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Lcd(一)显示原理(一)
2019-08-27 07:33:25 】 浏览:68
Tags:Lcd 显示 原理

一、LCD控制原理

S5PV210处理器中自带LCD控制器,控制LCD的显示,把 LCD 图像数据从一个位于系统内存的 video buffer 传送到一个外部的 LCD 驱动器接口。

类型:

  1. STN(超扭曲向列),它的特点是功耗低,但亮度不足,响应时间长;(1602那种类型的)
  2. TFT(薄膜晶体管),它的特点是响应时间短,画面清晰,但功耗稍高,(自己实验用的应该是这个类型的,这个类型当作计算机液晶显示设备)。
  3. LTPS(低温多晶硅),各方面性能优越,但技术要求高;
  4. OLED(有机发光二极管),各方面性能优越,但技术要求高。

LCD驱动接口支持 3 种接口:

  • RGB 接口:((并行 24 位,串行 8 位)自己用的使这种)
  • indirect-i80 接口
  • UV 接口

SoC如何控制LCD显示原理:

LCD驱动器:LCD驱动器一般与LCD面板集成在一起,面板需要一定的模拟电信号来控制液晶分子,LCD驱动器芯片负责给面板提供控制液晶分子的模拟电信号,驱动器的控制信号(数字信号)来自于LCD控制器的提供的接口。

  LCD控制器:LCD控制器集成在SoC内部,它负责通过数字接口向外部的LCD驱动器提供要显示的像素数字信号。它必须按照一定的时序和LCD驱动器通信,LCD控制器受SoC控制,SoC会从内存中拿出像素数据给LCD控制器并最终传给LCD驱动器。

  显存:SoC在内存中选一段内存,用来存放颜色数据,然后通过配置将LCD控制器和这一段内存连接起来,构成一个映射关系,一旦这个关系建立以后,LCD控制器就会自动从显存中读取像素数据传给LCD驱动器,LCD驱动器会自动的控制每个像素点的液晶分子,以形成最终的图像,建立这个映射以后就不需要SoC在来参与任何行为了。

总结一下:SoC控制LCD液晶显示的过程分为两个部分:

(1) SoC的LCD控制器引出一定的引脚与LCD驱动器连接,按照标准设置一定的时序;

(2) 把LCD要显示的像素信息放入内存中,在通过设置LCD控制器中的寄存器,与LCD控制器建立映射;之后过程就是LCD控制器芯片与驱动器芯片自动完成的事情了,整个LCD图像的显示过程就是这样。

image

S5PV210 的 LCD 控制器支持多种颜色格式,例如

  • RGB (1BPP 到 24BPP)
  • YCbCr 4:4:4 (只有本地总线)

1:显示屏跟内存的关系。

我们都买过显卡,知道买独立显卡的好,那么为什么独显好?

独显跟集显的区别又在哪里?

独显的特点:有独立内存

  • 可以独立复制内容(DMA控制器)

集显的特点:跟主板共用内存

  • 可以独立复制内容(DMA控制器)

2:屏幕为什么能显示?(集显)

  1. 在初始化的时候,在内存开辟的一片空间作为显存
  2. 将要显示的内容写到显存上
  3. lcd控制器对显存进行读取,然后写入显示屏里。

A DMA完成显示数据的传输,不需要CPU执行COPY函数

B LCD控制器向显示屏提供时序信号、视频数据、.....

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二、LCD显示原理

image

如果需要显示一满屏的数据,则数据的大小:80048024bits

  1. 帧同步信号:液晶屏的刷新频率、垂直同步信号的频率、场频率

    帧同步信号= 50Hz~70Hz,典型值:60Hz

  2. 行同步信号的频率:一帧中有多少行?

行同步信号的频率 = ( 480 +回扫的行数(45) )* 帧同步信号的频率

  1. 像素时钟的频率:扫描像素点的频率

像素时钟频率 = (800+一行中回扫的像素点(256))*行同步信号的频率

注意:

  1. 液晶屏的分频率越大,则VCLK的频率越高
  2. VCLK的频率的最大上限:HCLK_DSYS=166MHz
  3. 思考:S5PV210最大可以接多大的液晶屏?

计算:
在800*480的LCD中,VCLK的频率值:

VCLK = (800+256)(480+45) 60Hz = 33.264MHz

三、LCD的描述参数(液晶屏的选型)

  1. 分辨率

    行和列像素点的个数

  2. 尺寸

    有效的显示区对角线的长度,单位英寸。

  3. 色位

    一个像素点用多少位数据来描述----24bits

  4. 响应时间

    刷新时间---->60Hz(16ms)

    响应时间---->几ms

  5. 亮度        cd/m**2

    高亮屏:600
    一般屏:250

  6. 对比度    

    白色的亮度/黑色的亮度。
     

  7. 寿命        

    单位:小时    5万小时

    当液晶屏的亮度降低到出厂亮度的一半的时候,认为寿命到了。
     

  8. 可视角度

    四个方向的可视角度是不对称的,一般有一个方向是比较差的

四、硬件的设计接口

1、S5PV210 LCD控制器的接口

看一下核心板原理图:LCD接线为24条VD数据输出线,用来传输RGB888 24位颜色数据,VCLK时钟线,HSYNC:水平同步信号线;VSYNC:垂直同步信号线,VDEN:数据使能线;

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RGB接口信号:

LCD_HSYNC:

行同步信号,表示一行数据的开始,LCD控制器在整个水平线(整行)数据移入LCD驱动器后,

插入一个LCD_HSYNC信号;

LCD_VSYNC:

帧同步信号,表示一帧数据的开始,LCD控制器在一个完整帧显示完成后立即插入一个LCD_VSYNC信号,

开始新一帧的显示;VSYNC信号出现的频率表示一秒钟内能显示多少帧图像,称为“显示器的频率”

LCD_VCLK:

像素时钟信号,表示正在传输一个像素的数据;

LCD_VDEN: 数据使能信号;

LCD_VD[23:0]: LCD像素数据输出端口

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五、英寸液晶屏接口

0xffff

1-11位是功能 剩下的每八位 分别是蓝绿红

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八、LCD的驱动主要做什么?

  1. 根据液晶屏的特定参数来设置LCD控制器(接口、bpp、......)
  2. 设置液晶屏的同步信号的频率(VCLK、VSYNC、HSYNC.....)
  3. 设置液晶屏的时序参数(帧的回扫时间、行的回扫时间、同步信号的极性.....)
  4. 设置显存的位置和大小

九、LCD的时序图

1、LCD控制器的输出时序

image

(1)帧的传输过程

1)VSYNC信号有效时,表示一帧数据的开始, 信号宽度为 (VSPW + 1)个HSYNC信号周期,即(VSPW + 1)个无效行;

2)VSYNC信号脉冲之后,总共还要经过(VBPD + 1)个HSYNC信号周期,有效的行数据才出现; 所以,在VSYNC信号有效之后,还要经过(VSPW + 1 + VBPD + 1)个无效的行;

3)随即发出(LINeva l + 1)行的有效数据;

4)最后是(VFPD + 1)个无效的行;

(2)行中像素数据的传输过程

1)HSYNC信号有效时,表示一行数据的开始,信号宽度为(HSPW + 1)个VCLK信号周期,即(HSPW + 1)个无效像素;

2)HSYNC信号脉冲之后,还要经过(HBPD + 1)个VCLK信号周期,有效的像素数据才出现;

3)随后发出(HOZVAL + 1)个像素的有效数据;         

4)最后是(HF

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