第10章S3C44B0_S3C2410_2440通信与LCD接口技术(2).ppt

Click to edit Master text styles,Second level,*,TM,Click to Edit Master Title Style,*,配套教材：,ARM,嵌入式系统结构与编程,，第,2,版,邱铁 编著，清华大学出版社，,2013.8,E_mail:openembed,ARM,嵌入式系统结构与编程,第,10,章,S3C44B0/S3C2410/S3C2440,通信与,LCD,接口技术,本章基于嵌入式微控制器,S3C44B0X,和,S3C2410/S3C2440,，介绍了通用异步收发器（,UART,）、,I2C,总线的通信原理和,S3C44B0X/S3C2410/S3C2440,的用作图形界面接口的,LCD,控制器，每种功能部件都列出了相应的典型开发实例。,内容提要,10,1 S3C44B0/S3C2410/S3C2440 UART,10,2 S3C44B0/S3C2410/S3C2440 I2C,总线接口,10,3 S3C44B0/S3C2410/S3C2440 LCD,控制器,10,3 S3C44B0/S3C2410/S3C2440 LCD,控制器,在嵌入式设备中，图形界面信息的显示离不开显示器，嵌入式产品由于体积和功耗的限制，大多采用,LCD,（,Liquid Crystal Display,）液晶显示器。,LCD,工作原理示意图,1.LCD,工作原理,LCD,显示器核心结构是由两块玻璃基板中间充斥着运动的液晶分子。,信号电压直接控制薄膜晶体的开关状态，再利用晶体管控制液晶分子，液晶分子具有明显地光学各向异性，能够调制来自背光灯管发射的光线，实现图像的显示。,2.LCD,的特点与分类,LCD,基本上分为无源阵列彩显,STN-LCD,（俗称伪彩显）和薄膜晶体管有源阵列彩显,TFT-LCD,（俗称真彩显）。,STN,（,Super Twisted Nematic,）,屏幕，又称为超扭曲向列型液晶显示屏幕。在传统单色液晶显示器上加入了彩色滤光片，并将单色显示矩阵中的每一像素分成三个像素，分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，以此达到显示彩色的作用，颜色以淡绿色和橘色为主。,TFT,（,Thin Film Transistor,）,即薄膜场效应晶体管显示屏，它的每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来控制，使每个像素都能保持一定电压，从而可以大大提高反应时间，一般,TFT,屏可视角度大，一般可达到,130,度左右，主要应用在高端显示产品。,10,3,2 S3C44B0/S3C2410/S3C2440 LCD,控制器模块,在,S3C44B0,和,S3C2410/S3C2440,内部集成了,LCD,控制器，其逻辑功能是将,LCD,的图像数据从主存的视频缓冲区域传送到外部,LCD,设备。,S3C44B0 LCD,控制器：,支持彩色、灰度、单色,LCD,面板；,支持三种,LCD,显示模式：,4,位双扫描、,4,位单扫描、,8,位单扫描；支持单色、,4,级和,16,级灰度显示；支持,256,色的,STN,显示器面板；,支持多虚拟显示屏（支持硬件横向、纵向滚屏）；,支持系统主存作为显存；,专用的,DMA,传送支持，负责将存储在主存中的视频帧直接传送到,LCD,缓存中；,支持多分辨率：,640 x480,，,320 x240,，,160 x160,的实际显示器和最大,4096x1024,2048x2048,1024x4096,等的虚拟显示器；,支持低功耗模式（,SL_IDLE,模式）。