S3C2440A驅(qū)動RGBTFT液晶屏設(shè)計(jì)方案探討講課稿

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。S3C2440A驅(qū)動RGBTFT液晶屏設(shè)計(jì)方案探討-S3C2440A驅(qū)動RGBTFT液晶屏設(shè)計(jì)方案探討編輯：Dz3w.Com文章來源：網(wǎng)絡(luò)我們無意侵犯您的權(quán)益,如有侵犯請HYPERLINK/top/e/t_blank聯(lián)系我們S3C2440A驅(qū)動RGBTFT液晶屏設(shè)計(jì)方案探討1引言隨著科技的進(jìn)步，TFTLCD作為顯示器件在各種嵌入式系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。帶觸摸屏的TFTLCD模組在系統(tǒng)應(yīng)用中不僅能為人機(jī)界面提供高質(zhì)量的畫面顯示，而且能提供更直觀、方便的交互性輸入。TMT035DNAFWU1是深圳天馬

2、微電子股份有限公司生產(chǎn)的8.89cm(3.5in)TFTLCD模組，該模組內(nèi)置了LCD驅(qū)動器，集成了四線電阻式觸摸屏和背光電路。S3C2440A是三星公司設(shè)計(jì)的一款基于ARM920T內(nèi)核的32位嵌入式RISC(reducedinstructionssetcomputer)微處理器，它的最高工作頻率可達(dá)533MHz，內(nèi)部集成了通用的LCD控制器、8通道10位ADC和觸摸屏接口，且具備高性能、低功耗的優(yōu)點(diǎn)，適用于智能手機(jī)、便攜式媒體播放器、手持導(dǎo)航儀等領(lǐng)域。本文基于S3C2440A嵌入式系統(tǒng)，以TMT035DNAFWU1為顯示設(shè)備，設(shè)計(jì)了TFTLCD驅(qū)動電路，并完成Linux下驅(qū)動顯示效果的調(diào)試。

3、2TFTLCD接口時(shí)序TMT035DNAFWU1的顯示分辨率為320240，采用24位數(shù)字RGB接口，可以顯示16.7M顏色。RGB接口是為TFTLCD模組提供高品質(zhì)顯示而設(shè)計(jì)的接口，該接口可以高速、低功耗地完成動畫顯示，其中包含4個(gè)重要的控制信號VSYNC、HSYNC、DCLK和VDEN，分別用于幀、行、像素的數(shù)據(jù)傳輸。圖1為TMT035DNAFWU1模組RGB接口時(shí)序示意圖。圖1RGB接口時(shí)序圖3S3C2440ALCD控制器介紹S3C2440A內(nèi)置的LCD控制器能將顯示在LCD上的數(shù)據(jù)從系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)通過邏輯單元傳送到外部的LCD驅(qū)動器中。它可以支持不同分辨率的顯示，如：640480

4、、320240等，最大可支持24位數(shù)據(jù)的16.7M彩色TFT模塊，其控制器框圖如圖2所示。圖2S3C2440ALCD控制器框圖3.1控制總框圖LCD控制器主要由REGBANK、LCDCDMA兩大部分組成，用于產(chǎn)生必要的控制信號和傳輸數(shù)據(jù)信號，如圖2所示。REGBANK有17個(gè)可編程寄存器組和25616的調(diào)色板存儲器，用來設(shè)定LCD控制器。LCDCDMA是一個(gè)專用的DMA(DirectMemoryAccess)，自動從幀存儲器傳輸視頻數(shù)據(jù)到LCD控制器，視頻數(shù)據(jù)可以不經(jīng)CPU處理直接顯示在屏上。TIMEGEN由可編程邏輯器件組成，產(chǎn)生VFRAME/VSYNC、VLINE/HSYNC、VCLK/D

5、CLK、VM/VDEN信號等，以支持不同的LCD驅(qū)動器的接口時(shí)序和速率。LPC3600與LCC3600是專用LCD控制器，在此不做詳細(xì)介紹。3.2TFT控制器介紹通過對REGBANK寄存器組中的LCDCON1/2/3/4/5進(jìn)行配置，TIMEGEN產(chǎn)生可編程控制信號來支持不同類型的LCD驅(qū)動器。VSYNC和HSYNC脈沖與LCDCON2/3的HOZVAL和LINEVAL設(shè)置相關(guān)，HOZVAL和LINEVAL的值由LCD屏的分辨率決定，如下公式：HOZVAL=(Horizontaldisplaysize)-1(1)LINEVAL=(Verticaldisplaysize)-1(2)VCLK的頻率

