嵌入式Linux裸機開發(十五) LCD

2021-07-29 13:30:20 字數 4210 閱讀 8614

lcd(liquid crystal display)是

液晶顯示器簡稱。lcd的構造是在兩片平行的

玻璃基板當中放置液晶盒,下基板玻璃上設定

tft(薄膜電晶體),上基板玻璃上設定彩色濾光片,通過tft上的訊號與電壓改變來控制液晶分子的轉動方向,從而達到控制每個畫素點偏振光出射與否而達到顯示目的。

按照背光源的不同,lcd可以分為

ccfl

和led

兩種。a、

ccfl

指用ccfl

(冷陰極螢光燈管)作為背光光源的液晶顯示器(lcd)。ccfl 的優勢是色彩表現好,不足在於功耗較高。

b、led

指用led

(發光二極體)作為背光光源的液晶顯示器(lcd),通常意義上說wled(白

光led)。

led的優勢是體積小、功耗低,因此用 led作為背光源,可以在兼顧輕薄的同時達到較高的亮度。其不足主要是色彩表現比 ccfl差,所以專業繪圖lcd大都仍採用傳統的ccf

l作為背光光源。

a、對比度

lcd製造時選用的控制ic、

濾光片和定向膜等配件,與面板的對比度有關,對一般使用者而言,對比度能夠達到350:1就足夠了,但在專業領域這樣的對比度並不能滿足使用者的需求。相對crt顯示器輕易達到500:1甚至更高的對比度而言,只有高檔液晶顯示器才能達到如此程度。市場上三星、華碩、

lg等一線品牌如今的lcd顯示器均可以達到1000:1對比度這一級別

。b、亮度

lcd是一種介於固態與液態之間的物質,本身是不能發光的,需要借助額外的光源才行。因此,燈管數目關係著液晶顯示器亮度。最早的液晶顯示器只有上下兩個燈管,普及型的最低也是四燈,高階的是六燈。四燈管設計分為三種擺放形式:一種是四個邊各有乙個燈管,但缺點是中間會出現黑影,解決的方法就是由上到下四個燈管平排列的方式,最後一種是「u」型的擺放形式,其實是兩燈變相產生的兩根燈管。六燈管設計實際使用的是三根燈管,廠商將三根燈管都彎成「u」型,然 後平行放置,以達到六根燈管的效果。

c、訊號

d、可視角度

lcd的顯示原理中,

當背光源

通 過偏極片、液晶和取向層之後,輸出的光線便具有了方向性

,大多數光都是從螢幕中垂直射出來的,所以從某乙個較大的角度**液晶顯示器時,便不能看到原本的顏色,甚至只能看到全白或全黑。目前為止有三種比較流行的技術

解決,分別是:tn+film、 ips(in-plane -switching)和mva(multi-domain vertical alignment)。

可視角度分為平行和垂直可視角度,水平角度是以液晶的垂直中軸線為中心,向左和向右移動,可以清楚看到影像 的角度範圍。垂直角度是以顯示屏的平行中軸線為中心,向上和向下移動,可以清楚看到影像的角度範圍。可視角度以「度」為單位,比較常用的標註形式是直接標出總水平、垂直範圍,如:150/120度,目前最低的可視角度為120/100度(水平/垂直),低於這個值則不能接受,最好能達到150/120度以上。

lcd特性如下:

低壓微功耗

外觀小巧精緻,厚度只有6.5~8mm

被動顯示型(無眩光,不刺激人眼,不會引起眼睛疲勞)

顯示資訊量大(因為畫素可以做得很小)

易於彩色化(在色譜上可以非常準確的復現)

無電磁輻射(對人體安全,利於資訊保密)

長壽命(壽命極長,但是液晶背光壽命有限,可以更換)

lcd的介面

依據lcd的驅動方式和控制方式

有:mcu模式,rgb模式,spi模式,vsync模式,mddi模式,dsi模式。

應用較多的有

mcu模式和rgb模式。

mcu介面和rgb介面主要的區別是:

a、b、

rgb模式是

大屏採用較多的模式,資料位傳輸有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,剩下就是資料線。rgb-lcd的視訊記憶體是由系統記憶體充當的,因此其大小只受限於系統記憶體的大小

。tft-lcd常用的介面

有ttl(rgb)、lvds、edp、mipi

。ttl(transistor transistor logic)即電晶體-電晶體邏輯,ttl電平訊號由ttl器件產生。ttl介面屬於並行方式傳輸資料的介面,採用這種介面時,不必在液晶顯示器的驅動板端和液晶面板端使用專用的介面電路,而是由驅動板主控晶元輸出的ttl資料訊號經電纜線直接傳送到液晶面板的輸人介面。ttl 介面訊號電壓高、連線多、傳輸電纜長,

因而電路的抗干擾能力比較差,而且容易產生電磁干擾(emi)。在實際應用中,ttl介面電路多用來驅動小尺寸 (15in以下)或低解析度的液晶面板。ttl最高畫素時鐘只有28mhz。

ttl是訊號時tft-lcd唯一能識別的訊號,早期的數字處理晶元都是ttl的,也就是rgb直接輸出到tft-lcd。

rgb介面:

vd[23:0]:24根資料線,用愛傳輸影象資料

hsync:水平同步訊號,

vsync:垂直同步訊號,

vclk:畫素時鐘,

vden:

lend:行結束標誌

lcd-tft的影象顯示過程如下圖:

畫素是影象元素

簡稱,是指基本原色素及其

灰度的基本編碼。畫素只是解析度的尺寸單位,而不是畫質。畫素是構成

數碼影像

的基本單元,通常以

畫素每英吋

ppi(pixels per inch)為單位來表示影像解析度的大小。通過控制每乙個畫素顯示一定的顏色可以顯示一幅完整的影象。

lcd影象通過從左到右,從上到下的順序載入每乙個畫素,進而載入整幅影象。

lcd控制器是soc的內部外設,用於產生數碼訊號,按照一定的通訊時序與lcd驅動器通訊,控制lcd驅動器工作。

lcd驅動器整合在lcd面板,通過模擬電訊號驅動lcd面板的液晶分子旋**光。

hspw:水平同步訊號脈衝寬度

hbpd:水平同步訊號前肩

hfpd:水平同步訊號後肩

vspw:垂直同步訊號脈衝寬度

vbpd:垂直同步訊號前肩

vfpd:垂直同步訊號後肩

行資料格式:hspw+hbpd+有效資訊資料+hfpd(乙個vden週期)

幀資料格式:vspw+vbpd+幀有效資訊+vfpd

具體的引數值查閱lcd技術文件。

畫素pixel:影象元素

畫素間距pitch:相鄰連個畫素中心之間的距離

解析度resolution:lcd螢幕橫向和縱向的畫素個數,解析度與螢幕尺寸無關。

清晰度:

影像上各細部影紋及其邊界的清晰程度

畫素深度bpp(bits per pixel):乙個畫素由多少位儲存

查閱lcd文件lcd時序部分,獲取lcd的時序引數

查閱核心板電路原理圖

lcd相關部分,相應gpio引腳為gpf0-gpf3

查閱底板電路原理圖lcd部分,背光開啟引腳為

xpwmtout1

,對應gpio為gpd0。

工程專案以sdram初始化專案為模本,主要是在lcd螢幕畫像素、橫線、豎線、斜線、圓。

原始碼見附件。

本文出自 「生命不息,奮鬥不止」 部落格,請務必保留此出處

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