李俊,張團(tuán)善,武玉婷

(西安工程大學(xué) 電子信息學(xué)院,西安 710048)

引 言

目前,ARM在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文選用的是NXP公司32位 LPC2478。LPC2478豐富的資源適合在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用,該芯片的成本和功耗都比較低,是內(nèi)部集成LCD控制器的ARM7芯片。在工業(yè)領(lǐng)域中,相比較數(shù)字屏而言,模擬屏具有驅(qū)動(dòng)能力、抗干擾能力強(qiáng)和價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用,本設(shè)計(jì)中采用了群創(chuàng)公司的7 in模擬屏。

1 HX8817芯片簡(jiǎn)介

HX8817是一個(gè)帶有 ITUR BT.656和BT.601輸入接口的TFT-LCD時(shí)序控制器。該控制器內(nèi)置色彩空間轉(zhuǎn)換電路、DAC和運(yùn)算放大器,并且具有g(shù)amma校正和極性翻轉(zhuǎn)功能,將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為行極性變換方式的、模擬放大的RGB信號(hào),同時(shí)產(chǎn)生模擬屏所需的水平和垂直時(shí)序。該芯片結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

2 LPC2478的LCD控制器

圖1 HX8817結(jié)構(gòu)框圖

LCD控制器直接為多種彩色和單色LCD顯示屏的接口提供了所有必需的控制信號(hào)。顯示分辨率最高支持1 024×768。LCD控制器用于將像素編碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成所需格式,并產(chǎn)生相應(yīng)的時(shí)序以驅(qū)動(dòng)各種單屏或雙屏的單色和彩色LCD顯示屏。該 LCD控制還具有兩個(gè)獨(dú)立的DMA FIFO緩存器,當(dāng)液晶屏為單屏,可將這兩個(gè)緩存器合并為32雙字節(jié)容量來(lái)使用。采用了DMA FIFO之后,SDRAM中的Frame Buffer中的圖像數(shù)據(jù)以DMA方式傳輸?shù)絃CD控制器數(shù)據(jù)緩存器FIFO,不占用系統(tǒng)總線時(shí)間。LCD控制器包含兩個(gè)單獨(dú)的AHB接口。一個(gè)是AHB從接口,主要被CPU用于訪問(wèn)LCD控制器內(nèi)的控制寄存器和數(shù)據(jù)寄存器;另外一個(gè)是AHB主接口,被LCD控制器用來(lái)DMA訪問(wèn)存在于內(nèi)存或系統(tǒng)其他地方的顯示數(shù)據(jù)。LCD控制器的接口和控制信號(hào)引腳如表1所列。

表1 LCD控制器的引腳

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

具體的硬件電路框圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)硬件框圖

硬件電路可以分為以下部分：

①電源驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)。該電路主要功能是把5 V電源變成模擬屏所需的正負(fù)電壓(VGL、VGH)。本設(shè)計(jì)采用MC34063芯片,該芯片外圍電路簡(jiǎn)單,能很方便地設(shè)計(jì)出模擬屏所需的正負(fù)電壓。

②ARM的LCD控制器與HX8817芯片接口設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)定HX8817的IF1～I(xiàn)F3引腳,使得HX8817的輸入為18位數(shù)字信號(hào)RGB(R5～R0,G5～G0,B5～B0),具體設(shè)定IF1～I(xiàn)F3均為高電平。分辨率通過(guò)RES1～RES3引腳設(shè)定,本文設(shè)定分辨率為 480×234。但是由于LPC2478的LCD控制器數(shù)據(jù)總線為24位,因此在數(shù)據(jù)總線連接的時(shí)候必須注意對(duì)應(yīng)的連接順序。為了保證顏色的失真最低,只能丟棄LCD 24位 RGB中的每種顏色數(shù)據(jù)的低兩位。其他引腳對(duì)應(yīng)方式如下：LCD控制器的LCDDCLK接HX8817的CLK1,LCDFP接VS,LCDLP接HS,LCDENA接DE。

③HX8817與模擬屏接口。此處所要注意的是HX8817的POL信號(hào)要經(jīng)過(guò)運(yùn)放電路,然后疊加直流信號(hào),產(chǎn)生VCOM信號(hào)送給模擬屏,具體參考電路如圖3所示。其他引腳只要一一對(duì)應(yīng)連接即可。通過(guò)調(diào)節(jié)VCOM的DC端,可以改變LCD的色彩;調(diào)節(jié) AC端,可以改變LCD的對(duì)比度。

圖3 VCOM信號(hào)產(chǎn)生電路圖

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本文的重點(diǎn)是討論如何實(shí)現(xiàn)用LCD控制器的信號(hào)去驅(qū)動(dòng)模擬屏,具體在顯示上的一些GUI函數(shù),不是本文討論的內(nèi)容,在此就不展開(kāi)。HX8817所需的時(shí)序信號(hào)是通過(guò)對(duì)LCD控制器的配置產(chǎn)生的,筆者根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用,并比較HX8817輸入時(shí)序信號(hào)和LCD控制器輸出時(shí)序信號(hào),對(duì)LPC2478的LCD控制器里的主要寄存器進(jìn)行初始化設(shè)置。初始化函數(shù)Lcd_Init()主要代碼如下：

5 總 結(jié)

本文給出了一種LCD控制器信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)模擬屏的設(shè)計(jì)方案,主要就硬件的實(shí)現(xiàn)展開(kāi)論述。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,該設(shè)計(jì)方案具有硬件接口電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本較低等特點(diǎn),對(duì)具有數(shù)字屏的項(xiàng)目轉(zhuǎn)換成模擬屏具有很實(shí)際的借鑒意義,可廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品中。

[1]HX8817 TCOM with YUV Input and DAC version 04,2007-10.

[2] 周立功,等,深入淺出 ARM7——LPC2400(下冊(cè))[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2006.

[3]周立功,等,ARM嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)筆記——基于LPC2400(下冊(cè))[OL].[2010-03].http：//zlgmcu.com.