圖形LCD在嵌入式應(yīng)用程序中的應(yīng)用

　　LCD具有廣泛的應(yīng)用，包括便攜式消費設(shè)備如手機，計算器，手表，MP3播放器;國內(nèi)設(shè)備如微波爐，電視機，收音機，音響設(shè)備，視頻播放器，廚具;汽車，飛機，船只用的儀器面板;還有其它方方面面的應(yīng)用。LCD重量輕，攜帶方便，價格低廉，質(zhì)量可靠。他們消耗很小的功率且更容易被眼睛接受。因為LCD不使用熒光粉及與大部分舊的CRT顯示器相關(guān)的老化圖像。彩色圖形LCD(GLCDs)正越來越多地用于便攜式應(yīng)用，如手機，電子游戲，以及工業(yè)控制和監(jiān)控設(shè)備。

　　基本上，LCD是由許多充滿液晶的像素組成，它們放在光源(或反射源)前以產(chǎn)生彩色或黑白圖像。LCD的每個像素在所謂的銦錫氧化物(ITO)透明電極和偏光過濾器間是均衡的。LCD自身不產(chǎn)生任何光線，他們需要一個外部的光源。大多數(shù)顯示器由放在LCD面板背后的光源提供光。

　　基于使用的有效尋址機制，我們可以把LCD分為無源矩陣尋址和有源矩陣尋址。無源矩陣尋址用于早期的顯示器，只有M + N個控制信號用于M×N像素顯示屏的尋址。要打開一個像素，一個電荷被下放，相應(yīng)的列和相應(yīng)的行接地。這一行和列交點的像素接收到電壓，解開該像素的液晶。當(dāng)我們禁用一個像素時，液晶就不能從一個狀態(tài)到另一狀態(tài)，因為這需要一段時間。此外，因為一個像素相當(dāng)于一個電容器，兩個金屬電極由模具材料分開，當(dāng)要刪除一個電荷時，它需要一定時間給電容放電，從而減緩像素響應(yīng)時間。雖然無源矩陣尋址簡單，但是響應(yīng)時間相當(dāng)緩慢。此外，它也很難準(zhǔn)確地控制充電，當(dāng)像素被解開，它周圍的像素也有部分地解開，致使圖像出現(xiàn)模糊。圖1顯示了無源矩陣顯示器的功能結(jié)構(gòu)?！　?/p>

圖1：無源矩陣顯示器　　

圖2：有源矩陣顯示器

　　有源矩陣尋址(見圖2)基于薄膜晶體管(TFT)快速使電容放電，從而提高響應(yīng)時間。國內(nèi)大多數(shù)產(chǎn)品，消費設(shè)備和工業(yè)圖形LCD時下都采用了TFT技術(shù)。一個特定的像素通過切換適當(dāng)?shù)男胁⑾路乓粋€電荷到相應(yīng)的列來選擇。

　　由于所有其它行與此列的交點被關(guān)閉，只有指定的像素的電容接收到電荷。通過控制提供給晶體的電壓值我們可以控制解開的像素量。這樣顯示能加快響應(yīng)時間且能準(zhǔn)確地控制像素，從而產(chǎn)生了清晰的圖像。TFT顯示屏的制作是復(fù)雜和昂貴的。像素之間的晶體管在LCD玻璃上被高精度蝕刻。

　　彩色圖形LCD非常受歡迎，尤其是在消費電子設(shè)備中。彩色LCD中的一個像素由紅，綠和藍(lán)三個子像素彩色濾光片組成。通過控制施加電壓我們可以修改每個超過256色調(diào)強度的子像素。因此，有了三個子像素，我們可以生成1680萬色，需要大量在玻璃上蝕刻的晶體管。

　　現(xiàn)在有各種技術(shù)用于創(chuàng)建黑白和彩色顯示器，這些技術(shù)基于解開的液晶數(shù)量。一些常用的有：TN(Twisted Nematic)，HTN(High Twisted Nematic)，STN(Super Twisted Nematic)，F(xiàn)STN(Film compensated Super Twisted Nematic)，DTSN(Double Super Twisted Nematic)，CSTN(Colour Super Twisted nematic)和其它一些技術(shù)。

　　GLCD模塊通常連同控制器芯片放置在PCB上，該芯片可以通過串口或并口連接。一些常用的GLCD控制器有T6963C，KS0108，LR35503，HDM6448等。大多嵌入式編譯器為GLCD顯示和處理圖像提供函數(shù)集形式的軟件庫。有了這些庫的幫助，用戶可以顯示位圖圖像，畫圖，畫正方形、矩形、圓形，顯示文本，等等。