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LCD 的驱动控制实验

LCD 的驱动控制实验. 实验目的. 了解 LCD 基本概念与原理 理解 LCD 的驱动控制 熟悉用总线方式驱动 LCD 模块 熟悉用 ARM 内置的 LCD 控制器驱动 LCD. 实验内容. 学习 LCD 显示器的基本原理 , 理解其驱动控制方法 . 掌握两种 LCD 驱动方式的基本原理和方法 . 并编程实现 : 1. 用总线方式直接驱动带有驱动模块的 LCD 2. 用 ARM 内置的 LCD 控制器驱动 LCD. 预备知识. DMA (Direct Memory Access) 用 ADS1.2 集成开发环境编写和调试程序的基本过程

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LCD 的驱动控制实验

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Presentation Transcript

  1. LCD的驱动控制实验

  2. 实验目的 • 了解LCD基本概念与原理 • 理解LCD的驱动控制 • 熟悉用总线方式驱动LCD模块 • 熟悉用ARM内置的LCD控制器驱动LCD

  3. 实验内容 • 学习LCD显示器的基本原理,理解其驱动控制方法.掌握两种LCD驱动方式的基本原理和方法.并编程实现: • 1. 用总线方式直接驱动带有驱动模块的LCD • 2. 用ARM内置的LCD控制器驱动LCD

  4. 预备知识 • DMA (Direct Memory Access) • 用ADS1.2集成开发环境编写和调试程序的基本过程 • ARM应用程序的框架结构

  5. LCD液晶显示器的硬件结构 • 液晶显示的原理是液晶在不同电压的作用下会呈现不同的光特性.液晶在物理上分成两大类,一类是无源Passive的(也称被动式),这类液晶本身不发光,需要外部提供光源,根据光源位置,又可以分为反射式和透射式两种.Passive液晶显示的成本较低,但是亮度和对比度不大,而且有效视角较小,彩色无源液晶显示的色饱和度较小,因而颜色不够鲜艳.

  6. 另一类是有电源的,主要是TFT (Thin Film Transitor).每个液晶实际上就是一个可以发光的晶体管,所以严格地说不是液晶.液晶显示屏就是由许多液晶排成阵列而构成的,在单色液晶显示屏中,一个液晶就是一个象素,而在彩色液晶显示屏中则每个象素由红绿蓝三个液晶共同构成.同时可以认为每个液晶背后都有个8位的寄存器,寄存器的值决定着三个液晶单元各自的亮度,不过寄存器的值并不直接驱动三个液晶单元的亮度,而是通过一个”调色板”来访问.

  7. 为每个象素都配备一个物理的寄存器是不现实的,实际上只配备一行的寄存器,这些寄存器轮流连接到每一行象素并装入该行内容,将所有象素行都驱动一遍就显示一个完整的画面(Frame).为每个象素都配备一个物理的寄存器是不现实的,实际上只配备一行的寄存器,这些寄存器轮流连接到每一行象素并装入该行内容,将所有象素行都驱动一遍就显示一个完整的画面(Frame).

  8. Frame Buffer 显示屏的整个显示区域在系统内会有一段存储空间与之对应,通过改变存储空间的内容,从而改变显示屏的内容,该存储空间被称为Frame Buffer或显存.显示屏上的每一点都与Frame Buffer的某一位置对应.所以,实验时我们首先要确定的是Frame Buffer的大小和屏幕上每一象素同Frame Buffer的映射关系. 按照显示屏的性能或显示模式区分,显示屏可以分为单色和彩色.彩色又分为2位色,4位色,8位色,16位色...,显示屏的单双屏幕模式,这些因素会影响显存空间的大小.

  9. 单屏幕模式 显示范围是整个屏幕,只需一个Frame Buffer存储整个显示内容,并且只需一个通道来将Frame Buffer的内容传输到显示屏上 • 双屏幕模式 将屏幕划分成两部分:上半部和下半部.每个部分的显示方式与单屏的方式一致,且两部分同时扫描,工作方式独立,有各自的Frame Buffer,同时有独立的两个通道将Frame Buffer的数据传输到显示屏.

  10. 实验原理 • Frame Buffer通常是在内存空间中由连续的字节组成.显示器操作:从左到右逐点象素扫描,从上到下逐行扫描.这使得显示屏上的象素同Frame Buffer中的内存空间建立了一对一映射.

