Introduzione all'interfaccia LCD e CTP

Per ulteriori informazioni sugli LCD, consultare il nostro Nozioni di base sull'LCD pagina di esercitazione.

 

Esistono diversi modi per collegare l'MCU (Microcontroller Unit) o ​​la MPU (Microprocesser Unit) o ​​la CPU (Central Processing Unit) con l'LCD.

Fig. 1 Collegamento tra MCU e LCD

 

Forma d'onda di guida LCD

Il display LCD non può essere pilotato con DC (corrente continua), deve essere pilotato con AC (corrente alternativa) e la corrente complessiva deve essere ZERO. In caso contrario, il materiale a cristalli liquidi verrà danneggiato prima o poi.

Fig. 2 Forma d'onda di pilotaggio LCD

 

Controller LCD contro driver

  • Esistono due tipi di driver IC, driver comuni e driver di segmento. I driver comuni emettono segnali per creare righe o numeri di righe. I driver di segmento emettono i segnali necessari per creare i caratteri o le colonne.
  • Il controller IC riceve i dati scritti in codice ASCII o JIS dalla MPU e li memorizza nella RAM. Questi dati vengono quindi convertiti in modelli di caratteri seriali e trasferiti al circuito integrato del driver LCD.
  • Drive/Controller IC è probabilmente il più comune in un modulo grafico. Questo circuito integrato riceve i dati dalla MPU e li memorizza nella RAM. Inoltre, accetta comandi direttamente dalla MPU sia per i driver comuni che per i segmenti.

 

Interfaccia parallela vs seriale

  • L'interfaccia parallela potrebbe trasmettere molti bit di dati allo stesso tempo in base alla larghezza dei bit di dati.
  • L'interfaccia seriale potrebbe trasmettere solo dati a un bit allo stesso tempo

 

MCU/Interfaccia parallela

  • L'interfaccia MCU include due tipi, 6800 e 8080. 8080 è molto più popolare di 6800. Generalmente, l'interfaccia MCU è composta da dati a 4/8/9/16 bit (come DB0, DB1, , , DB7; Nota: 8 bit è il più popolare bit), CS (selezione chip), RS (selezione registro dati o registro istruzioni), RD (abilitazione lettura), WR (abilitazione scrittura).
  • PRO: Semplice
  • CONTRO: necessita di RAM, la velocità è limitata.
  • Utilizzato in caratteri mono, grafica, TFT piccolo (inferiore a 3.5")

 

Fig. 3 MCU/Interfaccia parallela

 

Interfaccia seriale

  • L'interfaccia seriale include: I2C, SPI, RS232
  • PRO: meno connessione, hardware più economico
  • CONTRO: Il software è più complicato

 

Interfaccia SPI

  • SPI (Serial Peripheral Interface Bus) include i seguenti 4 fili:
    • SCLK: orologio seriale (uscita da master);
    • MOSI; uscita master, ingresso slave (uscita da master);
    • MISO; ingresso master, uscita slave (uscita da slave);
    • SS: selezione slave
  • Utilizzato in Mono digit, caratteri, LCD grafico, TFT piccolo, alcuni CTP

 

Fig. 4 Interfaccia SPI a 4 fili

 

Fig. 5 Interfaccia SPI a 3 fili

 

Interfaccia IIC (I²C).

  • I²C (Inter-Integrated Circuit) include le seguenti 2 connessioni.
    • SCL (cavo dell'orologio seriale),
    • SDA (dati seriali e cavo di indirizzo).
  • Utilizzato in Mono digit, caratteri, LCD grafico, TFT piccolo, la maggior parte dei CTP

 

Fig. 6 Interfaccia IIC (I²C).

 

Interfaccia RGB

  • L'interfaccia RGB è stata spesso utilizzata nel controllo di display LCD ad alta risoluzione su larga scala. Include dati a 6/16/18 bit (come R0, R1, , , G0, G1, , ,B0, B1, , , ), VSYNC (sincronizzazione verticale), HSYNC (sincronizzazione orizzontale).
  • Il vantaggio è che i dati R, G, B vengono scritti direttamente sul display LCD senza GRAM, ad alta velocità. Normalmente utilizzato in LCD ad alta risoluzione su larga scala.
  • Lo svantaggio è che il controllo LCD è più complesso e richiede più cavi dati rispetto all'interfaccia MCU.
  • Applicazione: TFT di medie dimensioni (da 3.5" a 8")
  • L'interfaccia RGB include 24 bit, 18 bit, 16 bit

 

Fig. 7 Interfaccia RGB

 

Fig. 8 Esempi di interfaccia RGB a 24 bit e 18 bit

 

