跳变一次，而传输完一帧时VSYNC电平跳变一次。液晶显示指针在行与行之间，帧与帧之间切换时需要延时，而且HSYNC及VSYNC信号本身也有宽度，这些时间参数说明见下表：六、SSD1963液晶控制器液晶驱动芯片或1CD驱动器,其内部有着较大的缓存空间可以存储文字、图像等数据，并能够将这些信息送入液晶模块进行显示，由于专用的芯片，因此速度往往比较快。

12、1CD驱动芯片的主要功能就是对主机发送过来的数据/命令,进行变换，变成每个像素的RGB数据，使之在屏幕上显示出来。常见的液晶驱动芯片有I1I932、I1I9328SSD1963HX8347I1I934UNT5510等。SSD1963特性：内部包含1215KBframebuffer（显存）、支持分辨率为864*480的显示屏、支持像素位深为24bpp的显示模式（RGB888）0后面我们使用4.3寸TFT1CD真彩屏（分辨率480x272）RGB565的方式进行实验。8080传输效率比SPI传输效率更高，因此管脚足够的情况下采用8080时序STM32与1CD电器连线图如下:8080时序-写数据/命

13、令用GPIO管脚模拟8080时序void1CDWRByte（uint8_tdat,uint8_tcmd）（1CD_Data_0ut（dat）；放入数据if（cmd）1CDDCSet（）；/传命令e1se1CD_DC_C1r（）；传数据1CD_CS_C1r（）；拉低片选1CD_WR_C1r（）；写使能1CDJVRSet（）；/WR产生上升沿，数据锁存1CD_CS_Set（）；取消片选1CD_DC_Set（）；复位DC信号线）注：STM32通过8080接口与SSD1963芯片进行通讯，实现对液晶屏的控制。通讯的内容主要包括命令和显存数据，显存数据即各个像素点的RGB565内容；命令是指对SSD19

14、63的控制指令，MCU可通过8080接口发送命令编码控制SSD1963的工作方式，例如复位指令、设置光标指令、睡眠。FSMC模拟8080时序重要的时序参数如下：时间相对长一点，也不能过大，否则屏幕刷新时间就会变成长，视觉上表现卡顿。对于FSMC和8080接口，前四种信号线都是完全一样的，仅仅是FSMC的地址信号线A25:0与8080的数据/命令选择线D/或有区别。为了模拟出8080时序，我们可以把FSMC的AO地址线（选择地址线的一条）与SSD1963芯片8080接口的D/C#信号线连接，那么当AO为高电平时（即D/C#为高电平），数据线D15:0的信号会被SSD1963理解为数据，若AO为低

15、电平时（即D/C#为低电平），传输的信号则会被理解为命令。关于如何让控制Ao电平的高低，首先要清楚，1CD控制器的片选连入到FSMC的NE4管脚。所以当发出0x6COoOoO0-0x6FFFFFFF之间的地址时NE4输出低电平，选中1CD控制器，那么AO作为原来地址线的最低位，要调整地址使得AO为Oo可以看到显示器在传输过程中并没有高低字节控制的选项（在读写SRAM的过程中，使用掩码信号1B#与UB#指示要访问目标地址的高、低字节部分），也就是说液晶控制器（显存）与MeU之间一次就要传输16位数据。在实际控制时，以上地址计算方式还不完整，根据STM32参考手册对FSMC访问NORF1ASH（1

16、CD读写数据的方式与NORF1ASN几乎是一样的，都是16位，但是FSMC访问NORF1ASH具有高低字节控制选项）的说明STM32内部访问地址时使用的是内部HADDR总线，HADDR25:0包含外部存储器地址。由于HADDR为字节地址（一次传输8位），而存储器按字寻址，所以根据存储器数据宽度不同，实际向存储器发送的地址也将有所不同，如下表所示。因此发出一个地址后，只看第二低位。最低位表示一个字节的单位，而第二低位表示两个字节的单位。读者可类比10进制数取余，十进制数的读到最后一位表示几个1而读到倒数第二位表示几个10,这样回到二进制，读到最后一位表示有几个字节，读到第二低位表示有多少个字（2字节，而又刚刚好对应二进制，没有余数）。若读者当下理解困难可记住结论：发出一个地址后会