嵌入式--LCD常用接口介绍

た入场券 2022-11-05 10:58 258阅读 0赞

### 目录 ###

*  LCD 分类
 *  LCD常用接口模式介绍
 *   *  RGB模式
     *  SPI模式
     *  MDDI模式
     *  MIPI-DSI模式
     *  MCU模式
     *   *  8080
         *  6800
     *  VSYNC模式

LCD（Liquid Crystal Display）：又称液晶显示器。广泛应用于嵌入式、移动端、pc 端。

首先我们以传递的信号类型来区分主要有两大类:

*  模拟信号:
    
     *  VGA: Video Graphics Array
 *  数字信号
    
     *  TTL: Transistor Transisor Logic
     *  LVDS: Low Voltage Differential Signaling
     *  TMDS: Transition Minimized Differential Signal

# LCD 分类 #

如下：

*  按信号类型分为 TTL/LVDS/EDP/MIPI 几大类别
 *  按材质分类分为（针对 TFT-LCD） TFT-TN/TFT-IPS/TFT-VA。
 *  接口类型分为：RGB 模式、SPI 模式、MDDI 模式、VSYNC 模式、DSI 模式、MCU 模式等

LCD分类

信号类型

材质分类

接口类型

TTL-RGB

LVDS

EDP

MIPI

TFT-TN

TFT-IPS

TFT-VA

RGB模式

SPI模式

MDDI模式

VSYNC模式

DSI模式

MCU模式

8080-英特尔总线

6800-摩托罗拉总线

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>分类</th> 
   <th>类别</th> 
   <th align="left">说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>信号类型</td> 
   <td>TTL（RGB）</td> 
   <td align="left">TTL电平信号，属于并行接口，包含RGB信号、时钟和控制信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>信号类型</td> 
   <td>LVDS</td> 
   <td align="left">Low-Voltage Differential Signaling，低压差分信号技术</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>信号类型</td> 
   <td>EDP</td> 
   <td align="left">Embedded DisplayPort，适用于平板、笔记本电脑、一体机、未来高分辨率手机，传输速率比LVDS快</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>信号类型</td> 
   <td>MIPI</td> 
   <td align="left">Mobile Industry Processor Interface，移动产业处理接口，差分传输</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>材质</td> 
   <td>TFT-TN</td> 
   <td align="left">液晶分子排列和通电扭转方式不同，TN采用正性液晶</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>材质</td> 
   <td>TFT-IPS</td> 
   <td align="left">同等级IPS和VA材质屏的效果要优于TN材质的</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>材质</td> 
   <td>TFT-VA</td> 
   <td align="left">液晶分子排列和通电扭转方式不同，VA采用负性液晶</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>接口类型</td> 
   <td>RGB模式</td> 
   <td align="left">16/18/24位并行接口，一般还包括VSYNC，HSYNC，DOTCLK，CS，RST</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>接口类型</td> 
   <td>MDDI模式</td> 
   <td align="left">高通2004年提出的，连线</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>接口类型</td> 
   <td>VSYNC模式</td> 
   <td align="left">该模式是在MCU模式上加了一个VSYNC信号，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速率的动画显示</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>接口类型</td> 
   <td>DSI模式</td> 
   <td align="left">该模式串行的双向高速命令传输模式，连线有D0P，D0N，D1P，D1N，CLKP，CLKN</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>接口类型</td> 
   <td>MCU模式</td> 
   <td align="left">英特尔I8080和摩托罗拉M6800两种接口</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# LCD常用接口模式介绍 #

## RGB模式 ##

RGB 模式就是我们通过说的 RGB 屏，以 RGB（TTL 信号）并行数据线传输，广泛的应用于 5 寸及以上的 TFT-LCD 中。串并行：串行；引脚：RGB 数据+时钟+控制引脚；数据为：RGB565、RGB666、RGB888。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">引脚</th> 
   <th align="left">说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">R[0:x]</td> 
   <td align="left">RGB 的R信号5/6/8</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">G[0:x]</td> 
   <td align="left">RGB 的G信号5/6/8</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">B[0:x]</td> 
   <td align="left">RGB 的G信号5/6/8</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">CLK</td> 
   <td align="left">又称DotCLK信号，像素时钟信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">DE</td> 
   <td align="left">控制信号，数据有效性信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">HSYNC</td> 
   <td align="left">控制信号，行同步信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">VSYNC</td> 
   <td align="left">控制信号，帧同步信号</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## SPI模式 ##

