Freescale的MC9328MXl的LCD显示接口电路.PDF

Freescale 的MC9328MXl 的LCD 显示接口电路 关键词：LCD，显示接口，驱动控制 1. LCD 基本原理 LCD(Liquid Crystal。Display)称为液晶。液晶得名于其物理特性：它的分子晶体以液态存在而非固态。L,CD 显示器的基本工作 原理就是通过给不同的液晶单元供电，控制其光线的通过与否，从而达到显示的目的。因此，LCD 的驱动控制是对每个液晶单 元的通电的控制。每个液晶单元都对应着一个电极，对其通电，便可使光线通过(也有相反的，不通电时光线通过，通电时光线 不通过)。LCD 是基于液晶光电效应的显示器件。液晶显示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通电时，液晶排列变得有秩 序，使光线容易通过；不通电时，排列则变得混乱，阻止光线通过。即液晶工作时，使用的是外部的光线，自己本身并不发光， 所以与CRT 相比，液晶显示器的耗电量较低。 LCD 中使用的为液晶照明的方式有两种：传送式和反射式。传送式屏幕要使用外加光源照明，称为背光(backlight)，照明光源要 安装在LCD 的背后。传送式LCD 在正常光线及暗光线下，显示效果都很好，但在户外，尤其在目光下，很难辨清显示内容。 反射式屏幕，则不需要外加照明电源，使用周围环境的光线(或在某些笔记本中，使用前部照明系统的光线)。这样，反射式屏幕 就没有背光，所以，此种屏幕在户外或光线充足的室内，才会有出色的显示效果，但在一般室内光线下，这种显示屏的显示效 果就不及背光传送式的。在嵌入式EMOT’ION ARM9 LJnux 开发实验系统中使用的是传送式背光(CCFI_，)彩色STN 液晶屏。 1．MC9328MXl 对液晶屏接口支持 MXl LCDC(液晶显示控制器，L,iquid Crystal Display Con 帅ller)提供了对单色，灰度，被动式彩色点阵液晶和主动式彩色点阵 液晶屏的支持。主要特性如下： 支持自刷新方式L．CD 最多16 级灰度显示 被动式与主动式彩色液晶屏接口 可编程刷新率 支持16 ／121814 ／2 ／1 位的数据总线宽度 支持4 ／8bpp 的被动式彩屏(CSTN) 支持4 ／8 ／12 ／16bpp 的主动式彩屏(TFr) 2 ．灰度显示原理 实际上，LCD 显示屏并不是设置成不同的亮度去驱动每一像素的。它对像素要么显示，要么关闭。LCD 显示屏的一个常用指标 是它的反应时间，反应时间指的是一个像素从显示到关闭所花费的时间，典型的是几百ms。一种调制技术被用于驱动每个像素， 即用整个固定时间周期的一部分驱动每个像素。L,CD 控制器内部有1 个16 周期计数器，用于产生16 周期的间隔。当驱动像素 时，它读帧缓冲数据所指的、在调色板寄存器中的半字节数据。该数据确定在16 周期间隔里像素显示的次数。例如该值等于4 ， 则该像素每隔4 个时钟周期显示1 次，等于整个16 周期间隔的4 ／16。即认为该像素以最大亮度的1/4 进行显示。 3 ．彩色显示原理 彩色显示时，每个像素点有3 个子彩色像素(红、绿、蓝)。灰度显示的技术应用到彩色显示中，每个子彩色像素有15 种浓度的 感觉效果。可用红、绿、蓝3 种颜色的15 种浓度中的一种去驱动1 个像素点。如果L,CD 控制器编程为4 bpp 模式，可支持最 高15×15×15=3375 种不同的颜色；2 bpp 模式时，可支持64 种不同的颜色；l bpp 模式时，可支持8 种不同的颜色。对于一个 1/4VGA 显示屏，实际像素的数量等于320x400x4=921 600 位或115 200 字节，小于上面提到的最大帧缓冲的限制(128KB)。 另外一个显示特性是刷新率，指的是整个数据帧被重新写到显示屏的频率。如果数据写得太慢，将影响显示质量；太快则显示 器的反应时间跟不上像素驱动状态的改变。大部分显示屏推荐的速率是70～80Hz 。 2. LCD 的驱动控制 LCD 的驱动控制方式有总线驱动方式和扫描器控制方式。 1．总线驱动方式 通常带有驱动模块的LCD 显示屏使用这种驱动方式，这类LCD 可方便地与各种单片机进行接口，如8051 系列单片机。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，以便与单片机的总线进行接口。驱动模块一般有8 位数据总线，外 加一些电源接口和控制信号，而且还自带显示缓存，只需将要显示的内容送到显示缓存中就可实现内容的显示。由于只有8 条 数据线，因此通常通过引脚信号来实现地址和数据线复用，以达到把相应数据送到相应显示缓存的目的。 2 ．扫描器控制方式 有些LCD 显示屏没有驱动电路，需要与驱动电