飛凌嵌入式ElfBoard ELF 1板卡-LCD硬件原理介紹

LCD液晶屏是Liquid Crystal Display的簡稱，LCD常見的接口有以下幾種：

LVDS接口

LVDS，即Low Voltage Differential Signaling，是一種低壓差分信號技術接口。它是美國NS公司為克服以TTL電平方式傳輸寬帶高碼率數(shù)據(jù)時功耗大、EMI電磁干擾大等缺點而研制的一種數(shù)字視頻信號傳輸方式。

LVDS輸出接口利用非常低的電壓擺幅（約350mV）在兩條PCB走線或一對平衡電纜上通過差分進行數(shù)據(jù)的傳輸，即低壓差分信號傳輸。采用LVDS輸出接口，可以使得信號在差分PCB線或平衡電纜上以幾百Mbit/s的速率傳輸，由于采用低壓和低電流驅動方式，因此，實現(xiàn)了低噪聲和低功耗。

MIPI接口

MIPI（移動行業(yè)處理器接口）是Mobile Industry Processor Interface的縮寫。MIPI（移動行業(yè)處理器接口）是MIPI聯(lián)盟發(fā)起的為移動應用處理器制定的開放標準。把移動設備內(nèi)部的接口如攝像頭、顯示屏、基帶、射頻接口等標準化，從而增加設計靈活性，同時降低成本、設計復雜度、功耗和EMI。

HDMI接口

HDMI（High Definition Multimedia Interface）是一種全數(shù)字化視頻和聲音發(fā)送接口，可以發(fā)送未壓縮的音頻及視頻信號。HDMI可用于機頂盒、DVD播放機、個人計算機、電視、游戲主機、綜合擴大機、數(shù)字音響與電視機等設備。HDMI可以同時發(fā)送音頻和視頻信號，由于音頻和視頻信號采用同一條線材，大大簡化系統(tǒng)線路的安裝難度。

RGB接口

RGB接口確切的說應該叫做RGB TTL接口。該接口分為并行傳輸接口和串行傳輸接口。ELF?1開發(fā)板用的是并行傳輸方式，驅動板主控芯片輸出的TTL數(shù)據(jù)信號，經(jīng)電纜線直接傳送到LCD液晶面板的輸入接口。

一、硬件原理的介紹

由于ELF?1開發(fā)板使用的是LCD RGB TTL并行傳輸接口，所以重點介紹此接口。該并行接口一般包含RGB數(shù)據(jù)信號、時鐘信號和控制信號三類。

（一）RGB色彩模型

RGB一般是指RGB色彩模型(RGB color model), 是工業(yè)界的一種顏色標準通過對(Red)、綠(Green)、藍(Blue)三個顏色通道的變化以及它們相互之間的疊加來得到各式各樣的顏色的RGB即是代表紅、綠、藍三個通道的顏色，這個標準幾乎包括了人類視力所能感知的所有顏色。通常一個顏色通道由8bit表示, 即每個顏色通道值得范圍是0~255，通常稱RGB888/RGB24三個顏色通道總共能組合出約1678(256×256×256)萬種色彩, 通常也被簡稱為1600萬色或千萬色, 也稱為24位色。在實際的使用中, 除了RGB888模式，還有RGB555、RGB565、RGBX888(另8bit用作alpha通道或者不用)等模式。

對于RGB888模式，對應到硬件接口連接上，就是將芯片LCD控制器的B段數(shù)據(jù)線引腳（data0-data7），G段數(shù)據(jù)線引腳(data8-data15)，R段數(shù)據(jù)線引腳（data16-data23）分別連接到LCD的B，G，R對應的數(shù)據(jù)引腳上。ELF?1開發(fā)板使用的是RGB565模式，即，R通道5bit，G通道6bit，B通道5bit，所以，我們只使用imx6ull芯片LCD外設控制器的data0-data15，16個數(shù)據(jù)引腳即可,然后將此三段數(shù)據(jù)線引腳分別連接到LCD的B高5bit(B3-B7)，G高6bit（G2-G7），R高5bit(R3-R7)。

如下硬件原理圖所示：

（二）時鐘信號

這里時鐘信號指的是像素時鐘LCD_PCLK，每一個像素時鐘周期，發(fā)送一個像素數(shù)據(jù)。

（三）控制信號

控制信號包括數(shù)據(jù)使能信號(或有效顯示數(shù)據(jù)選通信號)DE、行同步信號HSYNC、場同步信號VSYNC。

從上圖可以看出，控制信號DE(ENABLE)、HSYNC、VSYNC的作用。比如，我們的LCD屏是480X272分辨率，那么每個行就有480個像素點，共272行。DE信號就是用于通知LCD屏有效數(shù)據(jù)的開始與結束，如下圖，在DE信號拉低的區(qū)間內(nèi)，才是有效數(shù)據(jù)，對應480個時鐘周期：

再看HSYNC信號，此信號是行同步信號，LCD控制器先發(fā)送一個HSYNC低電平脈沖，脈沖寬度是HSYNC Pluse Width（HSPW），脈沖告訴驅動器下面的信息是一行信息。然后開始這一行信息，這一行信息包括3部分：HBPD（前肩）+有效數(shù)據(jù)+HFPD（后肩）。其中前肩和后肩都屬于時序信息（和LCD屏幕具體有關），有效數(shù)據(jù)就是480個像素數(shù)據(jù)。所以你可以認為一行總共包含4部分：HSPW+HBPD+有效數(shù)據(jù)+HFPD。

最后看VSYNC,是場同步信號，或者說是幀同步信號，同行同步信號類似，控制器先發(fā)一個VSYNC低電平脈沖，脈沖寬度是VSYNC Pluse Width（VSPW），告訴驅動器下面的信息是一幀的數(shù)據(jù)信息，272行的有效數(shù)據(jù)，這一幀信息也包括4部分：VSPW+VBPD（前肩）+有效數(shù)據(jù)+VFPD（后肩）。

底板的LCD屏接口可適配各種分辨率的電阻屏和電容屏。按照原理圖上RGB接口我們逐一介紹引腳的功能。

LCD屏從功能上可分為顯示和觸摸兩大部分。對于觸摸功能，這里暫不做講解。