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将 MCU(微控制器单元)或 MPU(微处理器单元)或 CPU(中央处理器)与 LCD 连接有多种方法。
图 1 MCU 与 LCD 之间的连接
LCD驱动波形
LCD 不能用 DC(直流)驱动,必须用 AC(交流)驱动,并且总电流必须为零。 否则,液晶材料迟早会损坏。
图 2 LCD 驱动波形
LCD 控制器与驱动器
- 有两种类型的驱动器 IC,通用驱动器和段驱动器。 通用驱动器输出信号以创建行或行数。 段驱动器输出必要的信号来创建字符或列。
- 控制器 IC 从 MPU 接收以 ASCII 或 JIS 代码写入的数据,并将该数据存储在 RAM 中。 然后将该数据转换为串行字符模式并传输到 LCD 驱动器 IC。
- 驱动器/控制器 IC 可能是图形模块中最常见的。 该 IC 从 MPU 接收数据并将其存储在 RAM 中。 此外,它直接接受来自 MPU 的用于公共和段驱动程序的命令。
并行与串行接口
- 并行接口可以同时传输多位数据,具体取决于数据位宽度。
- 串行接口可以同时传输一位数据
单片机/并行接口
- MCU接口包括6800和8080两种。8080比6800流行得多。MCU接口一般由4/8/9/16bits数据组成(如DB0、DB1、...、DB7;注:8bits是最流行的位宽)、CS(片选)、RS(数据寄存器或指令寄存器选择)、RD(读使能)、WR(写使能)。
- 优点:简单
- 缺点:需要内存,速度有限。
- 用于Mono字符、图形、小TFT(小于3.5”)
图 3 MCU/并行接口
串行接口
- 串行接口包括:I2C、SPI、RS232
- 优点:连接更少,硬件成本更低
- 缺点:软件更复杂
SPI接口
- SPI(串行外设接口总线)包括以下 4 条线:
- SCLK:串行时钟(从主机输出);
- 莫西; 主输出,从输入(从主输出);
- 味噌; 主输入,从输出(从从输出);
- SS:从机选择
- 用于单数、字符、图形LCD、小型TFT、部分CTP
图 4 4 线 SPI 接口
图 5 3 线 SPI 接口
IIC (I²C) 接口
- I²C(内部集成电路)包括以下 2 个连接。
- SCL(串行时钟线),
- SDA(串行数据和地址线)。
- 用于单数、字符、图形 LCD、小型 TFT、大多数 CTP
图 6 IIC (I²C) 接口
RGB接口
- RGB接口常用于控制大型高分辨率液晶显示器。 它包括6/16/18位数据(如R0、R1、、、、G0、G1、、、B0、B1、、、、)、VSYNC(垂直同步)、HSYNC(水平同步)。
- 优点是R、G、B数据直接写入LCD,无需GRAM,速度快。 通常用于大型高分辨率液晶显示器。
- 缺点是控制LCD比较复杂,比MCU接口需要更多的数据线。
- 应用:中型 TFT(3.5” 至 8”)
- RGB接口包括24位、18位、16位
图 7 RGB 接口
图 8 24 位和 18 位 RGB 接口示例
LVDS接口
- LVDS(低压差分信号)是一种电子数字信号标准,可以通过廉价的双绞铜电缆以非常高的速度运行。
- 最常用于大面板 (>7”)
图 9 LVDS 接口示例
MIPI DSI 接口
- MIPI(移动行业处理器接口)联盟、DSI(显示串行接口)
- 旨在降低移动设备中显示控制器的成本。 它通常针对 LCD 和类似的显示技术。 它定义了主机(图像数据的来源)和设备(图像数据的目标)之间的串行总线和通信协议
- MIPI接口越来越流行。
图 9 MIPI 接口示例
eDP接口
DisplayPort (DP) 是由 PC 和芯片制造商联盟开发并由视频电子标准协会 (VESA) 标准化的数字显示接口。 该接口主要用于将视频源连接到计算机显示器等显示设备,也可以承载音频、USB等多种形式的数据。
DisplayPort 旨在取代 VGA、DVI 和 FPD-Link。 通过使用有源或无源适配器,该接口向后兼容其他接口,例如 HDMI 和 DVI。 它主要用于更大尺寸和更高分辨率的显示器。
图 10 eDP 接口
UART接口
通用异步接收器/发送器 (UART) 是负责实现串行通信的电路块。 本质上,UART 充当并行和串行接口之间的中介。 UART 的一端是八根左右数据线(加上一些控制引脚)的总线,另一端是两条串行线——RX 和 TX。
图 11 URAT 接口
USB接口
通用串行总线 (USB) 是一种通用接口,可在设备和主机控制器(例如个人计算机 (PC))之间进行通信。 它连接外围设备,如数码相机、鼠标、键盘、打印机、扫描仪、媒体设备、外部硬盘驱动器和闪存驱动器。 USB 规范已经有四代:USB 1.x、USB 2.0、USB 3.x 和 USB4。
它广泛用于电容式触摸屏连接。
图 12 USB 接口
HDMI接口
HDMI(高清多媒体接口)是一种专有的音频/视频接口,用于将未压缩的视频数据和压缩或未压缩的数字音频数据从兼容 HDMI 的源设备(例如显示控制器)传输到兼容的计算机显示器、视频投影仪、数字电视或数字音频设备。 HDMI 是模拟视频标准的数字替代品。
随着彩色TFT LCD越来越普及,HDMI在显示行业也越来越受欢迎。
图 13 HDMI 接口
RS232
RS232 是一种用于串行通信的标准协议,用于连接计算机及其外围设备,实现它们之间的串行数据交换。 因为它获得了用于设备之间数据交换的路径的电压。
- RS232 包括以下连接:
- RX
- VSS 信号地
- VDD +5v
图。 14 RS232接口
RS-232 与后来的 RS-422、RS-485 和以太网等接口相比,具有较低的传输速度、较短的最大电缆长度、较大的电压摆幅、较大的标准连接器、没有多点能力和有限的多点能力。 在现代个人计算机中,USB 已经取代了 RS-232 的大部分外围接口角色。 目前很少有计算机配备 RS-232 端口,因此必须使用外部 USB 到 RS-232 转换器或带有一个或多个串行端口的内部扩展卡来连接 RS-232 外围设备。 尽管如此,由于其简单性和过去的普遍性,RS-232 接口仍然被使用——特别是在工业机器、网络设备和科学仪器中,短距离、点对点、低速有线数据连接就足够了.
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