基于ARM芯片S3C2410的TFT-LCD驅(qū)動(dòng)方法

S3C2410是三星公司生產(chǎn)的基于ARM920T內(nèi)核的RISC微處理器,主頻率可達(dá)203MHz,適用于信息家電、Smart Phone、Tablet、手持設(shè)備、移動(dòng)終端等領(lǐng)域。其中,集成的LCD控制器具有通用性,可與大多數(shù)的LCD顯示模塊接口。

PD064VT5是一種用非晶硅TFT作為開關(guān)器件的有源矩陣液晶顯示器,該模塊包括TFT-LCD顯示屏、驅(qū)動(dòng)電路和背光源,其接口為TTL電平。分辨率為640 x480像素,可通過18bit數(shù)據(jù)信號顯示262 144種色彩。

1 S3C2410的LCD控制器

S3C2410中的LCD控制器可用于傳輸視頻數(shù)據(jù)并產(chǎn)生必要的控制信號(像VFRAME、VLINE、VCLK、VM等)。S3C2410的輸出視頻數(shù)據(jù)端口VD [23：0]的示意圖如圖1所示。

通常使用的LCD控制管腳的定義如下：

VCLK：像素時(shí)鐘信號;

VD [23:0]：LCD像素輸出端口;

VM／VDEN／TP:LCD驅(qū)動(dòng)器的AC偏置信號(STN)／數(shù)據(jù)使能信號(TFT)／SEC TFT源驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)加載脈沖信號復(fù)用端口。

1.1 S3C2410中的LCD控制寄存器

S3C2410的LCD控制寄存器主要有LCDCON1寄存器、LCDCON2寄存器、LCDCON3寄存器、LCDCON4寄存器和LCDCON5寄存器。

1.2 控制流程

由圖1可見,S3C2410中的LCD控制器由REGBANK、LCDCDMA、VIDPRCS、TIMEGEN和LPC3600組成。其中REGBANK有17個(gè)可編程寄存器組和256x16的調(diào)色板存儲(chǔ)器,可用來設(shè)定LCD控制器;LCDCDMA是一個(gè)專用DMA,可自動(dòng)從幀存儲(chǔ)器傳輸視頻數(shù)據(jù)到LCD控制器,通過這個(gè)特殊的DMA,視頻數(shù)據(jù)可不經(jīng)過CPU處理就在屏幕上顯示;VIDPRCS可接收從LCDCDMA來的視頻數(shù)據(jù)并將其修改到合適數(shù)據(jù)格式,然后經(jīng)VD[23：0]送到LCD驅(qū)動(dòng)器,如4／8單掃描或4雙掃描顯示模式;TIMEGEN則由可編程邏輯組成,可支持不同LCD驅(qū)動(dòng)器接口時(shí)序和不同的速率,TIMEGEN用于產(chǎn)生VFRAME、VLINE、VCLK、VM等信號。

FIFO存儲(chǔ)器通常位于LCDCDMA。當(dāng)FIFO為空或部分為空時(shí),LCDCDMA要求從基于突發(fā)傳輸模式的幀存儲(chǔ)器中取出數(shù)據(jù)并存入要顯示的圖像數(shù)據(jù),而這幀存儲(chǔ)器是LCD控制器在RAM中開辟的一片緩沖區(qū)。當(dāng)這個(gè)傳輸請求被存儲(chǔ)控制器中的總線仲裁器接收后,系統(tǒng)存儲(chǔ)器就給內(nèi)部FIFO成功傳輸4個(gè)字。FIFO的總大小是28個(gè)字。其中低位FIFOL是12個(gè)字,高位FIFOH是16個(gè)字。S3C2410有兩個(gè)FIFO,可支持雙掃描顯示模式。但在單掃描模式下只使用一個(gè)FIFO (FIFOH)。

1.3 TFT控制器操作

S3C2410可支持STN-LCD和TFT-LCD,這里只介紹其對TFT-LCD的控制。TIMEGEN可產(chǎn)生LCD驅(qū)動(dòng)器的控制信號(如VSYNC、HSYNC、VCLK、VDEN和LEND等)。這些控制信號與REGBANK寄存器組中的LCDCON1／2／3／4／5寄存器的配置關(guān)系相當(dāng)密切。基于LCD控制寄存器中的這些可編程配置,TIMEGEN便可產(chǎn)生可編程控制信號來支持不同類型的LCD驅(qū)動(dòng)器。而VSYNC和 HSYNC脈沖的產(chǎn)生則依賴于LCD-CON2／3寄存器的HOZVAL域和LINEVAL域的配置。HOZVAL和L NEVAL的值由LCD屏的尺寸決定：

HOZVAL=水平顯示尺寸-1 (1)

LINEVAL=垂直顯示尺寸-1 (2)

VCLK信號的頻率取決于LCDCON1寄存器中的CLKVAL域。VCLK和CLKVAL的關(guān)系如下(其中CLKVAL的最小值是0)：

VCLK(Hz)=HCLK／[(CLKVAL+1)x2] (3)

一般情況下,幀頻率就是VSYNC信號的頻率,它與LCDCON1和LCDCON2／3／4寄存器的VSYNC、VB2PD、VFPD、LINEVAL、HSYNC、HBPD、HFPD、HOZVAL和CLKVAL都有關(guān)系。大多數(shù)LCD驅(qū)動(dòng)器都需要與顯示器相匹配的幀頻率,幀頻率計(jì)算公式如下：

Frame Rate=1{[(VSPW+1)+(VBPD+1)+(LINEVAL+1)+(VFPD+1)]×[(HSPW+1)+(HBPD+1)+(HFPD+1)+(HOZVAL+1)]×[2×(CLKVAL+1)／(HCLK)]} (4)

參照PD064VT5的參數(shù)和公式(1)、(2)可得出：HOZVAL=639;LINEVAL=479。其余主要寄存器的值在下面給出。

2 PD064VT5的邏輯時(shí)序

PD064VT5的時(shí)序參數(shù)如表1所列,圖2所示是PD064VT5的主要操作時(shí)序。根據(jù)該時(shí)序要求,設(shè)計(jì)時(shí)可設(shè)定VM／VDEN信號作為LCD的ENAB信號,VCLK信號作為LCD的NCLK信號。要想得到合適的VM和VCLK波形,就要正確設(shè)定寄存器的值,并根據(jù)寄存器的值與VM和VCLK波形的關(guān)系設(shè)定如下關(guān)鍵寄存器的值：