【摘 要】很多嵌入式產(chǎn)品都選用LCD作為顯示終端，顯然，如果把工業(yè)級(jí)LCD用在大屏幕顯示中付出的代價(jià)會(huì)很大，因此需要找到一種既可以達(dá)工業(yè)級(jí)大屏幕的顯示效果，而且價(jià)格又能接收的方法，而選用15針VGA顯示接口是一種常用的方法。本文正是通過對(duì)基于ARM嵌入式VGA接口的制作的研究，旨在找到一種更適合大屏幕顯示的方法。

【關(guān)鍵詞】VGA 接口技術(shù) 顯示

一、嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展

嵌入式系統(tǒng)的理念最初出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，但是人們真正意識(shí)到體積小、功耗低、成本低、可靠性高的嵌入式系統(tǒng)相較于通用PC計(jì)算機(jī)的巨大優(yōu)勢(shì)，則一直到了半導(dǎo)體技術(shù)與微電子技術(shù)獲得突飛猛進(jìn)發(fā)展的最近這幾十年。與此同時(shí)，伴隨著信息技術(shù)和電子芯片技術(shù)的大量普及，嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)也獲得了迅速廣泛的應(yīng)用，不僅涉及工業(yè)生產(chǎn)、交通控制、軍事體系、家電、信息、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、氣象等公共領(lǐng)域，而且伴隨著技術(shù)的逐漸發(fā)展成熟以及批量化的生產(chǎn)方式，嵌入式系統(tǒng)同樣也在個(gè)人領(lǐng)域獲得了極其廣泛的應(yīng)用。按照國(guó)際電機(jī)工程師協(xié)會(huì)對(duì)嵌入式系統(tǒng)的定義，嵌入式系統(tǒng)是控制、監(jiān)視或者是輔助裝置、機(jī)器正常運(yùn)行的裝置，按照這一定義，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展階段大致可以劃分為以下幾個(gè)：首先是無操作系統(tǒng)的嵌入式算法階段，也就是一種以單芯片為核心可編程控制器系統(tǒng)。其次是以嵌入式CPU為根基的操作系統(tǒng)階段。再次是通用的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)階段，這一階段出現(xiàn)的時(shí)間正是在上世紀(jì)末嵌入系統(tǒng)逐漸開始普及之時(shí)。最后也就是當(dāng)前正方興未艾的Internet的嵌入式階段。

二、三星S3C2410 LCD芯片簡(jiǎn)介

三星公司開發(fā)了一款功能強(qiáng)大，性價(jià)高的ARM9芯片S3C2410，其被嵌入式產(chǎn)品市場(chǎng)的認(rèn)可和用戶的歡迎歡。設(shè)計(jì)時(shí)，為方便用戶驅(qū)動(dòng)掃描LCD接口，故在S3C2410內(nèi)部LCD集成控制器。

（一）控制芯片引腳功能

在LCD控制器中配備了用于數(shù)據(jù)掃描和時(shí)序控制的引腳。

與VFRAME/VSYNC--LCD控制器和LCD驅(qū)動(dòng)器有著密切聯(lián)系的的幀同步信號(hào)的產(chǎn)生，預(yù)示著LCD屏開始進(jìn)行初始化。LCD控制器的工作原理是在：在相鄰兩貞插入一個(gè)VFRAME信號(hào)，就是上一動(dòng)作完成后插入一個(gè)VFRAME信號(hào)再進(jìn)行新一幀的顯示。

該LCD控制器所發(fā)送同步脈沖信號(hào)的作用是驅(qū)動(dòng)LCD驅(qū)動(dòng)器把是將水平線移位寄存器的數(shù)據(jù)傳送給LCD屏顯示。LCD驅(qū)動(dòng)器接收到LCD控制器整行行數(shù)據(jù)之后，就會(huì)在插入一個(gè)VLINE信號(hào)繼而進(jìn)行下一個(gè)動(dòng)作。當(dāng)LCDLCD驅(qū)動(dòng)器接收控制器所發(fā)送像素時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，就控制會(huì)把LCD控制在VCLK上升沿?cái)?shù)據(jù)送出，同時(shí)，LCD驅(qū)動(dòng)器會(huì)在VCLK的下降沿處采集信號(hào)。

LCD驅(qū)動(dòng)器發(fā)送AC信號(hào)時(shí)電壓極性的改變是通過LCD驅(qū)動(dòng)器來控制的，最終達(dá)到對(duì)像素點(diǎn)顯示的控制。在這其中，VM信號(hào)與每幀信號(hào)或者與可變數(shù)據(jù)的VLINE信號(hào)兩者之一的同步才能達(dá)到控制像素點(diǎn)的目的。

