一、lcd顯示器
1、lcd簡介
lcd(liquid crystal display),即液晶顯示器,是一種採用液晶控制透光度技術來實現色彩的顯示器,tft(thin film
transistor,薄膜電晶體)是目前最為主流的液晶顯示型別;
2、lcd的介面
cpu或顯示卡發出的影象資料是ttl訊號(0—5v,0—3.3v,0—2.5v,或0—1.8v),lcd本身接收的也是ttl訊號。但是ttl信
號在高速率的長距離傳輸時效能不佳,抗干擾能力也較差,後來提出了多種介面,它們實際上只是將cpu或顯示卡發出的ttl訊號編
碼成各種訊號以便傳輸,lcd將接收到的訊號進行解碼得到ttl訊號;
市場上大多lcd都採用模擬訊號介面,lcd需要先通過adc將模擬訊號轉換為數碼訊號才能顯示;
對於tftlcd,其主要訊號如下:
vsync——垂直同步訊號
hsync——水平同步訊號
vclk——畫素時鐘訊號
lend——行結束訊號
pwren——電源開關訊號
二、s3c2410 lcd控制器介紹
1、s3c2410 lcd控制器用來向lcd傳輸影象資料,提供必要的控制訊號,支援tftlcd,其特性如下:
(1)支援單色、4級灰度、16級灰度、256色的調色盤顯示模式;
(2)支援64k和16m色非調色盤顯示模式;
(3)支援解析度為640*480、320*240及其他多種規格的lcd;
(4)虛擬螢幕最大可達4mb;
2、s3c2410 lcd控制器的內部結構
(1)regbank:lcd控制器的暫存器組,含17個暫存器及一塊256*16的調色盤記憶體;
(2)lcdcdma:lcd控制器專用的dma通道,可以自動地從系統匯流排上取到影象資料,這使得顯示影象時不需要cpu的干涉;
(3)vidprcs:將lcdcdma中的資料組合成特定的格式,然後從vd【23:0】傳送給lcd屏;
(4)timegen:負責產生lcd屏所需要的控制時序,例如vsync、hsync、vclk、vden等,然後從video mux送給lcd屏;
(5)lcdcdma有兩個fifo:fifoh容量為16個字(64位元組),fifol容量為12個字(48個位元組),當fifo為空或者其中的資料已經減少到設定的閥值時,lcdcdma自動地發起dma傳輸從記憶體中獲得影象資料;
三、顯示器上資料的組織格式:
1、一幅影象稱為一幀(frame)
2、每幀由多行組成
3、每行由多個畫素組成
4、每個畫素的顏色使用若干位的資料來表示
對於單色顯示器,每個畫素使用1位來表示,稱為1bpp;
對於256色顯示器,每個畫素使用8位來表示,稱為8bpp
5、顯示器從螢幕的左上方開始,一行一行地取得每個畫素的資料並顯示出來,當顯示到一行的最右邊時,跳到下一行的最左邊開始顯示下一行;
6、當顯示完所有行後,跳到左上方開始下一幀;
7、使用hsync、vsync訊號來控制掃瞄路線的跳轉
每個vsync訊號表示一幀資料的開始
每個hsync訊號表示一行資料的開始
每個vclk訊號表示正在傳輸乙個畫素的資料
8、vsync訊號出現的頻率表示一秒鐘內能顯示多少幀影象,稱為「顯示器的頻率」;
9、有效資料的行數、列數,即解析度,它與vsync、hsync訊號之間的「距離」等都是可以設定的;
10、vspw、vfpd、vbpd、lineval、hbpd、hfpd、hspw和hozval說明;
vspw(vertical sync pulse width)----垂直同步脈衝寬度
vfpd(vertical front porch )----垂直同步訊號前肩
vbpd(vertical back porch )----垂直同步訊號後肩
hbpd(horizontal sync pulse width)----水平同步脈衝寬度
hfpd(horizontalfront porch)----水平同步訊號前肩
hspw(horizontal back porch)----水平同步訊號後肩
lineval----垂直顯示尺寸
hozval----水平顯示尺寸