,S3C2410/S3C2440 LCD,控制器：,支持,STN-LCD,显示器同,S3C44B0,TFT-LCD,显示器,:,支持,1,、,2,、,4,、,8,位色的调色板,TFT-LCD,显示；,支持,16,位、,24,位色的非调色板真彩显示，在,24,位色模式下最大支持,16M,显存；,支持多分辨率：,640 x480,，,320 x240,，,160 x160,的实际显示器和它支持最大,4MB,虚拟显存，在,16bit,色模式下最大支持,2048x1024,等的虚拟显示器；,1,外部接口信号,S3C44B0,的,LCD,外部接口信号：,VFRAME,该信号是,LCD,控制器和,LCD,驱动器之间的帧同步信号，它指示一个新的帧的开始。,VLINE,该信号是,LCD,控制器和,LCD,驱动器之间的行同步信号。当,VLINE,信号到来的时候，,LCD,控制器认为整个行线的数据被,LCD,驱动传送。,VCLK,该引脚是,LCD,控制器和,LCD,驱动器之间的像素时钟，,LCD,控制器在,VCLK,的上升沿传送数据，,LCD,驱动器在其下降沿对数据进行采样。,VM,是送给,LCD,驱动器的交流信号。,VM,信号被,LCD,驱动用来选择行列电压的极性以打开或关闭像素。,VD7:0,是,LCD,像素数据端口。,S3C2410/S3C2440,的,LCD,外部接口信号：,VFRAME/VSNYC/VSTV,帧同步信号（,STN,）,/,虚拟同步信号（,TFT,）,/SEC TFT,信号,VLINE/HSYNC/CPV,行同步脉冲信号（,STN,）,/,水平同步脉冲信号（,TFT,）,/SEC TFT,信号,VCLK/LCD_HCLK,像素时钟信号（,STN/TFT,）,/SEC TFT,信号,VD23:0LCD,像素数据信号（,STN/TFT/SEC TFT,）,VM/VDEN/TPLCD,驱动的交流偏置信号（,STN,）,/,数据使能信号（,TFT,）,/SEC TFT,信号,LEND/STH,行结束信号（,TFT,）,/SEC TFT,信号,LCD_PWRENLCD,电源控制使能信号,LCDVF0SEC TFT,信号,OE,LCDVF1SEC TFT,信号,REV,LCDVF2SEC TFT,信号,REVB,2,模块结构,S3C44B0 LCD,控制器逻辑框图,S3C2410/S3C2440 LCD,控制器逻辑框图,3.LCD,控制器的操作,(1),时钟产生器（,TIMEGEN,）,LCD,的分辨率和显示模式的配置由下面的公式表示：,(2)STN,显示操作,LCD,控制器支持彩色、灰度、单色的显示方式。,当需要使用灰度或彩色的显示模式时，需要通过基于时间的抖动算法和帧速率控制（,RFC,）方法模块，实现灰度或色彩的平滑过度。单色模式绕过了这两个模块。,S3C44B0,和,S3C2410/S3C2440,支持在彩色或灰度模式下不同映射的查找表，这种选择给了用户很大的灵活性。查找表允许用户选择不同的色彩或灰度级。,灰度模式操作,S3C44B0,和,S3C2410/S3C2440,支持两种灰度模式：,4,级灰度和,16,级灰度，使用查找表中的两个,bit,来选择不同的模式。这两个,bit,使用的是在彩色模式下的蓝色的查找表。,彩色模式操作,S3C44B0,的,LCD,控制器支持,256,色彩色模式，,S3C2410/S3C2440,支持,256,色和,4096,色彩色模式。,256,色模式下，采用,3,位红色、,3,位绿色、,2,位蓝色。在彩色模式下使用分离的查找表。,抖动模式和帧速率控制,在,STN-LCD,显示器（单色模式除外），数据必须经过抖动算法处理。抖动有两个函数：用于减少闪烁的基于时间的抖动算法和用来在,STN,面板上显示灰度和色阶的帧速率控制（,FRC,）算法。,抖动 占空因子示例见,教材,ARM,嵌入式系统结构与编程,表,10-18,单色,4,位双扫描,单色,4,位单扫描内存格式,灰度及彩色存储格式,256,色彩色模式数据格式,4096,色彩色模式数据格式,STN-LCD,的时序要求见,教材,ARM,嵌入式系统结构与编程,第,338,页图,10-25,（,3,）,TFT,显示操作,TIMEGEN,为,LCD,驱动产生控制信号，例如,VSYNC,、,HSYNC,、,VCLK,、,VDEN,和,LEND,信号。