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采用SPCE3200的液晶顯示系統(tǒng)方案設計

作者: 時間:2012-06-10 來源:網絡 收藏

1 引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/167906.htm

  本文介紹了凌陽公司的嵌入式32位多媒體微處理器與Sharp公司的LQ057Q3DC02彩色TFT LCD的軟硬件接口。由于內置LCD控制器,故硬件電路簡單,兩者可直接相連。

  2 器件簡介

  2.1 多媒體微處理器

  多媒體微處理器SPCE3200以凌陽公司開發(fā)的S+core7為內核,內置MPEG4硬件編解碼模塊和多種多媒體功能模塊。S+core7內核是凌陽指令集架構(Sunplus ISA)的32位RISC處理器,支持32位/16位混合指令模式和并行條件執(zhí)行。S+core7內核AMBA總線,為SOC集成擴展協(xié)處理器和用戶接口提供了靈活性。S+core7使用SJTAG技術使測試和調試程序更加有效。SPCE3200256引腳PLCC256封裝,其內部包含S+core7處理器CPU,符合AMBA標準的與片內高效能模塊相連的AHB總線,連接片內其他低速外設的APB總線,AHB到APB的橋控制器和DMA控制器。其中,掛接在高性能AHB總線上的外設模塊包括:CMOS圖像傳感器接口模塊(CSI)、MPEG4/JPEG編解碼模塊、LCD控制器模塊、TV編碼模塊、2通道16位高速D/A轉換器、片內8 KB RAM(LDM),片內32 KBROM、存儲器接口控制單元。掛接在APB總線上的模塊包括:GPIO控制器模塊、SPI串行總線控制器、SIO串行總線控制器、I2C串行總線控制器、I2S主/從控制器、UART控制器、USB主/從控制器、看門狗模塊、SD卡控制器、NAND型Flash控制器以及9通道12位A/D轉換器。

  內置于SPCE3200的LCD控制器接口支持TFT型LCD顯示屏與STN LCD顯示屏連接。為了節(jié)省硬件資源,SPCE3200的STN型LCD控制器接口引腳與TFT型LCD控制器接口引腳共用,使用時需要設置相關寄存器以選擇LCD控制器的工作模式。當控制器選擇TFT LCD工作模式時,接口可支持對多種輸入格式的TFT型LCD顯示屏的控制,如串行RGB格式、串行RGBDm格式、并行RGB格式、CCIR-601/CCIR-656格式,且支持多種時鐘頻率。SPCE3200的TFT控制器相關I/O引腳:LCD CLK(時鐘信號)、LCD_ACT(數據使能信號)、LCD VS(垂直同步信號)、LCD_HS(水平同步信號)、LCD—DATA[15:0](數據信號)。TFT LCD控制器共有32個寄存器,通過對這32個寄存器參數的設置,即可完成同步信號以及數據格式的設置,滿足各種規(guī)格的TFT LCD屏要求。

  2.2 TFT LCD LQ057Q3DC02

  LQ057Q3DC02為SHARP公司的5.7英寸320×240彩色TFT LCD。每個像素由R、G、B子像素構成,每個子像素有6位灰度,即每個像素共有18位色,可達到262 144種顏色的真彩效果。采用陰極射線管(CCFT)透射式背光,亮度高達50 Cd/m2:響應時間低于30 ms,可實現無拖影顯示動態(tài)圖像:采用數字接口數據總線,便于驅動控制。LQ05703DC02內部結構如圖1所示,驅動一塊顯示屏需要2種驅動器:數據驅動器和行掃描驅動器。數據驅動器負責3色數據信號的接收、采樣和保持,經D/A轉換的輸出實際驅動信號;掃描信號驅動器產生逐行掃描信號,從而實現對LCD顯示像素的尋址。控制TFT-LCD驅動器需4種信號:數據移位時鐘(CLK)、行同步時鐘(Hsync)、幀同步時鐘(Vsync)以及數據信號(DATE)。圖像數據在時鐘同步信號的作用下通過18位并行數據總線(RO~R5,GO~G5,B0~B5)。寫入數據采樣保持器,轉化為灰度信號后存入每個像素的TFT,使其正常顯示。

 

