基于SCX的液晶屏接口设计与实现.docVIP

基于S3C2410X的液晶屏接口设计与实现 摘要:设计了嵌入式微处理器S3C2410X与TFT型液晶屏TD035STEB1接口的硬件电路,基于嵌入式Linux进行LCD模块驱动程序的开发,实现了ASC II字符、汉字与基本图形的显示以及触摸控制功能。实验表明,该方案通用性好,可移植性强,可为各种嵌入式系统提供一个友好的人机交互接口。 关键词:嵌入式系统;ARM;液晶屏; Linux驱动;人机接口 随着计算机技术、网络技术和微电子技术的深入发展,特别是各种高性能SOC ( system on chip )的设计开发和嵌入式操作系统的出现,嵌入式系统日益广泛地应用于工业控制、移动通信、家用电器以及消费电子等设备中。ARM是目前公认的业界领先的32位嵌入式RISC( reduced instructions set computer)微处理器,具有体系结构可扩展、功耗低、成本低和支持管理实时多任务等特点。带触摸屏的LCD作为一种人机交互接口以其体积小、重量轻和耗电低等优点在嵌入式系统中得到了广泛的应用,可以显示各种字符和图形,实现复杂GUI( graphics user interface)功能。S3C2410X是SAMSUNG公司生产的一款基于ARM920T内核的32位RISC微处理器,主频可达203MHz,其内部集成了通用的LCD控制器、8通道10位ADC和触摸屏接口。TD035STEB1是TOPPOLY光电公司的TFT型3. 5″透反式液晶显示器,该模块采LTPS( low temper2ature ploy silicon) TFT作为开关器件,内置垂直、水平驱动器,集成了四线电阻式触摸屏和背光电路,从而简化了外部电路的设计。 一、　硬件电路设计 1. 1　S3C2410X LCD控制器 LCD控制器用于传输视频数据和产生必要的控制信号,对于TFT型LCD,其外部接口信号描述如下:VSYNC为垂直同步信号,表明LCD屏开始显示新的一帧数据;HSYNC为水平同步信号,表明LCD屏开始显示新的一行数据; VCLK为像素时钟信号; VDEN为像素数据使能信号; VD [ 23∶0 ]为LCD像素数据总线,可支持最大24 BPP ( bit per pixel)的16M彩色显示; LEND为行结束信号; LCD_PWREN为LCD面板电源使能控制信号。LCD控制器由REGBANKLCDCDMA、V IDPRCS、TIMEGEN和LPC3600组成,如图1所示。其中, REG2BANK有17个可编程寄存器和256×16调色板存储器; LCDCDMA是一个从帧存储器传输视频数据到LCD驱动器的专用DMA,通过该DMA视频数据无须CPU干预就可以进行传输和显示;VIDPRCS从LCDC2DMA接收视频数据并将其转换成适当的扫描显示格式后经数据总线VD [ 23∶0 ]送至LCD驱动器; TIME2GEN和LPC3600产生不同LCD驱动器所需的控制信号。 1. 2　S3C2410X ADC与触摸屏接口 S3C2410X内部集成了8通道的10位CMOS模数转换器,最大转换速率为500 kS/ s,支持片上采样保持功能。触摸屏接口提供4个位置开关信号( nXPON,nYPON, XMON, YMON)和2个模拟输入端(A IN [ 5 ] ,A IN [ 7 ] ) ,包括外部晶体管控制逻辑单元和ADC接口逻辑单元,并产生相应的中断信号。 1. 3　带触摸屏的TFT型LCD模块TD035STEB1 TD035STEB1显示分辨率为240×320像素,提供18位RGB像素数据接口、像素时钟信号CLK、数据使能信号DE以及触摸屏的定位信号YU,XR,YL,XL。值得注意的是,该屏不需要VSYNC和HSYNC同步信号,直接控制VDEN就可以进行视频数据的显示。 1. 4　LCD接口电路设计 根据S3C2410X内部LCD控制器和TD035STEB1的管脚配置及其逻辑功能,设计了LCD显示和触摸屏的接口电路,分别如图2和图3所示。其中,显示部分的控制信号只有数据使能信号VDEN和像素时钟信号VCLK;红、绿、蓝分量各6位组成18位像素数据总线,最大可显262,144 色;电源的设计相对复杂一些,需要栅极驱动电压源(+12V,-6.5V)、LED背光电流源(LED+,LED-)、3.3V数字电源和5V模拟电源,一般都采用单芯片解决方案,许多公司都提供集成DC - DC升压和电荷泵的芯片,这里采用了两片MC34063,具体电路可参考文献[ 3 ]。触摸屏由纵向电阻丝和横向电阻丝组成,4个控制信号nXPON, nY2PON, XMON, YMON 控制4个晶体管Q1,Q2, Q3, Q4的通断,从而控制4个定位信号YU, XR,YL,XL