Существует множество типов интерфейсов для сенсорных экранов, и их классификация очень хороша.В основном это зависит от режима вождения и режима управления TFT-ЖК-экранами.В настоящее время обычно существует несколько режимов подключения цветных ЖК-дисплеев на мобильных телефонах: интерфейс MCU (также называемый интерфейсом MPU), интерфейс RGB, интерфейс SPI, интерфейс VSYNC, интерфейс MIPI, интерфейс MDDI, интерфейс DSI и т. д. Среди них только TFT-модуль имеет интерфейс RGB.
Интерфейс MCU и интерфейс RGB используются более широко.
Интерфейс микроконтроллера
Поскольку он в основном используется в области однокристальных микрокомпьютеров, он назван так.Позже он широко используется в мобильных телефонах бюджетного класса, и его главная особенность в том, что он дешев.Стандартным термином для интерфейса MCU-LCD является стандарт шины 8080, предложенный Intel, поэтому I80 используется для обозначения экрана MCU-LCD во многих документах.
8080 — это своего рода параллельный интерфейс, также известный как интерфейс шины данных DBI (интерфейс шины данных), интерфейс микропроцессора MPU, интерфейс MCU и интерфейс CPU, которые на самом деле являются одним и тем же.
Интерфейс 8080 разработан Intel и представляет собой параллельный асинхронный полудуплексный протокол связи.Он используется для внешнего расширения ОЗУ и ПЗУ, а затем применяется к интерфейсу ЖК-дисплея.
Для передачи битов данных предусмотрены 8 бит, 9 бит, 16 бит, 18 бит и 24 бита.То есть разрядность шины данных.
Обычно используются 8-битные, 16-битные и 24-битные.
Преимущество: управление простое и удобное, без тактового сигнала и сигнала синхронизации.
Недостаток: расходуется GRAM, поэтому большого экрана (выше 3,8) добиться сложно.
Для LCM с интерфейсом MCU его внутренний чип называется драйвером ЖК-дисплея.Основная функция — преобразовать данные/команды, отправленные главным компьютером, в данные RGB каждого пикселя и отобразить их на экране.Этот процесс не требует тактовой частоты точек, строк или кадров.
LCM: (ЖК-модуль) — это модуль ЖК-дисплея и жидкокристаллический модуль, который относится к сборке жидкокристаллических устройств отображения, разъемов, периферийных схем, таких как управление и привод, печатных плат, подсветки, структурных деталей и т. д.
GRAM: графическое ОЗУ, то есть регистр изображений, хранит информацию об изображении, которая будет отображаться в микросхеме ILI9325, которая управляет TFT-ЖК-дисплеем.
В дополнение к линии данных (в качестве примера приведены 16-битные данные), остальные четыре контакта — выбор чипа, чтение, запись и данные/команды.
Фактически, помимо этих выводов, на самом деле существует вывод сброса RST, который обычно сбрасывается с фиксированным номером 010.
Примерная схема интерфейса выглядит следующим образом:
Не все вышеперечисленные сигналы могут использоваться в конкретных схемах.Например, в некоторых схемотехнических приложениях для экономии портов ввода-вывода также можно напрямую подключать сигналы выбора и сброса микросхемы к фиксированному уровню, а не обрабатывать сигнал чтения RDX.
Из вышеизложенного стоит отметить: на ЖК-экран передаются не только Данные, но и Команды.На первый взгляд кажется, что ему нужно лишь передать на экран данные о цвете пикселей, а неквалифицированные новички часто игнорируют требования по передаче команд.
Поскольку так называемая связь с ЖК-экраном на самом деле связана с микросхемой управления драйвером ЖК-экрана, а цифровые микросхемы часто имеют различные регистры конфигурации (если только микросхема не имеет очень простых функций, таких как серия 74, 555 и т. д.), существует также чип направления.Необходимо отправить команды конфигурации.
