一文詳細(xì)介紹嵌入式LCD的驅(qū)動(dòng)控制方式

LCD 的接口有多種，分類很細(xì)。主要看 LCD 的驅(qū)動(dòng)方式和控制方式，目前手機(jī)上的彩色 LCD 的連接方式一般有這么幾種：MCU 模式，RGB 模式，SPI 模式，VSYNC 模式，MDDI 模式，DSI 模式。MCU 模式(也寫(xiě)成 MPU 模式的)。只有 TFT 模塊才有 RGB 接口。

但應(yīng)用比較多的就是 MUC 模式和 RGB 模式，區(qū)別有以下幾點(diǎn)：

1.MCU 接口:會(huì)解碼命令，由 timing generator 產(chǎn)生時(shí)序信號(hào)，驅(qū)動(dòng) COM 和 SEG 驅(qū)器。

RGB 接口:在寫(xiě) LCD register setting 時(shí)，和 MCU 接口沒(méi)有區(qū)別。區(qū)別只在于圖像的寫(xiě)入方式。

2. 用 MCU 模式時(shí)由于數(shù)據(jù)可以先存到 IC 內(nèi)部 GRAM 后再往屏上寫(xiě)，所以這種模式 LCD 可以直接接在 MEMORY 的總線上。

用 RGB 模式時(shí)就不同了，它沒(méi)有內(nèi)部 RAM，HSYNC，VSYNC，ENABLE，CS，RESET，RS 可以直接接在 MEMORY 的 GPIO 口上，用 GPIO 口來(lái)模擬波形 .

3.MPU 接口方式：顯示數(shù)據(jù)寫(xiě)入 DDRAM，常用于靜止圖片顯示。

RGB 接口方式：顯示數(shù)據(jù)不寫(xiě)入 DDRAM，直接寫(xiě)屏，速度快，常用于顯示視頻或動(dòng)畫(huà)用。

MCU 接口和 RGB 接口主要的區(qū)別是：

MCU 接口方式：顯示數(shù)據(jù)寫(xiě)入 DDRAM，常用于靜止圖片顯示。

RGB 接口方式：顯示數(shù)據(jù)不寫(xiě)入 DDRAM，直接寫(xiě)屏，速度快，常用于顯示視頻或動(dòng)畫(huà)用。

MCU 模式

因?yàn)橹饕槍?duì)單片機(jī)的領(lǐng)域在使用,因此得名 . 后在中低端手機(jī)大量使用,其主要特點(diǎn)是價(jià)格便宜的。MCU-LCD 接口的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)是 Intel 提出的 8080 總線標(biāo)準(zhǔn)，因此在很多文檔中用 I80 來(lái)指 MCU-LCD 屏。主要又可以分為 8080 模式和 6800 模式，這兩者之間主要是時(shí)序的區(qū)別。數(shù)據(jù)位傳輸有 8 位，9 位，16 位，18 位，24 位。連線分為：CS/，RS(寄存器選擇)，RD/，WR/，再就是數(shù)據(jù)線了。優(yōu)點(diǎn)是：控制簡(jiǎn)單方便，無(wú)需時(shí)鐘和同步信號(hào)。缺點(diǎn)是：要耗費(fèi) GRAM，所以難以做到大屏(3.8 以上)。對(duì)于 MCU 接口的 LCM，其內(nèi)部的芯片就叫 LCD 驅(qū)動(dòng)器。主要功能是對(duì)主機(jī)發(fā)過(guò)的數(shù)據(jù) / 命令，進(jìn)行變換，變成每個(gè)象素的 RGB 數(shù)據(jù)，使之在屏上顯示出來(lái)。這個(gè)過(guò)程不需要點(diǎn)、行、幀時(shí)鐘。

MCU 接口的 LCD 的 DriverIC 都帶 GRAM，Driver IC 作為 MCU 的一片協(xié)處理器，接受 MCU 發(fā)過(guò)來(lái)的 Command/Data，可以相對(duì)獨(dú)立的工作。對(duì)于 MCU 接口的 LCM(LCD Module)，其內(nèi)部的芯片就叫 LCD 驅(qū)動(dòng)器。主要功能是對(duì)主機(jī)發(fā)過(guò)的數(shù)據(jù) / 命令，進(jìn)行變換，變成每個(gè)象素的 RGB 數(shù)據(jù)，使之在屏上顯示出來(lái)。這個(gè)過(guò)程不需要點(diǎn)、行、幀時(shí)鐘。

M6800 模式

M6800 模式支持可選擇的總線寬度 8/9/16/18-bit(默認(rèn)為 8 位)，其實(shí)際設(shè)計(jì)思想是與 I80 的思想是一樣的，主要區(qū)別就是該模式的總線控制讀寫(xiě)信號(hào)組合在一個(gè)引腳上(/WR)，而增加了一個(gè)鎖存信號(hào)(E)數(shù)據(jù)位傳輸有 8 位，9 位，16 位和 18 位。

I8080 模式

I80 模式連線分為：CS/，RS(寄存器選擇)，RD/，WR/，再就是數(shù)據(jù)線了。優(yōu)點(diǎn)是：控制簡(jiǎn)單方便，無(wú)需時(shí)鐘和同步信號(hào)。缺點(diǎn)是：要耗費(fèi) GRAM，所以難以做到大屏(QVGA 以上)。

MCU 接口標(biāo)準(zhǔn)名稱是 I80，管腳的控制腳有 5 個(gè)：

CS 片選信號(hào)

RS (置 1 為寫(xiě)數(shù)據(jù),置 0 為寫(xiě)命令)

/WR (為 0 表示寫(xiě)數(shù)據(jù)) 數(shù)據(jù)命令區(qū)分信號(hào)