6、取決于LCDCON1中CLKVAL的設(shè)置，在LCDCON1中配置，VCLK和CLKVAL的關(guān)系如下(CLKVAL的最小值是0)：VCLK(Hz)=HCLK/(CLKVAL+1)2(3)HCLK為S3C2440A中PLL時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號。VSYNC的頻率即為幀頻，它與LCDCON1/2/3/4均有關(guān)，計(jì)算公式如下：FrameRate=1/(VSPW+1)+(VBPD+1)+(LINEVAL+1)+(VFPD+1)1(HSPW+1)+(HBPD+1)+(HFPD+1)+(HOZVAL+1)2(CLKVAL+1)/(HCLK)(4)公式(1)(4)各參數(shù)數(shù)值的設(shè)置方法在5.2中給出。4驅(qū)動電

7、路設(shè)計(jì)除數(shù)據(jù)傳輸信號接口外，TFTLCD模組的驅(qū)動電路還包括提供給模組的電源電路、VGL、VGH、VCOM電壓電路等。根據(jù)TFTLCD模組的接口和S3C2440A內(nèi)嵌的控制器輸出管腳，完成LCD顯示的控制線路設(shè)計(jì)。電路接口設(shè)計(jì)如圖3所示。VCOM電壓信號由TFTLCD模組上SOURCEDRIVERIC輸出的POL信號提供。POL信號經(jīng)過VCOMBUFFER電路，產(chǎn)生VCOM電壓信號提供給TFTLCD模組。TFTLCD模組采用行翻轉(zhuǎn)方式驅(qū)動，設(shè)計(jì)的VCOMBUFFER電路能夠完成VCOM電壓的交流電壓成分和直流電壓成分的調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)VCOMBUFFER電路，使VCOM中心點(diǎn)電壓及其幅值達(dá)到應(yīng)用

8、的要求，有效地消除TFTLCD顯示閃爍問題并改善顯示質(zhì)量。5Linux下驅(qū)動程序軟件設(shè)計(jì)5.1幀緩沖設(shè)備幀緩沖為Linux2.2.XX以上版本內(nèi)核中的一種驅(qū)動程序接口。該接口采用mmap系統(tǒng)調(diào)用，將顯示設(shè)備抽象為幀緩沖區(qū)，允許上層應(yīng)用程序在圖形模式下直接對顯示緩沖區(qū)進(jìn)行讀寫和I/O控制操作。幀緩沖設(shè)備屬于字符設(shè)備，采用“文件層-驅(qū)動層”的接口方式。5.2LCD驅(qū)動設(shè)計(jì)TFTLCD驅(qū)動程序設(shè)計(jì)的主要工作包括：初始化S3C2440A的LCD控制器LCDCON15，通過寫寄存器設(shè)置顯示模式和顏色數(shù)，然后分配LCD顯示緩沖區(qū)。根據(jù)TMT035DNAFWU1接口時(shí)序及顯示要求，屏幕顯示分辨率Horizo

9、ntaldisplaysize=320，Verticaldisplaysize=240，VCLK=6.4MHz，而HCLK=133MHz，故CLKVAL=9。緩沖區(qū)大小為：點(diǎn)陣行數(shù)點(diǎn)陣列數(shù)用于表示一個(gè)像素的比特?cái)?shù)/8。緩沖區(qū)通常分配在大容量的片外SDRAM中，起始地址保存在LCD控制寄存器中，需要分配的顯示緩沖區(qū)為150kB。最后是初始化一個(gè)fb_info結(jié)構(gòu)，填充其中的成員變量，并調(diào)用fbmem.C里的register_framebuffer(structfb_info*fbinfo)將fb_info登記入內(nèi)核。5.3RGB接口顯示參數(shù)調(diào)整S3C2440A的LCD控制寄存器主要有：LCDCO