标准SPI接口。也分为两类。SPI 控制信号 + RGB 数据线 和 SPI 控制/DATA。具体根据屏厂的手册。前者 spi 仅仅负责传输控制信号，后者 spi 传输控制和数据。

SPI由于受传输速率限制，如果直接通过 spi 传输数据，可以看到，其实屏无法做大特别大。

## MDDI模式 ##

高通公司 2004 年推出的接口。引脚包括 host\_data/strobe, client\_data/strobe 等。嵌入式中，一般用的不多。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

## MIPI-DSI模式 ##

MIPI-DSI 模式，即常说的 MIPI 屏。差分信号。适用于高速场合。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

## MCU模式 ##

MCU 模式 即我们常说的 MCU 屏，其标准名称是 I80（I8080），因广泛应用于单片机领域而得名。当然也有 M6800（摩托罗拉 6800）

*  优点：控制简单，无需时钟同步。缺点：受限于内部 GRAM，很难做到大屏（3.8 以上）。显示速率慢，需要通过控制命令来刷新显示。

### 8080 ###

I8080，又叫因特尔总线，是 MCU 模式中常用得一种总线，由数据总线和控制总线两部分组成。控制引脚如下：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">引脚</th> 
   <th align="left">说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">CS</td> 
   <td align="left">片选信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">RD</td> 
   <td align="left">读控制，低使能</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">WR</td> 
   <td align="left">写控制，高使能</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">DC (RS)</td> 
   <td align="left">数据/命令控制，低数据，高命令</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">RST</td> 
   <td align="left">复位信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Data[0:x]</td> 
   <td align="left">数据总线，支持8/9/16/18/24bit，最常用的是8位</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

### 6800 ###

M6800，也叫摩托罗拉总线，其设计思想和与 I8080 一致。主要区别在于该模式下的读写控制位在一个 WR 引脚上，同时增加了一个锁存信号（E）。控制引脚如下：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">引脚</th> 
   <th align="left">说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">CS</td> 
   <td align="left">片选信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">R/W</td> 
   <td align="left">读写控制，低写，高读</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">E</td> 
   <td align="left">锁存信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">DC (RS)</td> 
   <td align="left">数据/命令控制，低数据，高命令</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">RST</td> 
   <td align="left">复位信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Data[0:x]</td> 
   <td align="left">数据总线，支持8/9/16/18/24bit，最常用的是8位</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

时序图：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]

## VSYNC模式 ##

该模式在 MCU 模式基础上加上了一个 VSYNC 信号，应用于动画更新。在这种模式下，内部的显示操作和外部 VSYNC 同步，可以实现比内部操作更高速率的动画显示。但是该模式对速率有限制，那就是对内部 SRAM 写速率一点要大于读 SRAM 的速率。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">引脚</th> 
   <th align="left">说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">VSYNC</td> 
   <td align="left"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">CS</td> 
   <td align="left">片选信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">RD</td> 
   <td align="left">读控制，低使能</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">WR</td> 
   <td align="left">写控制，高使能</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">DC (RS)</td> 
   <td align="left">数据/命令控制，低数据，高命令</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">RST</td> 
   <td align="left">复位信号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Data[0:x]</td> 
   <td align="left">数据总线，支持8/9/16/18/24bit，最常用的是8位</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221023/5aef7e20b13740e683ff10934d28c424.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221023/5c1a8af5e4fa48fcb13bdffabfb126e4.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221023/fbc9d651efda4bdcbaa6845db3576bdc.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: /images/20221023/afe22e95edb44856b5e1f8e3c47f7f75.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]: /images/20221023/1418a26f45fc4e54bb4d064a4a9e4969.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI4ODc3MTI1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]: /images/20221023/08edb46fcf6c4ecf93abbf21a1c089a8.png