Więcej informacji na temat wyświetlaczy LCD można znaleźć w naszym Podstawy LCD strona samouczka.
Istnieje kilka sposobów podłączenia MCU (jednostka mikrokontrolera) lub MPU (jednostka mikroprocesorowa) lub CPU (jednostka centralna) z wyświetlaczem LCD.
Rys. 1 Połączenie między MCU a LCD
Przebieg jazdy LCD
LCD nie może być zasilany prądem stałym (prąd stały), musi być zasilany prądem przemiennym (prąd przemienny), a całkowity prąd musi wynosić ZERO. W przeciwnym razie materiał ciekłokrystaliczny prędzej czy później zostanie uszkodzony.
Rys. 2 Przebieg jazdy na wyświetlaczu LCD
Kontroler LCD a sterownik
- Istnieją dwa rodzaje sterowników IC, sterowniki wspólne i sterowniki segmentowe. Common Drivers wyprowadzają sygnały w celu utworzenia rzędów lub numerów linii. Sterowniki segmentu wyprowadzają sygnały niezbędne do utworzenia znaków lub kolumn.
- Kontroler IC odbiera dane zapisane w kodzie ASCII lub JIS z MPU i przechowuje te dane w pamięci RAM. Dane te są następnie konwertowane na szeregowe wzorce znaków i przesyłane do układu scalonego sterownika LCD.
- Układ scalony napędu/kontrolera jest prawdopodobnie najczęściej spotykany w module graficznym. Ten układ scalony odbiera dane z MPU i przechowuje je w pamięci RAM. Ponadto akceptuje polecenia bezpośrednio z MPU zarówno dla sterowników wspólnych, jak i segmentowych.
Interfejs równoległy i szeregowy
- Interfejs równoległy może przesyłać wiele bitów danych w tym samym czasie, w zależności od szerokości bitów danych.
- Interfejs szeregowy może przesyłać tylko jednobitowe dane w tym samym czasie
Interfejs MCU/równoległy
- Interfejs MCU obejmuje dwa typy, 6800 i 8080. 8080 jest znacznie bardziej popularny niż 6800. Ogólnie interfejs MCU składa się z 4/8/9/16 bitów danych (takich jak DB0, DB1, , , DB7; Uwaga: 8 bitów jest najpopularniejszym szerokość bitów), CS (wybór układu), RS (wybór rejestru danych lub rejestru instrukcji), RD (umożliwienie odczytu), WR (umożliwienie zapisu).
- Plusy: Proste
- Wady: Potrzebujesz pamięci RAM, prędkość jest ograniczona.
- Używany w postaci mono, graficzny, mały TFT (mniejszy niż 3.5”)
Rys. 3 Interfejs MCU/równoległy
Interfejs szeregowy
- Interfejs szeregowy obejmuje: I2C, SPI, RS232
- ZALETY: mniej połączenia, niższy koszt sprzętu
- MINUSY: Oprogramowanie jest bardziej skomplikowane
SPI Interfejs
- SPI (Serial Peripheral Interface Bus) zawiera następujące 4 przewody:
- SCLK: zegar szeregowy (wyjście z mastera);
- MOSI; wyjście master, wejście slave (wyjście z mastera);
- MISO; wejście master, wyjście slave (wyjście z slave);
- SS: wybór niewolnika
- Używane w Mono cyfra, znak, graficzny LCD, mały TFT, niektóre CTP
Rys. 4 4-przewodowy interfejs SPI
Rys. 5 3-przewodowy interfejs SPI
Interfejs IIC (I²C)
- I²C (obwód zintegrowany) obejmuje następujące 2 połączenia.
- SCL (szeregowy przewód zegarowy),
- SDA (przewód danych szeregowych i adres).
- Używane w Mono cyfra, znak, graficzny LCD, mały TFT, większość CTP
Rys. 6 Interfejs IIC (I²C)
Interfejs RGB
- Interfejs RGB był często używany do sterowania wielkoformatowym wyświetlaczem LCD o wysokiej rozdzielczości. Zawiera dane 6/16/18 bitów (takie jak R0, R1, , , G0, G1, , ,B0, B1, , , ), VSYNC (synchronizacja pionowa), HSYNC (synchronizacja pozioma).
- Zaletą jest to, że dane R, G, B są zapisywane bezpośrednio na wyświetlaczu LCD bez grama, z dużą prędkością. Zwykle używany w wielkoformatowych wyświetlaczach LCD o wysokiej rozdzielczości.
- Wadą jest to, że sterowanie LCD jest bardziej złożone i wymaga więcej przewodów danych niż interfejs MCU.
- Zastosowanie: TFT średniej wielkości (od 3.5” do 8”)
- Interfejs RGB zawiera 24-bitowy, 18-bitowy, 16-bitowy
Rys. 7 Interfejs RGB
Rys. 8 Przykłady 24-bitowego i 18-bitowego interfejsu RGB
Interfejs LVDS
- LVDS (niskonapięciowa sygnalizacja różnicowa) to elektryczny standard sygnalizacji cyfrowej, który może działać z bardzo dużymi prędkościami za pośrednictwem niedrogich miedzianych skrętek dwużyłowych.
