嵌入式 液晶显示实验

1、昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告（ 学年 第 2 学期 ）课程名称：嵌入式技术及应用 开课实验室：信自楼 年月日专业、年级、班学号姓名成绩实验项目名称液晶显示实验指导教师万小容教师评语该同学是否了解实验原理：A.了解B.基本了解C.不了解该同学的实验能力：A.强 B.中等 C.差 该同学的实验是否达到要求：A.达到B.基本达到C.未达到实验报告是否规范：A.规范B.基本规范C.不规范实验过程是否详细记录：A.详细B.一般 C.没有 教师签名： 年 月 日一、 实验目的及内容1)掌握S3C44B0X处理器的LCD控制器的使用。通过实验掌握液晶显示文本和图形的方法以及程序设计。2)单步

2、调试，截图并用文字说明。3)要有实验总结。二、 实验原理及基本技术路线图（方框原理图或程序流程图）1. 液晶显示屏（LCD，Liquid Crystal Display）主要用于显示文本及图形信息。它具有重量轻、体积小、耗电量低、无辐射、平面直角显示以及影像稳定不闪烁等特点，因此在许多电子应用系统中，常使用液晶屏作为人机界面，而且已广泛应用于各类显示器件上。主要类型及性能参数液晶显示按显示原理分为STN和TFT两种：(1) STN(Super Twisted Nematic，超扭曲向列 )液晶显示屏STN液晶显示器与液晶材料、光线的干涉现象有关，显示的色调以淡绿色与橘色为主。STN液晶显示器中

3、，使用X、Y轴交叉的单纯电极驱动方式，水平方向驱动电压控制显示部分的亮或暗，垂直方向的电极则负责驱动液晶分子的显示。(2) TFT（Thin Film Transistor，薄膜晶体管）彩色液晶屏 随着液晶显示技术的不断发展和进步， TFT液晶显示屏被广泛用于制作成电脑中的液晶显示设备。 TFT液晶显示屏既可在笔记本电脑上应用（现在大多数笔记本电脑都使用TFT显示屏），也常用于主流台式显示器。(3) 液晶显示屏主参数使用液晶显示屏时主要考虑的参数有外形尺寸、分辨率、点宽、色彩模式等。 2、S3C44B0X LCD控制器 S3C44B0X处理器集成了LCD控制器，支持4位单扫描、4位双扫描和8位

4、单扫描工作方式。处理器使用内部RAM区作为显示缓存，并支持屏幕水平和垂直滚动显示。数据的传送采用DMA方式，以达到最小的延迟。支持单色液晶、4级或16级灰度、256色彩色液晶（STN液晶） LCD控制器主要提供液晶屏显示数据的传送、时钟和各种信号的产生与控制功能。S3C44B0X处理器的LCD控制器主要部分框图如下图所示：System Bus寄存器控制信号产生电路 VCLKVLINE VFRAME VM传送控寄存器控制 32/ VD3:0 32/ 32/ VD7:4图3-5 S3C44B0X处理器LCD控制器框图1) LCD控制器接口 S3C44B0X LCD控制器接口如下表所列： 符号说明功

5、能VCLK 刷新脉冲为数据传送提供时钟信号（低于16.5MHz） VLINE 水平同步脉冲提供行信号，即行频率 VFRAME 帧同步信号帧显示控制信号，显示完整帧后有效 VM 交流控制电压极性的改变控制液晶分子的显示 VD3:0 数据线数据输入，双扫描时的高4位数据输入VD7:4 数据线数据输入，双扫描时的低4位数据输入(2) S3C44B0X支持的扫描模式：a) 4位单扫描显示控制器扫描线从左上角位置进行数据显示。显示数据从VD3：0获得；彩色液晶屏数据位代表RGB色。b) 4位双扫描显示控制器分别使用两个扫描线进行数据显示。显示数据从VD3：0获得高扫描数据；从VD7：4获得低扫描数据；彩

6、色液晶屏数据位代表RGB色 。c) 8位单扫描：显示控制器扫描线从左上角位置进行数据显示。显示数据从VD7：0获得；彩色液晶屏数据位代表RGB色 。3) 数据的存放与显示 液晶控制器传送的数据表示了一个像素的属性：4级灰度屏用2个数据位，16级灰度屏用4个数据位，RGB彩色液晶屏使用8个数据位（R7:5、G4:2、B1:0）。 4) LCD控制器寄存器S3C44B0X LCD包含的可编程控制寄存器内存地址读/写说 明LCDCON1 0x01F00000 R/W LCD控制寄存器1 工作信号控制寄存器LCDCON2 0x01F00004 R/W LCD控制寄存器2 液晶屏水平/垂直尺寸定义LCD

7、CON3 0x01F00040 R/W LCD控制寄存器3 自测试设定，只用到最低位LCDSADDR1 0x01F00008 R/W 高位帧缓存地址寄存器1液晶类型和扫描模式定义LCDSADDR2 0x01F0000C R/W 高位帧缓存地址寄存器2设定显示缓存区信息LCDSADDR3 0x01F00010 R/W 高位帧缓存地址寄存器3设定虚屏偏址和页面宽度REDLUT 0x01F00014 R/W 红色定义寄存器定义8组红色数据查找表GREENLUT 0x01F00018 R/W 绿色定义寄存器定义8组绿色数据查找表BLUELUT 0x01F0001C R/W 蓝色定义寄存器定义8组蓝色数

