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涨知识!嵌入式LCD的接口类型详解

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本帖最后由 无敌小璐璐 于 2020-3-31 17:12 编辑

LCD的接口有很多种,分类较细。根据LCD的驱动方式和控制方式进行分类,目前在手机上彩色LCD的连接方式一般有六种:MCU模式、RGB模式、SPI模式、VSYNC模式、MDDI模式、DSI模式。

一般而言,应用较多的就是MCU模式和RGB模式,其区别如下:

◆ MCU接口:会解码命令,由timing generator产生时序信号,驱动COM和SEG驱器。

RGB接口:在写LCD register setTIng时,和MCU接口没有区别,其区别只在于图像的写入方式。

◆ 用MCU模式时,由于数据可以先存到IC内部GRAM后,再往屏上写,所以这种模式LCD可以直接接在MEMORY的总线上。

用RGB模式时,没有内部RAM、HSYNC、VSYNC、ENABLE、CS、RESET、RS可以直接接在MEMORY的GPIO口上,而是用GPIO口来模拟波形。

◆ MCU接口方式:显示数据写入DDRAM,常用于静止图片显示。

RGB接口方式:显示数据不写入DDRAM,直接写屏,速度较快,常用于显示视频或动画用。

一、MCU模式

因为主要针对单片机的领域在使用,因此得名MCU模式;后在中低端手机大量使用,其主要特点是价格便宜。

MCU-LCD接口的标准术语是Intel提出的8080总线标准,因此在很多文档中用I80来指MCU-LCD屏。其主要又可分为8080模式和6800模式,这两者之间主要是时序的区别。

数据位传输包括:8位、9位、16位、18位、24位。

连线分为:CS/、RS(寄存器选择)、RD/、WR/,再就是数据线了。

优点:控制简单方便,无需时钟和同步信号。

缺点:需要耗费GRAM,所以难以做到大屏(3.8以上)。

对于MCU接口的LCM,其内部的芯片就叫LCD驱动器,其主要功能是对主机发过的数据/命令进行变换,变成每个象素的RGB数据,使之在屏上显示出来,而这个过程不需要点、行、帧时钟。

MCU接口的LCD的DriverIC都带GRAM,Driver IC作为MCU的一片协处理器,接受MCU发过来的Command/Data,可以相对独立的工作。

对于MCU接口的LCM(LCD Module),其内部的芯片就叫LCD驱动器,其主要功能是对主机发过的数据/命令进行变换,变成每个象素的RGB数据,使之在屏上显示出来,而这个过程不需要点、行、帧时钟。

1、M6800模式

M6800模式支持可选择的总线宽度8/9/16/18-bit(默认为8位),其实际设计思想与I80一样,主要区别则在于该模式的总线控制读写信号组合在一个引脚上(/WR),而增加了一个锁存信号(E)。

数据位传输包括:8位、9位、16位、18位。


2、I8080模式

连线分为:CS/、RS(寄存器选择)、RD/、WR/,再就是数据线了。

优点:控制简单方便,无需时钟和同步信号。

缺点:需要耗费GRAM,所以难以做到大屏(QVGA以上)。


MCU接口标准名称是I80,管脚的控制脚有5个:

◆ CS片选信号;

◆ RS(置1为写数据,置0为写命令);

◆ /WR(为0表示写数据)数据命令区分信号;

◆ /RD(为0表示读数据);

◆ RESET复位LCD(用固定命令系列0 1 0来复位)。

二、VSYNC模式

该模式其实就是就是在MCU模式上增加了一个VSYNC信号,应用于运动画面更新,这样就与上述两个接口有很大的区别了。

该模式支持直接进行动画显示的功能,它提供了一个对MCU接口最小的改动,实现动画显示的解决方案。在这种模式下,内部的显示操作与外部VSYNC信号同步,可以实现比内部操作更高的速率的动画显示。

但由于其操作方式的不同,该模式对速率有一个限制,那就是对内部SRAM的写速率一定要大于显示读内部SRAM的速率。


三、RGB模式

RGB模式,是大屏采用较多的一种模式。

数据位传输包括:6位、16位、18位、24位。

连线分为:VSYNC、HSYNC、DOTCLK、CS、RESET,有的也需要RS,剩下就是数据线。

RGB模式的优缺点,正好和MCU模式相反。

MCU-LCD屏,它与RGB-LCD屏的主要区别在于显存的位置。RGB-LCD的显存是由系统内存充当的,因此其大小只受限于系统内存的大小,这样RGB-LCD可以做出较大尺寸,像现在4.3“只能算入门级,而MID中7”和10“的屏都开始大量使用。而MCU-LCD的设计之初,只要考虑单片机的内存较小,因此都是把显存内置在LCD模块内部。然后,软件通过专门显示命令来更新显存,因此MCU屏往往不能做得很大。同时,显示更新速度也比RGB-LCD慢,并且显示数据传输模式也有差别。RGB屏只需显存组织好数据,启动显示后,LCD-DMA会自动把显存中的数据通过RGB接口送到LCM;而MCU屏则需要发送画点的命令来修改MCU内部的RAM(即不能直接写MCU屏的RAM)。所以,RGB显示速度明显比MCU快,而且播放视频方面,MCU-LCD也比较慢。

对于RGB接口的LCM,主机输出的直接是每个象素的RGB数据,不需要进行变换(GAMMA校正等除外)。对于这种接口,需要在主机部分有个LCD控制器,以产生RGB数据和点、行、帧同步信号。



彩色TFT液晶屏主要有两种接口:TTL接口(RGB颜色接口)和LVDS接口(将RGB颜色打包成差分信号传输)。其中,TTL接口主要用于12.1寸以下的小尺寸TFT屏;而LVDS接口则主要用于8寸以上的大尺寸TFT屏。同时,TTL接口线多,传输距离短;LVDS接口传输距离长,线的数量少。

四、SPI模式

SPI模式采用较少,有3线和4线的。

连线分为:CS/、SLK、SDI、SDO。

虽然连线少,但软件控制比较复杂。

五、MDDI模式

高通公司于2004年提出的接口MDDI,通过减少连线可以提高移动电话的可靠性并降低功耗,这将取代SPI模式而成为移动领域的高速串行接口。

连线分为:host_data、host_strobe、client_data、client_strobe、power、GND几根线。

六、DSI模式

该模式串行的双向高速命令传输模式。

连线分为:D0P、D0N、D1P、D1N、CLKP、CLKN。

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