LCD

1 绪论

   根据物理结构,LCD目前可分为TN(Twisted Nematic)型、STN(Super Twisted Nematic)型及TFT(Thin Film Transistor)型三种。其中TFT响应速度、彩色度等效果上都占优。
   此外,LCD常用的接口有很多,如TTL(RGB)、LVDS、EDP、MIPI等。TTL多用来驱动小尺寸或低分辨率的液晶显示屏,其最高像素时钟只有28MHz。而TFT-LCD只能识别TTL信号,即RGB数据直接输出到TFT-LCD上。
   因面试中被问LCD接口原理及驱动编程知识点,本文在参考众多大牛博客的基础上,以AT043TN24液晶显示屏为例,对LCD接口原理作出总结。
接口特点
   接口一般采用3.3V电平;
   需要同步信号;
   需要时刻刷新图像数据
   需要设置适当的时间间隔

1.1 硬件原理

请参考http://www.cnblogs.com/shangdawei/p/4760933.html
   在该篇文章中给出了LCD显示配置

图1 LCD显示

   从图中,我们可以清楚看出LCD的显示并不是全部覆盖的,发出信号到接收信号存在一定的时间间隔,这导致实际显示中存在有四周的黑框。
水平方向上:当发出一个水平同步信号HSYNC后,会等待(HBP时长)指向最右边像素点的指针移动到最左边,到了最右边,需要等待(HFP时长)HSYNC信号回到该像素点位置。
垂直方向上:当发出一个垂直同步信号VSYNC后,会等待(VBP时长)指向右下角像素点的指针移动到最上边,到了右下角,需要等待(VFP时长)VSYNC信号回到该像素点位置。
   每种LCD的型号不同,设置的间隔可能也存在不同,具体的时间间隔参数需要查阅相关芯片的datasheet才能清楚。

1.2 接口分析

   以AT043TN24的并行接口(Parallel RGB)为例,该款TFT-LCD的像素点显示时一行数据一行数据进行显示的,而这些数据由三种数据信号决定,即R(red)、G(green)、B(blue)。在每一个时钟(CLK)到来时,移动一个像素,就加载一个像素点数据,并显示到LCD上。在每一行最右边(X分辨率最大处),需要发出水平方向同步信号(表示一行数据已显示完成)来指示跳到下一行的第一个像素点。同样,在显示完一整屏数据后,此时指示点在右下角的点,等待发出垂直方向同步信号(表示一帧数据已显示完成)跳到下一页的第一个像素点位置。
   从上面可以看出,驱动板的接口至少需要包含三大类信号:
   时钟信号:CLK
   数据信号:RGB
   控制信号:HSYNC、VSYNC

图1 LCD接口插座

   上图为AT043TN24接口电路图,可以很清晰看出采用了单通道6bit TTL输出接口,共18条RGB数据线。而双通道TTL在于采取了两组RGB数据,命名为了奇通道和偶通道。

1.3 时序分析

   AT043TN24给定的时序如下图所示:

时序图

由图中可以得出,执行流程为:
① VSYNC信号有效时,一帧数据开始
② 经过一定时间脉冲tvp,即等待反应时间
③ 等待移动时间tvb,移动到像素点位置,开始行同步
④ HSYNC信号有效,行同步开启
⑤ 等待一定脉冲宽度thp,识别
⑥ 等待移动时间thb,移动到像素点
⑦ CLK下降沿,从数据线上得到数据,发射到像素上,并移动
⑧ 显示完一行数据,等待thf,HSYNC信号到来,并循环执行,直到最后一行
⑨ 显示完最后一行,等待时间tvf,VSYNC信号到来
   在手册中已经给定了各时间参数的设置标准:
时间参数

1.4 像素

像素:指在由一个数字序列表示的图像中的一个最小单位
BPP:像素深度(bits per pixel)
   计算机中利用二进制来表示一个像素数据,表示像素数据的位数越多,像素颜色更加丰富、颜色深度更深。在芯片手册中,会给定支持的bpp,通常来说有:1bit、8bit、16bit、24bit、32bit。可见bpp大小的不同,为LCD分配的缓存大小也会改变(x* y* bpp;x* y为LCD分辨率)。

bpp(bit) 说明 举例
1 单色显示 LED
8 灰度显示 黑白电视
16 彩色显示(RGB565) LCD常用
24 真彩色(RGB888)
32 ARGB(A表透明度) PC机

参考:
[1] https://blog.csdn.net/xubin341719/article/details/9125583
[2] https://blog.csdn.net/thisway_diy/article/details/79397999
[3] https://blog.csdn.net/u013165704/article/details/80590652

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