/RD (為 0 表示讀數(shù)據(jù))

RESET 復(fù)位 LCD( 用固定命令系列 0 1 0 來(lái)復(fù)位)

VSYNC 模式

該模式其實(shí)就是就是在 MCU 模式上加了一個(gè) VSYNC 信號(hào)，應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)畫(huà)面更新，這樣就與上述兩個(gè)接口有很大的區(qū)別。該模式支持直接進(jìn)行動(dòng)畫(huà)顯示的功能，它提供了一個(gè)對(duì) MCU 接口最小的改動(dòng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)顯示的解決方案。在這種模式下，內(nèi)部的顯示操作與外部 VSYNC 信號(hào)同步。可以實(shí)現(xiàn)比內(nèi)部操作更高的速率的動(dòng)畫(huà)顯示。但由于其操作方式的不同，該模式對(duì)速率有一個(gè)限制，那就是對(duì)內(nèi)部 SRAM 的寫(xiě)速率一定要大于顯示讀內(nèi)部 SRAM 的速率。

RGB 模式

大屏采用較多的模式，數(shù)據(jù)位傳輸也有 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，剩下就是數(shù)據(jù)線。它的優(yōu)缺點(diǎn)正好和 MCU 模式相反。

MCU-LCD 屏它與 RGB-LCD 屏主要區(qū)別在于顯存的位置。RGB-LCD 的顯存是由系統(tǒng)內(nèi)存充當(dāng)?shù)模虼似浯笮≈皇芟抻谙到y(tǒng)內(nèi)存的大小，這樣 RGB-LCD 可以做出較大尺寸，象現(xiàn)在 4.3"只能算入門級(jí)，而 MID 中 7",10"的屏都開(kāi)始大量使用。而 MCU-LCD 的設(shè)計(jì)之初只要考慮單片機(jī)的內(nèi)存較小，因此都是把顯存內(nèi)置在 LCD 模塊內(nèi)部 . 然后軟件通過(guò)專門顯示命令來(lái)更新顯存，因此 MCU 屏往往不能做得很大。同時(shí)顯示更新速度也比 RGB-LCD 慢。顯示數(shù)據(jù)傳輸模式也有差別。RGB 屏只需顯存組織好數(shù)據(jù)。啟動(dòng)顯示后，LCD-DMA 會(huì)自動(dòng)把顯存中的數(shù)據(jù)通過(guò) RGB 接口送到 LCM。而 MCU 屏則需要發(fā)送畫(huà)點(diǎn)的命令來(lái)修改 MCU 內(nèi)部的 RAM(即不能直接寫(xiě) MCU 屏的 RAM)。所以 RGB 顯示速度明顯比 MCU 快，而且播放視頻方面，MCU-LCD 也比較慢。

對(duì)于 RGB 接口的 LCM，主機(jī)輸出的直接是每個(gè)象素的 RGB 數(shù)據(jù)，不需要進(jìn)行變換(GAMMA 校正等除外)，對(duì)于這種接口，需要在主機(jī)部分有個(gè) LCD 控制器，以產(chǎn)生 RGB 數(shù)據(jù)和點(diǎn)、行、幀同步信號(hào)。

彩色 TFT 液晶屏主要有 2 種接口：TTL 接口(RGB 顏色接口)， LVDS 接口(將 RGB 顏色打包成差分信號(hào)傳輸)。TTL 接口主要用于 12.1 寸一下的小尺寸 TFT 屏，LVDS 接口主要用于 8 寸以上的大尺寸 TFT 屏。TTL 接口線多，傳輸距離短;LVDS 接口傳輸距離長(zhǎng)，線的數(shù)量少。大屏采用較多的模式，控制腳是 VSYNC，HSYNC，VDEN，VCLK， S3C2440 最高支持 24 個(gè)數(shù)據(jù)腳，數(shù)據(jù)腳是 VD[23-0]。

CPU 或顯卡發(fā)出的圖像數(shù)據(jù)是 TTL 信號(hào)(0-5V、0-3.3V、0-2.5V、或 0-1.8V)，LCD 本身接收的也是 TTL 信號(hào)，由于 TTL 信號(hào)在高速率的長(zhǎng)距離傳輸時(shí)性能不佳，抗干擾能力比較差，后來(lái)又提出了多種傳輸模式，比如 LVDS、TDMS、GVIF、P&D、DVI 和 DFP 等。他們實(shí)際上只是將 CPU 或顯卡發(fā)出的 TTL 信號(hào)編碼成各種信號(hào)以傳輸，在 LCD 那邊將接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼得到 TTL 信號(hào)。

但是不管采用何種傳輸模式，本質(zhì)的 TTL 信號(hào)是一樣的。

注意：TTL/LVDS 分別是兩種信號(hào)的傳輸模式，TTL 是高電平表示 1，低電平表示 0 的模式，LVDS 是正負(fù)兩個(gè)對(duì)應(yīng)波形，用兩個(gè)波形的差值來(lái)表示當(dāng)前是 1 還是 0

SPI 模式

采用較少，有 3 線和 4 線的，連線為 CS/，SLK，SDI，SDO 四根線，連線少但是軟件控制比較復(fù)雜。

MDDI 模式(MobileDisplayDigitalInterface)

高通公司于 2004 年提出的接口 MDDI，通過(guò)減少連線可提高移動(dòng)電話的可靠性并降低功耗，這將取代 SPI 模式而成為移動(dòng)領(lǐng)域的高速串行接口。 連線主要是 host_data,host_strobe,client_data,client_strobe,power,GND 幾根線。

DSI 模式

該模式串行的雙向高速命令傳輸模式，連線有 D0P，D0N，D1P，D1N，CLKP，CLKN。

審核編輯黃昊宇