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一、 文章描述
本文主要粗略描述下普通的LCD屏相关电路方面的知识。工程师可以通过本文了解到lcd屏相关电路设计原理以及需要注意的部分。 本文主要主要分为以下几个方面来描述: LCD屏电路原理叙述; LCD电路基本构成; RK3288的LCD的背光部分描述; RK3288DE MIPI数据口电路描述 二、 LCD屏电路原理叙述 随着移动终端产品的普及,LCD液晶屏越来越普及,其功耗低,尺寸薄,价格便宜,分辨率也越来越高,大小可裁剪。 实际理解LCD屏的发光原理,可以借着彩色的LED灯阵列的广告屏来理解。一幅图可以被细化出一个个同等规模的点,我们称为像素点。如1920*1080就是由1920行和1080的列LED阵列组成。行数和列数越多,图片被细化的颗粒度就越小,也就是越细腻。 由于任何一个颜色可以由RGB转换配对而成,所以一个像素点由RGB三个灯构成,通过调节三个灯的颜色可以配出对应的颜色。 这样通过配置各个像素点,就还原成对应的图片,由于一个像素点只能一种颜色,如果一幅图片细化像素点低,则会忽略掉其他像素点,则呈现出来的图像像素点之间间隔很明显;而像素越高,则图片一个像素点大小的颜色越单调,则呈现显示出来的图像就越清晰。 但是并不意味着像素越高,呈现图像一定比像素低的LCD屏显示效果要好,这是由于图片本身也是由颗粒度的,图片如果只是800460的大小,你放入19201080和800*460是没有区别的。同时在一些小尺寸高清晰的lcd屏中,如手机,它由于尺寸太小,虽然像素高,但人眼很难分辨出来。 当前的液晶屏和传统的led屏大不相同。但是最终颜色和像素的原理是类似的,理解可通用。当前的液晶屏,将颜色和亮度分开,实际真正的一个液晶屏就是一个色板,用户需要朝这个色板上照光,才能亮出对应颜色。 三、 LCD电路基本构成 在最早的时候,一个LED或者LCD屏都是由cpu根据要呈现的图像逐个像素点配置颜色刷新显示在lcd上。但是由于早期的成像要一直刷新,太占用cpu资源,所以就有了一个芯片记录当前lcd屏需要成像的图像,cpu只需要按照一定时间比例将待刷新的图更新到此芯片中,然后此芯片会定时刷新当前的lcd屏。 由于lcd屏厂商众多,开发出了各种各样的cpu和lcd芯片缓存之间的接口。如HDMI,lvds,mipi,rgb,spi,uart等。Cpu可以根据这些接口将图片数据逐个像素点上传到lcd的显示缓存中。 再后来,在视频流这种图像呈现中,cpu既要处理视频数据还要更新lcd缓存,这对cpu资源占用太多,所以图像刷新接口缓存的交给了DMA,即cpu通过DMA指定RAM上某一片区映射到显示接口,接口查看到DMA的数据,刷新给LCD显示缓存。 前文已述,当前液晶屏的数据显示只是颜色,需要一定的光才能呈现到人眼中。所以在lcd的色板中,一定有一个灯照在其上,通过调节这个灯的电流来调节lcd的亮度,我们称作这个模块为背光电路。 所以一个LCD的电路大致分为3部分。第一部分LCD的数据缓存电路部分;第二部分数据接口部分;第三部分为背光电路部分。 其中lcd的数据缓存部分一般是由lcd厂商设计,背光电路有的是厂商设计,预留一个pwm接口,有的是交给用户设计。 四、 RK3288的LCD的背光部分描述 当前选择的LCD屏,并不支持背光。所以设计中必须考虑此部分设计。 当前的LCD屏基本都是LED发光,所以为了考虑LED灯的衰减性和不一致性,所以一般采用恒流源来驱动。通过调节恒流源的电流完成对应灯光强度的控制。 上图中,通过BL_EN控制当前背光电源。通过控制pwm来实现对应电流输出。由于每个LCD屏的背光led灯数目不一,所以一旦横流呈现的电压过大,大于lcd屏耐受电压,则需要对应的稳压二极管钳住电压,不烧毁lcd屏。 五、 RK3288的LCD的数据口部分描述 电源使能的电路控制lcd屏数据刷新芯片的电源开断。复位电路为图像刷新芯片的的复位电路。Mipi数据线为4对数据线和一对时钟线差分接口。 Led供电电路为恒流源驱动电路,实际为背光输出的电流,通过PWM控制。 六、 RK3288的LCD的总结 当前是通用的电路设计。后续软件中会继续解析相关原理说明。(最近工作又点忙,更新很慢,写的不太细,有事留言qq群744140106) |
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