 3 系統(tǒng)硬件設計

  彩色結構如圖2所示。由于TFTLCD LQ057Q3DC02含有行驅動電路及數據驅動,可直接與多媒體處理器SPCE3200的LCD控制器接口相連。由圖2可以看出,SPCE3200通過其內部的NAND FLASH控制器將外部的Flash內存儲的圖像數據送入MPEG4/JPEG硬件編解碼模塊進行解碼,然后存儲到緩沖器DRAM。LCD控制器用于產生驅動LCD所需的數據移位時鐘、幀同步時鐘與行同步時鐘,并在該時鐘觸發(fā)下傳輸緩沖器中的圖像數據至LCD顯示。LCD投影機按內部板的片數可分為單片式和三片式兩種,現代液晶投影機大都采用3片式LCD板。三片式LCD投影機是用紅、綠、藍三塊液晶板分別作為紅、綠、藍三色光的控制層。光源發(fā)射出來的白色光經過鏡頭組后會聚到分色鏡組,紅色光首先被分離出來,投射到紅色液晶板上,液晶板“記錄”下的以透明度表示的圖像信息被投射生成了圖像中的紅色光信息。綠色光被投射到綠色液晶板上,形成圖像中的綠色光信息,同樣藍色光經藍色液晶板后生成圖像中的藍色光信息,三種顏色的光在棱鏡中會聚,由投影鏡頭投射到投影幕上形成一幅全彩色圖像。三片式LCD投影機比單片式LCD投影機具有更高的圖像質量和更高的亮度。LCD投影機體積較小、重量較輕,制造工藝較簡單,亮度和對比度較高,分辨率適中,現在LCD投影機占有的市場份額約占總體市場份額的70%以上,是目前市場上占有率最高、應用最廣泛的投影機。

  

LQ057Q3DC02與SPCE3200的硬件電路連接如圖3,LQ057Q3DC02共有18根數據線,R、G、B3色各占6根,而SPCE3200的LCD控制器接口只有16根數據線,輸出RGB565格式圖像數據。因此連接時應將SPCE3200的LCD控制器的LCD_D[0:4]端口與LQ057Q3DC02的LCD的B[1:5]端口相連,BO端口接地;LCD控制器的LCD D[5:10]端口與LCD的G[0:5]端口相連;LCD控制器的LCD_D[11:15]端口與LCD的R[1:5]端口相連,R0端口接地。LCD控制器將產生的時鐘信號、數據使能信號、垂直同步信號、水平同步信號分別通過LCD_CLK、LCD_ACT、LCD_VS、LCD_HS引腳傳輸至LCD模塊,使得LCD在該時鐘的觸發(fā)下正常顯示圖像。拉低LQ057Q3DC202的V/Q引腳電平選擇QVGA顯示模式。通過水平顯示模式選擇信號(R/L)引腳和垂直顯示模式選擇信號(U/D)引腳設定TFT-LCD的顯示方向。拉低R/L,拉高U/D,選擇正向左序顯示方向。OV7620與SPCE3200的硬件連接如圖4所示,OV7620的Y通道端口與SPCE3200的CSI數據端口相連接,而OV7620的像素時鐘、場同步信號、水平同步信號,分別通過端口PCK,VSYNC,HREF傳人SPCE3200的CSI_CKI,CSI_VS,CSI_HS端口,SPCE3200在該同步信號的幫助下將圖像數據出入相應的緩存區(qū)。OV7620具有1個標準的I2C總線接口,通過該接口能控制OV7620的各種工作狀態(tài)、工作方式、數據輸出格式和讀取內部狀態(tài)信息。但通過該端口控制OV7620時,端口SBB必須接高電平。SPCE3200也有一個標準的硬件I2C,可以方便地與帶有I2C總線的芯片通信。故可以將OV7620的SIC_0與SIC_1端口與SPCE3200的I2C DATA和I2C_CLK端口相連接,通過SPCE3200控制OV7620工作狀態(tài)、工作方式、數據輸出格式等。I2C_CLK輸出時鐘信號,I2CDATA在時鐘信號的觸發(fā)下將控制命令傳輸給OV7620。當SPCE3200作為I2C總線的主機時,在SPCE3200的I2C CLK和I2C DATA接人總線時需要各自接一個1~10 kΩ的上拉電阻。SPCE3200內置MPEG 4/JPEG硬件編解碼模塊將緩沖區(qū)內的數據進行壓縮編碼,再利用內置NAND FLASH控制器將壓縮后的數據保存在外部的FLASH中。

 


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