Transcript 第12章LCD接口设计
ARM嵌入式体系结构与接口技术 第12章 LCD接口设计 课程安排： 第1章 嵌入式系统基础知识 第2章 ARM技术概述 第3章 ARM的指令系统 第4章 ARM汇编语言程序设计 第5章 ARM Realview MDK集成开发环境 第6章 GPIO编程 第7章 ARM异常中断处理及编程 第8章 串行通信接口 2 课程安排： 第9章 存储器接口 第10章 定时器 第11章 A/D转换器 第12章 LCD接口设计 第13章 温度监测仪开发实例 3 本章课程： 12.1 LCD控制器 12.2 接口电路与程序设计 12.3 小结 12.4 思考与练习 4 12.1 LCD控制器 12.1.1 LCD控制器介绍 液晶屏（LCD：Liquid Crystal Display）即人们常说的液 晶显示器 液晶显示屏按显示原理分为STN 和TFT 两种： STN（Super Twisted Nematic，超扭曲向列）液晶屏 TFT（Thin Film Transistor，薄膜晶体管）彩色液晶屏 现在大多数笔记本电脑都使用TFT显示屏，也常用于主流台式显 示器 液晶屏的显示要求设计专门的驱动与显示控制电路 5 单色液晶屏及灰度液晶屏都是STN 液晶屏 驱动电路包括提供液晶屏的驱动电源和液晶分子偏置电压，以及 液晶显示屏的驱动逻辑；显示控制部分可由专门的硬件电路组成 ，也可以采用集成电路（IC）模块 12.1 LCD控制器 12.1.2 S3C2410X LCD控制器介绍 6 S3C2410X LCD 控制器用于传输显示数据和产生控制信 号，支持屏幕水平和垂直滚动显示，数据的传送采用 DMA（直接内存访问）方式 ，支持STN和TFT显示器 12.1 LCD控制器 12.1.2 S3C2410X LCD控制器介绍 1、STN LCD显示器 7 支持3种类型的扫描方式：4位单扫描，4位双扫描和8位单扫描 支持256色和4096色彩色STN LCD 典型的实际屏幕大小是：640×480，320×240，160×160等 最大虚拟屏幕占内存大小为4M字节 256色模式下最大虚拟屏幕大小：4096×1024, 2048×2048, 1024×4096等 12.1 LCD控制器 12.1.2 S3C2410X LCD控制器介绍 2、TFT LCD显示控制器性能 8 支持1，2，4或8bpp彩色调色显示 支持16bpp和24bpp非调色真彩显示 在24bpp模式下，最多支持16M种颜色 支持多种屏幕大小 典型的实际屏幕大小是： 640×480, 320×240, 160×160等 最大虚拟屏幕占内存大小为4M字节 64K色模式下最大虚拟屏幕大小：2048×1024等 12.1 LCD控制器 12.1.2 S3C2410X LCD控制器介绍 3、LCD外部接口信号 9 VFRAME/VSYNC/STV：LCD控制器和LCD驱动器之间的帧同步信号 VLINE/HSYNC/CPV：LCD控制器和LCD驱动器间的同步脉冲信号 VCLK/LCD_HCLK：此信号为LCD控制器和LCD驱动器之间的时钟信号 VD[23:0]：LCD像素数据输出端口 VM/VDEN/TP：对于STN屏来说，它是LCD显示的开关控制信号。对于 TFT屏来说，它是数据信号的使能信号 LEND/STH：行结束信号（通常可以不用使能这个信号） LCD_PWREN：LCD 电源使能 LCDVF0：SEC TFT 信号OE LCDVF1：SEC TFT 信号REV LCDVF2：SEC TFT 信号REVB 12.1 LCD控制器 12.1.3 S3C2410X LCD控制器操作 主要讲解16位色的TFT屏操作方法： 10 TIMEGEN（脉冲发生器）产生适合LCD 驱动器的各种控制信号 ，如VSYNC, HSYNC, VCLK, VDEN,和LEND 等信号 VSYNC 和HSYNC 取决于HOZVAL 与LINEVAL HOZVAL = (水平显示尺寸) -1 LINEVAL = (垂直显示尺寸) -1 VCLK 的速率取决于寄存器LCDCON1 中CLKVAL 的值 VCLK(Hz) = HCLK/[(CLKVAL+1)x2] 帧频即为VSYNC信号的频率 帧频与控制寄存器LCDCON1及LCDCON2/3/4 中的VSYNC、 VBPD、VFPD、LINEVAL、HSYNC、HBPD、HFPD、HOZVAL 和CLKVAL 有关联 12.1 LCD控制器 12.1.3 S3C2410X LCD控制器操作 典型的TFT液晶显示屏的扫描时序 ① ② ③ ④ ⑤ 11 帧同步（VSYNC） 用于表示一帧的起始 行同步（HSYNC） 用于表示一行的起始 时钟（VCLK）时钟信号 数据有效控制（VDEN） 数据有效信号 数据信号（VD） 表示每个像素点的数据信号，有1、2、4、8、 12、16、24位等模式 12.1 LCD控制器 12.1.4 LCD控制器寄存器 LCD控制器的相关寄存器共用16个 其中和TFT屏显示相关的有： 12 5个LCD控制寄存器 2个帧缓冲开始地址寄存器 1个实际屏地址寄存器 1个零时调色板寄存器 中断屏蔽寄存器 中断源挂起寄存器 中断挂起寄存器 12.1 LCD控制器 12.1.4 LCD控制器寄存器 13 1、LCD控制器LCDCON1（地址：0x4D000000） 12.1 LCD控制器 12.1.4 LCD控制器寄存器 