LCD显示控制器原理

---翁开胜LCD显示控制器原理Controllerprinciple1Controllermodule23Experiment4contentLCDintroductionLCDintroduction

LCD(LiquidCrystalDisplay)

，即液晶显示器。可分为被动矩阵式及主动矩阵式两种不同的控制方式。主动矩阵式也称TFT(ThinFilmTransistor)。

与CRT相比，LCD具有以下优点：

1.画面稳定，无闪烁感；2.环保，无电磁辐射；3.精确还原图像，无失真；4.体积小，节省空间；5.低功耗，节省电费；

一个完整的LCD图形显示系统由三部分组成：图形主机、LCD显示控制器和LCD显示器。主机发出的图象数据由显示控制器负责接收和储存，处理后生成一定时序信号传送给显示器；显示器按照显示控制器所发送的信号进行屏幕显示。

几个参数概念：分辨率:屏幕上能显示的象素点的个数。有水平分辨率和垂直分辨率两种；2.刷新率:每秒钟的屏幕刷新的次数，也叫帧频；3.颜色位深:表示RGB颜色的二进制位数，16位即高彩色，24位也叫真彩色。16位可显示２^16=64K种颜色。举例：一幅图片存储容量=分辨率X每像素所占存储容量如一幅640X480的16色深的图片容量为640×480×16Bit＝640×480×2Byte＝600KByte

………….Scanprocess水平扫描水平回扫垂直扫描垂直回扫

LCD显示控制器主要由时序发生模块、帧存控制模块、图像处理模块组成。如图1所示。

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时序发生模块用于产生与像素信息相对应的显示时序信息,保证图像显示的正确；★

帧存控制模块用于控制2个显存的“乒乓”切换；★

图像处理模块包括地址发生子模块,显存读取子模块和“调色板”颜色处理子模块,主要功能是对从显存读取的数据中提取出像素信息,处理后送TFT_LCD显示。Controllerprinciple图1LCD显示控制器原理图返回显存1显存2CPUCPU显示缓冲模块地址总线数据总线数模转换模块地址总线数据总线时序发生模块RGBCLKHSYNCVSYNCDELCDVGA显示控制器TiminggenerationmoduleVsync:场同步信号tWV

:场同步脉冲(宽度为2行)tHV

:场消隐前沿(13行)tVH

:场消隐后沿(30行)Hsync:行同步信号tWH

:行同步脉冲(96个DCLK)tHC

:行消隐前沿(19个DCLK)tCH

:行消隐后沿(45个DCLK)BLANK:复合消隐信号(行消隐信号和场消隐信号的逻辑与，有效显示区域为高电平，无效显示区域为低电平)图2VGA(640X480,60Hz)图像格式信号时序图Timingimplementation图3行同步状态机状态转移图VGA时序信号模块包括行点数计数器h_cnt、场行数计数器v_cnt、行同步产生状态机h_state和场同步产生状态机v_state等。行同步状态机有h_video，h_front，h_sync，h_back四种状态。658754Timingimplementation图5场同步状态机状态转移图场同步状态机有v_video，v_front，v_sync，v_back四种状态，它根据场行数计数器的计数值来进行状态翻转。

492494Framememorymodule帧存控制模块原理如图5所示。帧存控制模块实现2个显存的“乒乓”切换,当DSP向其中一个显存写显示信息时,由FPGA构成的帧存控制模块将另一个显存的控制权交给LCD显示控制器图像处理模块,反之亦然。DSP访问显存的地址总线与FPGA内LCD显示控制器图像处理模块的地址总线之间的切换通过多路选择器MUX实现,DSP的数据总线与LCD显示控制器图像处理模块的数据总线通过三态门挂在显存SRAM的数据总线上,2路数据总线的切换由切换信号SEL控制。图5帧存控制模块原理框图返回Imageprocessing

module地址发生子模块：提供一张涵盖LCD上每个像素点的访问地址的显存地址表。保证在LCD显示扫描时钟进行到某一像素点时,为显存读取模块提供该像素点的相应地址。同步时钟为D_CLK,触发信号为来自时序发生模块的D_EN。显示读取子模块：通过并行数据总线访问显存，对调色板子模块提供并行数据接口。同步时钟为D_CLK,触发信号为来自时序发生模块的D_EN。调色板子模块接收显存读取子模块送来的像素点信息,经过相应的转换等处理后,直接输出RGB数字视频信号至TFT-LCD显示