（二）控制寄存器選擇

三星S3C2410的LCD控制寄存器的種類很多，主要有LCDCON1、LCDCON2、LCDCON3、LCDCON4、LCDCON5等五種類型的寄存器。這些寄存器參數(shù)的設(shè)置與顯示屏信息、控制時(shí)序和數(shù)據(jù)傳輸格式都有著密切的聯(lián)系，因此為了保證使顯示器達(dá)到預(yù)訂單的顯示效果，在設(shè)計(jì)VGA接口時(shí)，按照設(shè)備的具體信息進(jìn)行正確的設(shè)置。

（三）控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

該LCD控制器S3C2410的主要作用是傳輸圖像數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)。該控制器是由控制寄存器、LCDCD—MA、視頻信號(hào)處理單元、LPC3600和定時(shí)信號(hào)單元等組件組成。芯片REGBANK中有可編程的寄存器和一些調(diào)色板存儲(chǔ)器組成，這是用來配置LCD控制器，并設(shè)置參數(shù)用的。系統(tǒng)的視頻數(shù)據(jù)的傳輸與存儲(chǔ)是通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線利用CDMA快速視頻傳輸信道實(shí)現(xiàn)的。

三、VGA接口設(shè)計(jì)

（一）VGA接口分析

在1987年VGA接口剛剛推出的時(shí)代，正值CRT顯示器占據(jù)主流的時(shí)期，當(dāng)時(shí)CRT顯示器所使用的是一種陰極射線管，此類陰極射線管主要有偏轉(zhuǎn)線圈、電子槍、熒光粉層、蔭罩以及玻璃外殼五個(gè)構(gòu)成部分，電子槍和偏轉(zhuǎn)線圈是其中最為重要的構(gòu)件，這兩部分分別管控圖像的顏色以及掃描的時(shí)序。兩者之中，電子槍可以制造出三條成品字形形狀的電子束，三條電子束又分別管控紅、藍(lán)、綠的三種顏色，在控制信號(hào)中，RGB信號(hào)是原始的三基色視頻信號(hào)，并不存在著制式差異，也就是說可以直接呈現(xiàn)出彩色圖像；所謂偏轉(zhuǎn)線圈是借助水平、垂直兩個(gè)方向的偏轉(zhuǎn)掃描來呈現(xiàn)出完整的圖像，而同歩信號(hào)用于控制同步的掃描電路，由于此類信號(hào)全部是模擬信號(hào)，因此在PC一類的電子產(chǎn)品顯示信號(hào)的數(shù)字亮度以及色差信號(hào)就必須經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換，待取得模擬亮度以及色差信號(hào)后，在此基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)換為RGB信號(hào)（即Red、Green、Blue紅綠藍(lán)三基色），最后與行同歩信號(hào)以及場(chǎng)同歩信號(hào)一塊借助模擬信號(hào)接口傳輸進(jìn)入到顯示器件，而這類信號(hào)的傳輸，正是需要借助VGA接口來實(shí)現(xiàn)。

（二）VGA的基本原理

ADV7125芯片用于VGA轉(zhuǎn)換的基本原理是，將S3C2440輸出的數(shù)字視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬的VGA輸出信號(hào)，模擬的VGA輸出信號(hào)的大小受ADV7125芯片外圍參考電壓VREF和外加電阻RSET的控制。

（三）VGA接口設(shè)計(jì)

在很多工程實(shí)踐場(chǎng)合，需要把LCD場(chǎng)合轉(zhuǎn)換為VGA信號(hào)，是否轉(zhuǎn)換，是由VGA信號(hào)的時(shí)序決定的。VGA信號(hào)是由紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三色信號(hào)加上行（H）、場(chǎng)（V）等五部分組成的，而這五種信號(hào)時(shí)序的配置都是由S3C2440芯片控制的。接下來對(duì)VGA信號(hào)的時(shí)序、硬件連接、及注意事宜進(jìn)行說明。

（四）VGA時(shí)序信號(hào)

VSYNC 是場(chǎng)掃描時(shí)序中的場(chǎng)同步信號(hào)，Tvsync是場(chǎng)顯示器掃描1幀完整畫面需要的時(shí)間；VSYNC信號(hào)有480行有效顯示行和45行場(chǎng)消隱顯示期組成。

三、小結(jié)

通過本文的研究分析知，要想在大屏幕顯示中實(shí)現(xiàn)高分辨率和高刷新率的效果，就得需要比較大的數(shù)據(jù)帶寬，這樣會(huì)對(duì)處理器的頻率和總線頻率要求提高。而通過本文的設(shè)計(jì)可以改變這種狀況，在普通顯示器上就可以實(shí)現(xiàn)高配顯示器所能達(dá)到的效果，將對(duì)工程實(shí)踐具有積極的意義。

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