14 2、LCD控制器LCDCON2（地址：0x4D000004） 12.1 LCD控制器 12.1.4 LCD控制器寄存器 15 3、LCD控制器LCDCON3（地址：0x4D000008） 12.1 LCD控制器 12.1.4 LCD控制器寄存器 16 4、LCD控制器LCDCON4（地址：0x4D00000C） 12.1 LCD控制器 12.1.4 LCD控制器寄存器 17 5、LCD控制器LCDCON5（地址：0x4D000010） 12.1 LCD控制器 12.1.4 LCD控制器寄存器 18 5、LCD控制器LCDCON5（地址：0x4D000010） 12.1 LCD控制器 12.1.4 LCD控制器寄存器 19 6、帧缓冲区起始地址寄存器LCDSADDR1（地址： 0x4D000014） 12.1 LCD控制器 12.1.4 LCD控制器寄存器 20 7、帧缓冲区起始地址寄存器LCDSADDR2（地址： 0x4D000018） 12.1 LCD控制器 12.1.4 LCD控制器寄存器 21 8、帧缓冲区起始地址寄存器LCDSADDR3（地址： 0x4D00001C） 12.1 LCD控制器 12.1.4 LCD控制器寄存器 22 LCD 屏= 320*240, 16 级灰度, 单扫描 帧起始地址= 0x0c500000 偏移点数= 2048 点( 512 个半字) 对应的寄存器应按如下方法设置： LINEVAL = 240-1 = 0xef PAGEWIDTH = 320*4/16 = 0x50//显示窗口占用空间的半字数 OFFSIZE = 512 = 0x200 //虚拟显示缓冲区的开始位置的[31:22]，4M偏移 LCDBANK = 0x0c500000 >> 22 = 0x31 //显示窗口的开始地址的[21:1], 0x100000是0x0c500000的[21:0]位。 LCDBASEU = 0x100000 >> 1 = 0x80000 //显示窗口结束地址的[21:1] LCDBASEL = 0x80000 + ( 0x50 + 0x200 ) * ( 0xef + 1 ) = 0xa2b00 //显示窗口的垂直分辨率 //显示窗口可以水平偏移空间所占用的半字数 12.2 接口电路与程序设计 12.2.1 S3C2410X LCD电路连接 23 12.2 接口电路与程序设计 12.2.1 S3C2410X LCD电路连接 上图中各个信号含义如下： 24 器件J27是一个跳线选择，可以选择3.3V和5V作为液晶屏的输入 电压 nERESET：液晶复位信号，通常可以不接 BUF_VD1~BUF_VD23：液晶数据信号，根据液晶的要求连接 LCDVF0~LCDVF2: SEC液晶屏需要的时序信号，其它的液晶屏 可以不用 BUF_VCLK：液晶时钟信号 BUF_VFRAME：帧同步信号 BUF_VLINE: 行同步信号 BUF_VM：数据使能信号 BUF_LEND：行结束信号，通常可以不接 TSXM、TSXP、TSYM、TSYP：触摸屏控制信号 12.2 接口电路与程序设计 12.2.2 程序的编写 编写软件程序，实现在分辨率为320*240，颜色深度为 16位的LCD屏上，显示指定分辨率为320*240，颜色深 度为16位色的图片 主要程序设计： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 25 相关寄存器定义 LCD管脚初始化程序 初始化LCD控制器 画一个像素点 清屏 画一副图片 LCD测试主程序 12.2 接口电路与程序设计 12.2.3 调试与运行结果 1．连接液晶屏 2．打开实验例程 26 在开发板上连接一个320*240的16位真彩色LCD液晶屏。 （1）运行MDK开发环境，进入实验例程目录lcd_test子目录下的 lcd_test.Uv2例程，编译链接工程。 （2）根据common目录下的ReadMeCommon.txt及本工程目录下的 readme.txt文件配置集成开发环境，在Option for Target对话框的 Linker页中选择RuninRAM.sct分散加载文件，单击MDK的Debug 菜单，选择Start/Stop Debug Session项或单击，下载程序文件到目 标板的RAM中调试运行。 （3）在Option for Target对话框的Linker页中选择RuninFlash.sct分 散加载文件，单击MDK的Flash菜单，选择Download烧写调试代 码到目标系统的Nor Flash中，重启目标板，目标板自动运行烧写 到Nor Flash中的代码。 12.2 接口电路与程序设计 12.2.3 调试与运行结果 3．观察实验结果 （1）在LCD上观察结果 （2）logo图片转换为像素 点的过程 27 使用Image2Lcd工具将图像 logo.bmp转换为图像数据并 保存到logo.c中，将logo.c加 入到工程lcd_test中，重新编 译运行。 12.3 小结 本章主要介绍了基于S3C2410X 的LCD控制器，操 作TFT LCD的方法。 通过一个实例实现了在LCD屏上显示一幅图片。 28 12.4 思考与练习 12-1 TFT液晶显示屏外部接口信号有哪些？ 12-2 简述VFRAME、VLINE、VCLK这几个信号 的作用？ 12-3 编程实现在LCD上显示一幅你自己的图片。 29 30