- Najczęściej używane w dużych panelach (>7”)
Rys. 9 Przykład interfejsu LVDS
Interfejs MIPI DSI
- Sojusz MIPI (interfejs procesora mobilnego), DSI (interfejs Display Serial)
- Ma na celu obniżenie kosztów kontrolerów wyświetlacza w urządzeniu mobilnym. Jest powszechnie ukierunkowany na LCD i podobne technologie wyświetlania. Definiuje magistralę szeregową i protokół komunikacyjny między hostem (źródłem danych obrazu) a urządzeniem (miejsce docelowe danych obrazu)
- Interfejs MIPI staje się coraz bardziej popularny.
Rys. 9 Przykład interfejsu MIPI
interfejs eDP
DisplayPort (DP) to cyfrowy interfejs wyświetlania opracowany przez konsorcjum producentów komputerów i układów scalonych oraz standaryzowany przez stowarzyszenie Video Electronics Standards Association (VESA). Interfejs służy przede wszystkim do podłączenia źródła wideo do urządzenia wyświetlającego, takiego jak monitor komputerowy, a także może przenosić dane audio, USB i inne.
DisplayPort został zaprojektowany w celu zastąpienia VGA, DVI i FPD-Link. Interfejs jest wstecznie kompatybilny z innymi interfejsami, takimi jak HDMI i DVI, dzięki zastosowaniu aktywnych lub pasywnych adapterów. Jest używany głównie do wyświetlaczy o większych rozmiarach i wyższej rozdzielczości.
Rys. 10 Interfejs eDP
Interfejs UART
Uniwersalny asynchroniczny odbiornik/nadajnik (UART) to blok obwodów odpowiedzialnych za realizację komunikacji szeregowej. Zasadniczo UART działa jako pośrednik między interfejsami równoległymi i szeregowymi. Na jednym końcu UART jest magistrala składająca się z około ośmiu linii danych (plus kilka pinów sterujących), a na drugim są dwa przewody szeregowe – RX i TX.
Rys. 11 Interfejs URAT
Interfejs USB
Uniwersalna magistrala szeregowa (USB) to wspólny interfejs, który umożliwia komunikację między urządzeniami a kontrolerem hosta, takim jak komputer osobisty (PC). Łączy urządzenia peryferyjne, takie jak aparaty cyfrowe, myszy, klawiatury, drukarki, skanery, urządzenia multimedialne, zewnętrzne dyski twarde i dyski flash. Istniały cztery generacje specyfikacji USB: USB 1.x, USB 2.0, USB 3.x i USB4.
Jest szeroko stosowany w połączeniach pojemnościowych paneli dotykowych.
Rys. 12 Interfejs USB
Interfejs HDMI
HDMI (High-Definition Multimedia Interface) to zastrzeżony interfejs audio/wideo do przesyłania nieskompresowanych danych wideo i skompresowanych lub nieskompresowanych cyfrowych danych audio z urządzenia źródłowego zgodnego z HDMI, takiego jak kontroler wyświetlania, do kompatybilnego monitora komputerowego, projektora wideo, telewizja cyfrowa lub cyfrowe urządzenie audio. HDMI to cyfrowy zamiennik analogowych standardów wideo.
Wraz z coraz większą popularnością kolorowego TFT LCD, HDMI staje się coraz bardziej popularne w branży wyświetlaczy.
Rys. 13 Interfejs HDMI
RS232
RS232 jest standardowym protokołem używanym do komunikacji szeregowej, służy do łączenia komputera i jego urządzeń peryferyjnych w celu umożliwienia szeregowej wymiany danych między nimi. Ponieważ uzyskuje napięcie dla ścieżki używanej do wymiany danych między urządzeniami.
- RS232 obejmuje następujące połączenia:
- RX
- Masa sygnału VSS
- Vdd +5v
Rys. 14 Interfejs RS232
RS-232, w porównaniu z późniejszymi interfejsami, takimi jak RS-422, RS-485 i Ethernet, charakteryzuje się niższą prędkością transmisji, krótką maksymalną długością kabla, dużym wahaniem napięcia, dużymi standardowymi złączami, brakiem obsługi wielopunktowej i ograniczoną obsługą wielopunktową. We współczesnych komputerach osobistych USB wyparło RS-232 z większości jego funkcji interfejsu peryferyjnego. Niewiele komputerów jest obecnie wyposażonych w porty RS-232, więc aby podłączyć się do urządzeń peryferyjnych RS-232, należy użyć zewnętrznego konwertera USB-RS-232 lub wewnętrznej karty rozszerzeń z jednym lub kilkoma portami szeregowymi. Niemniej jednak, dzięki swojej prostocie i dawnej wszechobecności, interfejsy RS-232 są nadal używane – szczególnie w maszynach przemysłowych, sprzęcie sieciowym i instrumentach naukowych, gdzie przewodowe połączenie danych krótkiego zasięgu, punkt-punkt, o niskiej prędkości jest w pełni wystarczające .
Jeśli masz jakieś pytania, skontaktuj się z nami nasi inżynierowie.