这些控制信号的产生高度依赖于在寄存器组中的,LCDCON1/2/3/4/5,寄存器的设置。,HOZVAL,和,LINEVAL,的设置取决于,LCD,面板的尺寸，使用的公式如下：,VCLK,信号的频率依赖于,LCDCON1,寄存器中的,CLKVAL,值的设定。,视频显示操作,像素在,LCD,面板上的分布,24bpp,显示方式数据构成,256,色调色板使用方法,S3C2410/S3C2440,的,TFT-LCD,控制器支持,256,色调色板模式。用户可以从,64K,种颜色中挑选,256,种颜色。,256,色调色板包含一个,256,（深度）,x 16bit,的,SPSRAM,，调色板支持,5:6:5,和,5:5:5:I,两种格式。,5:6:5,的显示格式,5:5:5:I,的显示格式,调色板数据格式分配,5:6:5,格式,调色板数据格式分配,5:6:5,格式,4,虚拟显示器（,STN/TFT,）,S3C44B0,和,S3C2410/S3C2440,支持硬件横向、纵向滚屏。如果使用滚屏，,LCDSADD1/2,寄存器中除了,PAGEWIDTH,和,OFFSIZE,的,LCDBASEU,和,LCDBASEL,需要被更改。存储图像的视频缓冲区在尺寸上需要大于,LCD,面板的尺寸。,虚拟屏幕滚屏,10,3,3 S3C44B0/S3C2410/S3C2440 LCD,控制器专用功能寄存器,1.LCD,控制寄存器,1,S3C44B0,的,LCDCON1,S3C2410/S3C2440,的,LCDCON1,LCD,控制寄存器,2,（,LCDCON2,）、,LCD,控制寄存器,3,（,LCDCON3,）、,LCD,控制寄存器,4,（,LCDCON4,）、,LCD,控制寄存器,5,（,LCDCON5,）控制信息,详情见,教材,ARM,嵌入式系统结构与编程,表,10-26,、表,10-27,、表,10-28,、表,10-29,、表,10-30,帧缓冲区起始地址寄存器,1,（,LCDADDR1,）、帧缓冲区起始地址寄存器,2,（,LCDADDR2,）、帧缓冲区起始地址寄存器,3,（,LCDADDR3,）,详情见,教材,ARM,嵌入式系统结构与编程,表,10-31,、表,10-32,、表,10-33,9.,红色查找表寄存器,9.,绿色查找表寄存器,10.,蓝色查找表寄存器,抖动样式寄存器、抖动模式寄存器,DITHMODE,、,LCD,中断请求寄存器（,LCDINTPND,）、,LCD,中断源请求寄存器（,LCDSRCPND,）、,LCD,中断屏蔽寄存器（,LCDINTMSK,）、,LPC3600,控制寄存器（,LPCSEL,）,详情见,教材,ARM,嵌入式系统结构与编程,表,10-37,、表,10-38,、表,10-39,、表,10-40,、表,10-41,、表,10-42,、表,10-43,10,3,4 S3C44B0/S3C2410/S3C2440 LCD,控制器设计实例,1,LCD,控制器接口设计,2.,软件设计,LCD,软件主要包括以下功能：,LCD,初始化、画点、画直线、画圆、画椭圆等。程序的主要源代码详情见,教材,ARM,嵌入式系统结构与编程,第,354,页。,思考与练习题,采用,FIFO,的方式进行,UART,的发送和接收，应如何对,UART,进行初始化，发送和接收程序应如何编写？,I2C,总线有几条通信线，如何确定其地址格式？,CAT24WC04,是基于,I2C,总线的,4K,位的,E2PROM,芯片，请阅读,CAT24WC04,器件手册，分析其接口原理，并利用,S3C44B0,的,I2C,接口，扩展两片,CAT24WC04,。,TFT,和,STN,型的,LCD,各有哪些显示方式？,第,10,章,S3C44B0/S3C2410/S3C2440,通信与,LCD,接口技术,The End,