8、据查找表DP1_2 0x01F00020 R/W 1/2抖动设定推荐使用0xA5A5 DP4_7 0x01F00024 R/W 4/7抖动设定推荐使用0xBA5DA65 DP3_5 0x01F00028 R/W 3/5抖动设定推荐使用0xA5A5F DP2_3 0x01F0002C R/W 2/3抖动设定推荐使用0xD6B DP5_7 0x01F00030 R/W 5/7抖动设定推荐使用0xEB7B5ED DP3_4 0x01F00034 R/W 3/4抖动设定推荐使用0x7DBE DP4_5 0x01F00038 R/W 4/5抖动设定推荐使用0x7EBDF DP6_7 0x01F0003C

9、 R/W 6/7抖动设定推荐使用0x&FDFBFE DITHMODE 0x01F00044 R/W 抖动模式寄存器推荐使用0x12210或0x0 5) LCD控制器主要参数设定 正确使用S3C44B0X LCD控制器，必须设置控制器所有18个寄存器。控制器信号VFRME、VCLK、VLINE和VM要求配置控制寄存器LCDCON1/2；液晶显示屏的显示与控制以及数据的存取控制，则要求配置其他相关寄存器。三、所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等或使用软件） PC一台（WinXP）、Embest IDE 2003集成开发环境、Embest S3CEV40。四、实验过程原始记录( 测试数据、

10、图表、计算等) 1、配置基本设置:对以上截图解析：I/O口LCD功能设置:通常采用S3C44B0X的PC口和PD口作为LCD驱动接口，因此需要设置PC和PD工作在第3功能状态，设置I/O口控制寄存器的语句如下：rPCONC = 0x0f00ffff;rPCOND= 0xaaaa; PCONC 的PC7、PC6、PC5、PC4的值都为11，使得PDATAC的PC4、PC5、PC6、PC7作为LCD点象素数据输出端口。PCOND的PC7、PC6、PC5、PC4、PC3、PC2、PC1、PC0，使得PDATAD的PC7、PC6、PC5、PC4对应LCD模块的VFRAME、LINE、VCLK、VM信号

11、。如下截图： 3、控制寄存器设置 S3C44B0X包括一个LCD控制器时序发生器TIMEGEN，由它来产生VFRAM, VLINE, VCLK和VM控制时序。这些控制信号由寄存器LCDCON1和LCDCON2进行配置。通过对寄存器中配置项目的设置，TIMEGEN就可以产生适应于各种LCD屏的控制信号了。 VFRAME和VLINE脉冲的产生通过对LCDCON2寄存器的HOZVAL和LINEVAL域进行配置来完成。每个域都与LCD的尺寸和显示模式有关。HOZVAL和LINEVAL可以通过下式计算出来：HOZVAL = (显示宽度/VD数据线的位数) -1;在彩色模式下：显示宽度= 3×每

12、行的像素点数目例如对于我们采用的LCD，HOZVAL= (320×3/8)-1LINEVAL = (显示宽度)-1;在单扫描显示类型下。LINEVAL = (显示宽度/2)-1;在双扫描显示类型下。例如对于我们采用的LCD，LINEVAL = 240-1 VCLK信号的频率可以通过LCDCON1寄存器的CLKVAL域来确定。它们存在以下关系： VCLK(Hz) = MCLK/ (CLKVAL×2)其中：LCDCON1：DISMODE6:5 值为 10，设置8位单扫描模式。LCDSADDR1：MODESEL28:27 值为10，设置16级灰度模式。rDP1_2、rDP4_7等

13、为抖动寄存器。原本需要8个位来传输显示彩色的数据，通过抖动算法，使用3个位就可以了。 4、显示ASSII字符、汉字字符、画矩形框 画第一个矩形框： 画第一条线：Lcd_DrawHLine(10, 40, 310, Green, 1)液晶显示结果：五、实验结果、分析和结论（误差分析与数据处理、成果总结等。其中，绘制曲线图时必须用计算纸或程序运行结果、改进、收获）通过本次实验我初步掌握液晶屏的使用及其电路设计方法及对S3C44B0X处理器的LCD控制器的使用。对液晶显示文本和图形的方法以及程序设计也有了一定的认识和了解。在实验过程中，首先准备实验环境。使用Embest仿真器连接目标板，使用Embe

14、st S3CEV40实验板附带的串口线连接实验板上的UART0和PC机的串口。然后在PC机上运行windows自带的超级终端串口通信程序（波特率115200b/s、1位停止位、无校验位、无硬件流控制）；或者使用其它串口通信程序。并使用EmbestIDE通过Embest仿真器连接实验板，打开实验例程目录下BMP_Display子目录下的BMP_Display.ews例程，编译链接通过后连接目标板，下载并运行它。在PC上观察超级终端程序主窗口，可以看到如下界面：Please press one key on keyboard and look at LED .Embest 44B0X Evaluation Board(S3CEV40)LCD display T