hbpd、hfpd和hspw的單位是乙個vclk的時間,而vspw、vfpd和vbpd的單位是掃瞄一行所用的時間。在s3c2410中,所有的這些訊號 (vspw、 vfpd、vbpd、lineval、hbpd、hfpd、hspw和hozval)都是實際值減1的結果。
11、行頻(hsf
)和場頻(
vsf)
hsf=vclk
÷[(hspw+1)
+(hspd+1)
+(hfpd+1)
+(hozval
+1)]
vsf=hsf÷[(vspw+1)+(vbpd+1)+(vfpd+1)+(lineval+1)]
四、tft lcd 的操作時序
1、幀的傳輸過程
vsync訊號有效時,表示一幀資料的開始,訊號寬度為 (vspw + 1)個hsync訊號週期,即(vspw + 1)個無效行;
vsync訊號脈衝之後,總共還要經過(vbpd + 1)個hsync訊號週期,有效的行資料才出現;
所以,在vsync訊號有效之後,還要經過(vspw + 1 + vbpd + 1)個無效的行;
隨即發出(lineval + 1)行的有效資料;
最後是(vfpd + 1)個無效的行;
這樣就結束了一幀的資料傳輸,緊接著就是下乙個幀的資料了;
2、行中畫素資料的傳輸過程
hsync訊號有效時,表示一行資料的開始,訊號寬度為(hspw + 1)個vclk訊號週期,即(hspw + 1)個無效畫素;
hsync訊號脈衝之後,還要經過(hbpd + 1)個vclk訊號週期,有效的畫素資料才出現;
隨後發出(hozval + 1)個畫素的有效資料;
最後是(hfpd + 1)個無效的畫素;
這樣就結束了一行的資料傳輸,緊接著就是下一行的資料了;
3、vclk作為時序圖的基準訊號,它的頻率計算可以如下計算:
vclk(hz) = hclk / [ (clkval + 1) * 2]
4、將vsync、hsync、vclk等訊號的時間引數設定好之後,並將幀記憶體的位址告訴lcd控制器,它即可自動地發起dma傳輸從幀記憶體中得到影象資料,最終在上述訊號的控制下出現在資料匯流排vd【23:0】上;
使用者只需要把要顯示的影象資料寫入幀記憶體中。
五、顏色組成
1、顯示器上每個畫素的顏色由3部分組成:紅、藍、綠
這三者的混合幾乎可以表示人眼所能識別的所有顏色;
可以根據顏色的濃烈程度將三原色都分為256個等級(0—255);
使用255級的紅色,255級的藍色、255級的綠色組合成白色;
使用0級的紅色、0級的藍色、0級的綠色組合成黑色;
2、lcd控制器支援單色、4級灰度、6級灰度、256色的調色盤顯示模式;
64k、16m的非調色盤顯示模式;
16m(24bpp)色的顯示模式
用24位的資料來表示乙個畫素的顏色,每種顏色使用8位
lcd控制器從記憶體中獲得某個畫素的24為顏色值後,直接通過vd【24:0】資料線傳送給lcd;
在記憶體中,使用4個位元組(32位)來表示乙個畫素,其中的3個位元組從高到低分別表示紅、綠、藍,剩餘的1個位元組無效;
用最低位元組還是最高位元組無效,這是可以選擇的;
64k(16bpp)色的顯示模式
用16位的資料來表示乙個畫素的顏色;
格式又分為兩種:
5:6:5 ——使用5位來表示紅色,6位表示綠色,5位表示藍色 ;
5:5:5:1——分別使用5位來表示紅、綠、藍,最後一位表示透明度;
乙個四位元組可以表示兩個16bpp的畫素,使用高2位元組還是低2位元組來表示第乙個畫素,這也是可以選擇的;
256(8bpp)色顯示模式
使用了調色盤,是一塊256*16的記憶體,使用16bpp的格式來表示8bpp顯示模式下各個索引值的顏色;
使用8位的資料來表示乙個畫素的顏色在調色盤中的索引值;
最終出現在lcd資料匯流排上的仍是16bpp的資料;
1個4位元組可以表示4個8bpp的畫素,位元組與畫素的對應順序是可以選擇的;
LCD基礎及S3C2410 LCD控制器
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