Еще следует отметить: чипам драйверов ЖК-дисплеев, использующим параллельный интерфейс 8080, требуется встроенная GRAM (графическая память), которая может хранить данные как минимум одного экрана.По этой причине экранные модули, использующие этот интерфейс, обычно дороже, чем модули, использующие интерфейсы RGB, а ОЗУ по-прежнему стоит.
В общем: интерфейс 8080 передает команды управления и данные через параллельную шину и обновляет экран, обновляя данные в GRAM, которая поставляется с жидкокристаллическим модулем LCM.
TFT ЖК-экраны с интерфейсом RGB
TFT ЖК-экраны Интерфейс RGB, также известный как интерфейс DPI (Display Pixel Interface), также является параллельным интерфейсом, который использует обычную синхронизацию, тактовую частоту и сигнальные линии для передачи данных и должен использоваться с последовательной шиной SPI или IIC для передачи. команды управления.
В некоторой степени самая большая разница между ним и интерфейсом 8080 заключается в том, что линия данных и линия управления RGB-интерфейса TFT LCD-экранов разделены, а интерфейс 8080 мультиплексирован.
Еще одно отличие состоит в том, что, поскольку интерфейс RGB интерактивного дисплея непрерывно передает данные пикселей всего экрана, он может сам обновлять данные дисплея, поэтому GRAM больше не требуется, что значительно снижает стоимость LCM.Для интерактивных ЖК-модулей одинакового размера и разрешения интерфейс RGB сенсорного экрана обычного производителя намного дешевле, чем интерфейс 8080.
Причина, по которой режим RGB сенсорного экрана не нуждается в поддержке GRAM, заключается в том, что видеопамять RGB-LCD используется системной памятью, поэтому ее размер ограничен только размером системной памяти, так что RGB- ЖК можно сделать большего размера, например, сейчас 4,3" можно считать только начальным уровнем, тогда как 7" и 10" экраны в MID начинают широко использоваться.
Однако в начале проектирования MCU-LCD необходимо только учитывать, что память однокристального микрокомпьютера невелика, поэтому память встроена в модуль LCD.Затем программное обеспечение обновляет видеопамять с помощью специальных команд дисплея, поэтому экран MCU с сенсорным экраном часто невозможно сделать очень большим.При этом скорость обновления дисплея медленнее, чем у RGB-LCD.Также имеются различия в режимах передачи данных дисплея.
Сенсорному экрану RGB требуется только видеопамять для организации данных.После запуска дисплея LCD-DMA автоматически отправит данные из видеопамяти в LCM через интерфейс RGB.Но экран MCU должен отправить команду рисования для изменения ОЗУ внутри MCU (то есть ОЗУ экрана MCU не может быть записано напрямую).
Скорость отображения сенсорного экрана RGB явно выше, чем у MCU, а с точки зрения воспроизведения видео MCU-LCD также медленнее.
Для LCM интерфейса RGB сенсорного экрана выходными данными хоста являются данные RGB каждого пикселя напрямую, без преобразования (за исключением ГАММА-коррекции и т. д.).Для этого интерфейса на хосте требуется контроллер ЖК-дисплея для генерации данных RGB и сигналов точечной, линейной и кадровой синхронизации.
Большинство больших экранов используют режим RGB, а передача битов данных также делится на 16 бит, 18 бит и 24 бита.
Соединения обычно включают в себя: VSYNC, HSYNC, DOTCLK, CS, RESET, некоторым также требуется RS, а остальные — линии передачи данных.
Технология интерфейса интерактивного ЖК-дисплея по существу представляет собой сигнал TTL с точки зрения уровня.
Аппаратный интерфейс контроллера интерактивного ЖК-дисплея находится на уровне TTL, а аппаратный интерфейс интерактивного ЖК-дисплея также находится на уровне TTL.Таким образом, оба из них могли быть соединены напрямую, мобильные телефоны, планшеты и платы для разработки подключаются напрямую таким образом (обычно с помощью гибких кабелей).
Недостаток уровня TTL в том, что его нельзя передать слишком далеко.Если ЖК-экран находится слишком далеко от контроллера материнской платы (1 метр и более), его нельзя напрямую подключить к TTL, и требуется преобразование.
