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LCD硬件操作原理详解

  发布于2025-05-16 阅读(0)

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本文参考自百问网-韦东山驱动大全,旨在探讨当前手机中常见的LCD屏幕。

LCD与OLED的区别

关于LCD和OLED的区别,可以参考以下链接:

https://www.zhihu.com/question/22263252/answer/410201820

不同接口的LCD硬件操作原理

应用工程师眼中的LCD

LCD由一个个像素组成,每行有xres个像素,共有yres行,其分辨率为xres * yres。

LCD 硬件操作原理

只要我们能够控制任意一个像素的颜色,就可以在LCD上绘制文字和图片。

像素的颜色表示

像素的颜色通常用红绿蓝三色来表示,可以使用24位数据或16位数据等格式:

  • bpp:bits per pixel,每个像素用多少位来表示。
  • 24bpp:实际上使用32位,其中8位未使用,其余24位分别用8位表示红(R)、绿(G)、蓝(B)。
  • 16bpp:有rgb565和rgb555两种格式。
    • rgb565:用5位表示红、6位表示绿、5位表示蓝。
    • rgb555:16位数据中用5位表示红、5位表示绿、5位表示蓝,浪费1位。

LCD 硬件操作原理

颜色数据的传输

假设每个像素的颜色用16位来表示,那么一个LCD的所有像素点需要的内存为:xres yres 16 / 8。这块内存称为framebuffer:

  • Framebuffer中每块数据对应一个像素。
  • 每块数据的大小可能是16位、32位,这取决于LCD上像素的颜色格式。
  • 设置好LCD硬件后,只需将颜色数据写入Framebuffer即可。

LCD 硬件操作原理

驱动工程师眼中的LCD

统一的LCD硬件模型

LCD 硬件操作原理

MCU常用的8080接口LCD模组

单片机性能较弱,通常外接一个统一的模组。模组包括Framebuffer、LCD控制器和LCD屏幕。

单片机和模组间的接口包括CS片选信号、RD读、WR写、data bus、cmd/data标记线。标记线用于区分data bus上传输的是数据还是命令。

LCD 硬件操作原理

这种方法的限制是屏幕像素不能太大,因为模组的Framebuffer是SRAM,成本较高,不适合做太大。

MPU常用的TFT RGB接口

嵌入式Linux通常使用TFT RGB接口,内存和LCD控制器集成在SoC内,外部连接一个LCD屏幕。

信号线包括DCLK、RGB数据线、HSYNC、VSYNC、DE:

1、横向移动像素点:DCLK
2、从最右移动到下一行最左:HSYNC
3、从右下角移动到左上角:VSYNC
4、RGB 是数据线
5、DE:data enable

LCD 硬件操作原理

MIPI标准

MIPI表示Mobile Industry Processor Interface,即移动产业处理器接口,是由MIPI联盟发起,为移动应用处理器制定的开放标准和规范。主要用于手机内部接口的标准化,以减少接口复杂性并增加设计的灵活性。

对于LCD,MIPI接口可以分为三类:

  • MIPI-DBI (Display Bus Interface):总线接口,既能发送数据,也能发送命令,常用的8080接口属于DBI接口。
    • Type B (i-80 system), 8-/9-/16-/18-/24-bit bus
    • Type C (Serial data transfer interface, 3/4-line SPI)
  • MIPI-DPI (Display Pixel Interface):像素接口,强调操作单个像素。
    • Supports 24 bit/pixel (R: 8-bit, G: 8-bit, B: 8-bit)
    • Supports 18 bit/pixel (R: 6-bit, G: 6-bit, B: 6-bit)
    • Supports 16 bit/pixel (R: 5-bit, G: 6-bit, B: 5-bit)
  • MIPI-DSI (Display Serial Interface):串行接口,相较于DBI和DPI,DSI需要的接口线大为减少。
    • Supports one data lane/maximum speed 500Mbps
    • Supports DSI version 1.01
    • Supports D-PHY version 1.00

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