10、N15。LCDCON1可以對LCD的類型、數(shù)據(jù)位數(shù)、是否需要VDEN輸出及DCLK進(jìn)行設(shè)置;LCDCON2主要對VBPD、VFPD、VSPW進(jìn)行設(shè)置;LCDCON3及LCDCON4對HBPD、HFPD、HSPW進(jìn)行設(shè)置;LCDCON5可以對DCLK、HSYNC、VSYNC的極性做設(shè)置。圖4為RGB接口顯示工作原理示意圖，各個(gè)參數(shù)在實(shí)際顯示中的作用效果見圖4所示。圖4RGB接口顯示工作原理圖4中，最終顯示區(qū)域(DISPLAYAREA)是由像素時(shí)鐘信號(DCLK)、行同步信號(HSYNC)、幀同步信號(VSYNc)、數(shù)據(jù)使能信號(VDEN/ENABLE)共同作用的結(jié)果，其大小及位置由各參數(shù)實(shí)際配置

11、來確定，其中HSPW、HBPD及HFPD確定顯示區(qū)域的行有效數(shù)據(jù)信息，VSPW、VBPD和VFPD確定顯示區(qū)域中幀有效數(shù)據(jù)信息?；贚inux下驅(qū)動顯示程序，以下為調(diào)試成功的部分源代碼：/*s3c2440fb.c*/#defineH_SW35;#defineH_FP15;#defineH_BP30;#defineV_SW5;#defineV_FP5;#defineV_BP10;staticstructs3c2440fb_mach_infoxxx_stn_info_initdata=pixclock:PIXEL_CLOC,hpp:PIXEL_BPP,xres:H_RESOLUTION,yres:

12、V_RESOLUTION,hsync_len:H_SW,vsync_len:V_SW,left_margin:H_BP,upper_margin:V_BP,right_margin:H_FP,lower_margin:V_FP,sync:0,cmap_static:1,reg:lcdcon1:LCD1_BPP_16T|LCD1_PNR_TFT|LCD1_CLKVAL(12),lcdcon2:LCD2_VBPD(V_BP)|LCD2_VFPD(V_FP)|LCD2_VSPW(V_SW),lcdcon3:LCD3_HBPD(H_BP)|LCD3_HFPD(H_FP),lcdcon4:LCD4_HS

13、PW(H_SW),lcdcon5:LCD5_FRM565|LCD5_INVVLINE|LCD5_INVVFRAME|LCD5_HWSWP|LCD5_PWREN,;在實(shí)際的驅(qū)動程序編寫過程中，不同的TFTLCD模組的參數(shù)會有所不同，因此需要根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)的有效位置進(jìn)行相關(guān)的參數(shù)調(diào)整。圖5為RGB接口參數(shù)配置調(diào)整前后的系統(tǒng)顯示對比效果圖。如果軟件初始化設(shè)置中，未能正確地分配HSPW、HBPD和HFPD，行有效數(shù)據(jù)的位置會發(fā)生相應(yīng)的錯(cuò)位，表現(xiàn)在實(shí)際顯示中為顯示圖像的整體左右偏移，如圖5(a)所示，液晶顯示器顯示畫面向左偏移。同理，未能正確地配置VSPW、VBPD和VFPD，幀數(shù)據(jù)中有效數(shù)據(jù)的位置會發(fā)生

14、相應(yīng)的錯(cuò)位，表現(xiàn)在實(shí)際顯示中為顯示圖像的上下偏移。5.4觸摸屏驅(qū)動設(shè)計(jì)設(shè)置觸摸屏接口為等待中斷模式(INT_TC中斷)，如果中斷發(fā)生，立即激活相應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換模式一般選擇分離的X/Y軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模式或者自動(連續(xù)的)X/Y軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模式來獲取觸摸點(diǎn)的X/Y坐標(biāo)。在得到觸摸點(diǎn)的X/Y軸坐標(biāo)值后，返回到等待中斷模式。觸摸屏的驅(qū)動流程如圖6。圖6觸摸屏控制流程圖觸摸屏設(shè)備在Linux系統(tǒng)中也被定義為一個(gè)字符設(shè)備，需要對觸摸屏設(shè)備驅(qū)動程序中的全局變量structTS_DEV進(jìn)行設(shè)置，該變量用來保存觸摸屏的相關(guān)參數(shù)：等待處理的消息隊(duì)列、當(dāng)前采樣數(shù)據(jù)、上一次采樣數(shù)據(jù)等信息，變量定義如下：typedefstructunsignedintpenStatus;/*PEN_UP，PEN_DOWN，PEN_SAMPLE*/TS_RETbufMAX_TS_BUF;/*環(huán)形緩沖區(qū)*/unsignedinthead,tail;/*環(huán)形緩沖區(qū)的頭、尾*/wait_queue_he