Существует два основных типа интерфейсов для цветных TFT ЖК-экранов:
1. Интерфейс TTL (цветной интерфейс RGB)
2. Интерфейс LVDS (пакет цветов RGB для передачи дифференциального сигнала).
Интерфейс TTL жидкокристаллического экрана в основном используется для небольших TFT-экранов размером менее 12,1 дюйма, с множеством линий интерфейса и коротким расстоянием передачи;
Интерфейс LVDS жидкокристаллического экрана в основном используется для TFT-экранов большого размера с диагональю более 8 дюймов.Интерфейс имеет большое расстояние передачи и небольшое количество линий.
Большой экран поддерживает больше режимов LVDS, а управляющие контакты — VSYNC, HSYNC, VDEN, VCLK.S3C2440 поддерживает до 24 контактов данных, причем это контакты VD[23-0].
Данные изображения, отправляемые процессором или видеокартой, представляют собой сигнал TTL (0–5 В, 0–3,3 В, 0–2,5 В или 0–1,8 В), а сам ЖК-дисплей получает сигнал TTL, поскольку сигнал TTL передается на высокой скорости и на большие расстояния. Временные характеристики плохие, а способность защиты от помех относительно плохая.Позже были предложены различные режимы передачи, такие как LVDS, TDMS, GVIF, P&D, DVI и DFP.Фактически, они просто кодируют сигнал TTL, отправленный процессором или видеокартой, в различные сигналы для передачи и декодируют полученный сигнал на стороне ЖК-дисплея, чтобы получить сигнал TTL.
Но независимо от того, какой режим передачи принят, основной сигнал TTL один и тот же.
SPI-интерфейс
Поскольку SPI представляет собой последовательную передачу, полоса пропускания передачи ограничена, и его можно использовать только для небольших экранов, обычно для экранов размером менее 2 дюймов, при использовании в качестве интерфейса ЖК-экрана.А из-за небольшого количества подключений программное управление сложнее.Так что используйте меньше.
MIPI-интерфейс
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) — это альянс, созданный ARM, Nokia, ST, TI и другими компаниями в 2003 году. Сложность и повышенная гибкость конструкции.В рамках MIPI Alliance существуют различные рабочие группы, которые определяют ряд стандартов внутренних интерфейсов мобильных телефонов, таких как интерфейс камеры CSI, интерфейс дисплея DSI, радиочастотный интерфейс DigRF, интерфейс микрофона/динамика SLIMbus и т. д. Преимущество единого стандарта интерфейса заключается в том, что производители мобильных телефонов могут гибко выбирать на рынке различные чипы и модули в соответствии со своими потребностями, что позволяет быстрее и удобнее менять дизайн и функции.
Полное имя интерфейса MIPI, используемого для ЖК-экрана, должно быть интерфейсом MIPI-DSI, а в некоторых документах его просто называют интерфейсом DSI (последовательный интерфейс дисплея).
DSI-совместимые периферийные устройства поддерживают два основных режима работы: командный режим и видеорежим.
Из этого видно, что интерфейс MIPI-DSI также одновременно имеет возможности передачи команд и данных и не нуждается в таких интерфейсах, как SPI, для передачи команд управления.
MDDI-интерфейс
Интерфейс MDDI (Mobile Display Digital Interface), предложенный Qualcomm в 2004 году, позволяет повысить надежность мобильных телефонов и снизить энергопотребление за счет сокращения соединений.Опираясь на долю рынка Qualcomm в области мобильных чипов, на самом деле это конкурентные отношения с вышеупомянутым интерфейсом MIPI.
Интерфейс MDDI основан на технологии дифференциальной передачи LVDS и поддерживает максимальную скорость передачи 3,2 Гбит/с.Сигнальные линии можно сократить до 6, что по-прежнему очень выгодно.
Видно, что интерфейсу MDDI по-прежнему необходимо использовать SPI или IIC для передачи команд управления, а он передает только сами данные.
Время публикации: 01 сентября 2023 г.