一、LCD液晶显示屏介绍
1、常见的显示设备
在目前市面上,常见的显示设备种类有:LED、显示数码管、点阵LED显示屏、LCD液晶显示屏,这几种设备的特点是:
(1)LED
LED灯是最简单的显示设备,它只有两种显示状态,表示信息量比较少,所以一般用于在当做指示状态的显示效果。
(2)显示数码管
显示数码管是由多个LED排列而成,显示信息比LED丰富,且亮度较高,由于它能够显示0~9数字信息,所以一般用于作为时间显示和数字显示。
(3)点阵LED显示屏
点阵LED显示屏是由多个LED像素点均匀排列组成,它除了可以显示汉字、字符等信息以外,还可以实现动态显示效果,OLED成本高。
(4)LCD显示屏
通过把液晶有机化合物集中在一起,通过让液晶分子收到电压的影响,去改变其分子的排列状态,并且可以让射入的光线产生偏转的现象,从而显示各种图像和文字。LCD液晶屏有彩屏和黑白屏两种。
2、常见彩色显示屏类别
超扭转式向列型(Super Twisted Nematic,简称STN)和薄膜式晶体管型(Thin Film Transistor;TFT)为目前的主流液晶屏。IPS
(1)STN/DSTN
STN型的显示原理也类似,不同的是TN型的液晶分子是将入射光旋转90度,而STN则可将入射光旋转180~270度。 单纯的 TN 显示器本身只有明暗两种显示(或黑白),无法产生色彩的变化。TN LCD 采用的是“直接驱动”无法显示较多的像素,且画面的对比小,反应速度慢,视角更仅在+30度以下(即观赏角度约60度),显示质量也较差;
(2)TFTLCD
TN与STN型液晶显示器都是使用场电压驱动方式,如果显示尺寸加大,中心部位对电极变化的反应时间就会拉长,显示器的速度就跟不上。为了改善这个的问题,主动式矩阵(active-matrix )驱动被提出,主动式 TFT型的液晶显示器的结构较为复杂包括了:背光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料和薄模式晶体管等等。在TFT型液晶显器中,导电玻璃上画上网状的细小线路,电极则由是薄膜式晶体管所排列而成的矩阵开关,在每个线路相交的地方配有控制闸,各显示点控制闸配合驱动讯号作动。电极上之晶体管矩阵依显示讯号开启或关闭液晶分子的电压,使液晶分子轴转向而成“亮”或“暗”的对比,避免了显示器对电场效应的依靠,转以晶体管开启和关闭的速率作为决定步骤。 如图所示:
- LCD显示系统
一个完整的LCD显示系统由三部分组成:主控系统(32)、LCD显示控制器、LCD显示屏。当主控系统(MCU)给LCD显示控制器中的帧存控制模块写入数据,帧存控制模块实质就是起到显示缓冲的作用。然后帧存控制模块把需要显示的数据通过地址和数据线传送给图形处理模块,图形处理模块把传进来的数据进行处理后,然后根据时序发生模块发出的脉冲,把要显示的数据已RGB格式发给液晶屏去显示。我们可以把图形处理模块看做成一个数模转换模块,然后把时序发生模块看成一个时序模块。
LCD显示控制器的作用:把主控芯片发出的要在LCD上显示的信息转换成LCD能显示的像素信息。
二、常见的LCD类型
LCD分为STN、TFT、LTPS TFT、OLED等。
1、STN型: 超扭曲向列,最低端,功耗低;响应速度 200ms;场电压直接驱动型,显示速度慢。
2、TFT型: 薄膜晶体管,响应速度 80ms,目前最主流的液晶显示类型;主动型液晶驱动,速度快。
3、LTPS TFT型: 低温多晶硅,响应速度12ms, 对比度:500:1;制造成本高。
4、OLED型:(有机发光二极管),色彩明亮,可视角度超大,超低功耗,是未来发展主流。
三、所使用的Cortex-M4开发板TFTLCD模块
1、TFTLCD模块介绍
(1)LCD屏幕的尺寸:1.3英寸。
(2)LCD屏幕分辨率:240*240。
(3)LCD屏幕颜色位深:16BPP(颜色RGB比例:5:6:5)。
(4)LCD驱动接口:4线SPI。(3线)
2、TFTLCD硬件模块接口
(1)LCD_CS:片选。
(2)D/C:命令/数据。
(3)SCLK:同步时钟线。
(4)RST:TFTLCD硬复位。
(5)SDA:数据线,写入数据。
(6)LEDK:LCD液晶屏背光灯。
(7)SPI:全双工同步串行通信;4线---3线 (少一根数据线);CS----片选---选中器件;MOSI ---主机输出从机输入;MISO---主机输入从机输出;SCLK ---时钟线。
3、LCD重要参数
(1)帧:显示屏显示一副完整的画面即为一帧。视频是由一帧一帧连贯的画面组成,视频之所以看起来流畅是因为一帧切换到下一帧连贯的画面时间很短。当你把图片快速的播放,就得到动图。一个图片就是一帧 帧率:FPS 20帧/s 30 60 90 处理数据多,手机发烫
(2)像素:是由图像和元素两个字母组成。是构成数字图像的最小单位。若把数字图像放大数倍,就会发现数字图像其实是由许多色彩相近的小方格所组成,这些小方格点就是“像素”。数码相机:像素点越多就越清晰。
(3)分辨率:屏幕上能显示的像素点的个数,对于显示器分辨率是指显示器所能显示点数的多少,包括水平分辨率和垂直分辨率。对于TFT-LCD显示器来说,像素的数目和分辨率在数值上是相等的,都等于屏幕上横向和纵向点个数的乘积。
屏幕虽然一样大,但是能显示的像素点个数不一样。图像修复,老电影修复
(4)颜色位深:表示RGB颜色的二进制位数。常见的有16BPP,24BPP。
一个像素点所RGB颜色的二进制位数。
驱动器讲数据发送:数据接收由驱动IC决定 RGB888---24位 RGB565--16位
1BPP -->一个像素点只占一个二进制位。一个位只有1 0,--〉两种颜色。
16BPP -> 一个像素点只占十六个二进制位 --〉RGB565,一个像素点能表现出65535种颜色
R (RED)占5个位,G (GREEN) 占6个位,B (BLUE) 占5个位
0x6A5E04
RGB888:01101010 01011110 00000100
01101010>>3 01011110>>2 00000100>>3
01101 010111 00000
- 0 1 0000 =0X6AE0
四、代码获取和移植
1、代码获取链接:https://pan.baidu.com/s/11LWz2XYFWWS--t03Un0xhA 提取码 8888
2、移植:在自己的工程文件下新建一个文件夹,将对应的LCD代码复制过去
注意事项:本文涉及的代码是以1.3寸的LCD屏幕进行测试和移植的,如果需要其他尺寸的LCD屏幕代码,可到中景园电子官方网站查看并下载,或者其他网站那个均可。作者常用的是中景园电子、正点原子等官网。
注意:本人所写文章内容均用于记录自己在学习嵌入式的成长过程!!!!!