  11. 实验原理 • 计算机反映自然界的颜色是通过RGB值来表示.获得RGB值的方式有两种:直接从Frame Buffer里得到,或者是间接得到. • 直接得到是指Frame Buffer里存放的就是象素的RGB值.而间接得到是指Frame Buffer里存放的不是RGB值,而是调色板索引值,调色板里存放的才是RGB值.

  12. 实验原理 1. LCD的驱动控制 市面上出售的LCD显示模块主要有两种： • 带驱动电路的LCD显示模块 操作简单，体积较大，常用总线方式驱动 • LCD显示屏（没有驱动电路） 体积小，需另外的驱动芯片

  13. （１）总线驱动方式 一般带有驱动模块的LCD 显示屏使用这种驱动方式，由于LCD 已经带有驱动硬件电路，因此模块给出的是总线接口，便于与单片机的总线进行连接。驱动模块具有八位数据总线，外加一些电源接口和控制信号。而且自带显示缓存，只需要将要显示的内容送到显示缓存中就可以实现内容的显示。

  14. 一个典型的显示模块（HY－12864B）提供的总线接口一个典型的显示模块（HY－12864B）提供的总线接口

  15. （２）控制器扫描方式 • S3C2410X 中具有内置的LCD 控制器，它具有将显示缓存（在系统存储器中）中的LCD图象数据传输到外部LCD 驱动电路的逻辑功能

  16. 内置的LCD 控制器提供了下列外部接口信号： • VFRAME/VSYNC/STV：帧同步信号（STN）/垂直同步信号(TFT)/SEC TFT信号 • VLINE/HSYNC/CPV：行同步脉冲信号（STN）/水平同步信号（TFT）/SEC TFT信号 • VCLK/LCD_HCLK：象素时钟信号（STN/TFT）/SEC TFT信号 • VD[23:0]：LCD 像素数据输出端口（STN/TFT/SEC TFT） • VM/VDEN/TP：LCD驱动交流偏置信号（STN）/数据使能信号（TFT）/SEC TFT 信号 • LEND/STH：行结束信号（TFT）/SEC TFT信号 • LCD_PWREN：LCD面板电源使能控制信号 • LCDVF0：SEC TFT OE信号 • LCDVF1：SEC TFT REV信号 • LCDVF2：SEC TFT REVB信号

  17. LCD控制器与LCD屏数据线接口

  18. 与ARM自带LCD驱动器有关的寄存器 • GPCCON Configure the pins of port C • GPDCON Configure the pins of port D • LCDCON1 LCD control 1 register • LCDCON2 LCD control 2 register • LCDCON3 LCD control 3 register • LCDCON4 LCD control 4 register • LCDCON5 LCD control 5 register

  19. 与ARM自带LCD驱动器有关的寄存器 • LCDSADDR1 Frame buffer start address 1 register • LCDSADDR2 Frame buffer start address 2 register • LCDSADDR3 Virtual screen address set

  20. 本实验参数设置 • single scan LCD • 分辨率：640×480 • TFT 16 BPP (Bits Per Pixel) mode • RGB 5:6:5 • 建立两个一级缓冲，一个二级缓冲： • 一级缓冲大小 16bit×（640×480） • 二级缓冲大小 24bit×（640×480）

  21. LCDSADDR1 • LCDBANK These bits indicate A[30:22] of the bank location for the video buffer in the system memory. • LCDBASEU These bits indicate A[21:1] of the start address of the LCD frame buffer.

  22. LCDSADDR2 • LCDBASEL These bits indicate A[21:1] of the end address of the LCD frame buffer.

  23. 程序流程 • 初始化实验开发板 • 初始化LCD • 修改二级显存 • 刷新LCD屏幕 • 待机

  24. LCD初始化程序流程 • 设置GPIO(GPC，GPD) • 关闭LCD输出 • 设置LCD控制寄存器(LCDCON1-5) • 在地址寄存器中记录一级缓存的地址 • 清空一级缓存内容 • 开启LCD输出

  25. 刷新LCD函数流程 • 从二级缓存取得24位象素的RGB值，变换为16位RGB值，并将结果放入一级缓存 转换公式：pixcolor=((pbuf[0]&0xf8)<<11)|((pbuf[1]&0xfc)<<6)|(pbuf[2]&0xf8) • 在地址寄存器中记录一级缓存的地址

  26. 思考题 • 1. 实现两屏颜色交替显示 • 2. 实现屏幕上的纵向彩色条文横向滚动的效果

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