Interfaccia LVDS

  • LVDS (Segnalazione differenziale a bassa tensione) è uno standard di segnalazione elettrica digitale che può funzionare a velocità molto elevate su cavi di rame a doppino intrecciato economici.
  • Il più utilizzato nei grandi pannelli (>7”)

Fig. 9 Esempio di interfaccia LVDS

 

Interfaccia MIPI DSI

  • MIPI (Mobile Industry Processor Interface) Alliance, DSI (Display Serial Interface)
  • Mirato a ridurre il costo dei controller di visualizzazione in un dispositivo mobile. È comunemente destinato a tecnologie di visualizzazione LCD e simili. Definisce un bus seriale e un protocollo di comunicazione tra l'host (sorgente dei dati dell'immagine) e il dispositivo (destinazione dei dati dell'immagine)
  • L'interfaccia MIPI sta diventando sempre più popolare.

 

Fig. 9 Un esempio di interfaccia MIPI

 

interfaccia eDP

DisplayPort (DP) è un'interfaccia di visualizzazione digitale sviluppata da un consorzio di produttori di PC e chip e standardizzata dalla Video Electronics Standards Association (VESA). L'interfaccia viene utilizzata principalmente per collegare una sorgente video a un dispositivo di visualizzazione come il monitor di un computer e può anche trasportare audio, USB e altre forme di dati.

DisplayPort è stato progettato per sostituire VGA, DVI e FPD-Link. L'interfaccia è retrocompatibile con altre interfacce, come HDMI e DVI, tramite l'uso di adattatori attivi o passivi. Viene utilizzato principalmente per schermi di dimensioni maggiori e con una risoluzione più elevata.

 

Fig. 10 Interfaccia eDP

 

Interfaccia UART

Un ricevitore/trasmettitore asincrono universale (UART) è un blocco di circuiti responsabile dell'implementazione della comunicazione seriale. In sostanza, l'UART funge da intermediario tra le interfacce parallele e seriali. Su un'estremità dell'UART c'è un bus di circa otto linee dati (più alcuni pin di controllo), sull'altra ci sono i due fili seriali: RX e TX.

Fig. 11 Interfaccia URAT

 

Interfaccia USB

Un Universal Serial Bus (USB) è un'interfaccia comune che consente la comunicazione tra i dispositivi e un controller host come un personal computer (PC). Collega dispositivi periferici come fotocamere digitali, mouse, tastiere, stampanti, scanner, dispositivi multimediali, dischi rigidi esterni e unità flash. Ci sono state quattro generazioni di specifiche USB: USB 1.x, USB 2.0, USB 3.x e USB4.

È ampiamente utilizzato nelle connessioni del pannello touch capacitivo.

 

Fig. 12 Interfaccia USB

 

Interfaccia HDMI

HDMI (High-Definition Multimedia Interface) è un'interfaccia audio/video proprietaria per la trasmissione di dati video non compressi e dati audio digitali compressi o non compressi da un dispositivo sorgente conforme a HDMI, come un controller video, a un monitor di computer compatibile, videoproiettore, televisione digitale o dispositivo audio digitale. HDMI è un sostituto digitale per gli standard video analogici.

Con sempre più popolari LCD TFT a colori, HDMI sta diventando popolare nel settore dei display.

 

Fig. 13 Interfaccia HDMI

 

RS232

RS232 è un protocollo standard utilizzato per la comunicazione seriale, viene utilizzato per collegare il computer e le sue periferiche per consentire lo scambio di dati seriali tra di loro. In quanto ottiene la tensione per il percorso utilizzato per lo scambio di dati tra i dispositivi.

  • RS232 include le seguenti connessioni:
    • RX
    • Messa a terra del segnale VSS
    • Vdd +5v

Fig. 14 Interfaccia RS232

 

RS-232, rispetto alle interfacce successive come RS-422, RS-485 ed Ethernet, ha una velocità di trasmissione inferiore, una lunghezza massima del cavo ridotta, un'ampia oscillazione di tensione, connettori standard di grandi dimensioni, nessuna capacità multipunto e capacità multidrop limitata. Nei moderni personal computer, USB ha sostituito RS-232 dalla maggior parte dei suoi ruoli di interfaccia periferica. Pochi computer oggi sono dotati di porte RS-232, quindi è necessario utilizzare un convertitore USB-RS-232 esterno o una scheda di espansione interna con una o più porte seriali per connettersi alle periferiche RS-232. Tuttavia, grazie alla loro semplicità e ubiquità del passato, le interfacce RS-232 sono ancora utilizzate, in particolare nelle macchine industriali, nelle apparecchiature di rete e negli strumenti scientifici in cui una connessione dati cablata a corto raggio, punto-punto e a bassa velocità è completamente adeguata .

 

Se avete domande, si prega di contattare i nostri ingegneri.

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