摘 要: 介紹了新型LCD" title="LCD">LCD視頻驅動電路的設計,采用專用LCD視頻驅動集成電路(LVIC)HD66840F,可以方便地從計算機的視頻接口接出信號直接驅動黑白或彩色LCD,同時在CRT上運行的軟件也可以在LCD屏上正常工作。
關鍵詞: 視頻驅動 LCD顯示器
計算機接到CRT顯示器的信號由三色R.G.B.標準信號和行、場同步信號組成,但無法直接驅動圖形LCD顯示器， 原因是兩者的時鐘、掃描方式、數據格式等都不相同。在此介紹一種由1.3微米工藝制作的大規模集成電路芯片HD66840F,它是專用LCD視頻驅動芯片,能把用于CRT顯示的三色R.G.B.標準信號轉換成LCD顯示的數據信號。它能使LCD直接替代CRT顯示而不需作任何變動,本電路不僅能控制TN型LCD,而且還可以控制TFT型LCD,同時兼容單色或彩色顯示屏,最大顯示分辨率可達到720×512點。
1 芯片結構及主要性能
圖1為芯片內部的邏輯框圖。
芯片的主要功能包括:
(1)把標準視頻信號轉換成LCD驅動數據信號,以適應單色顯示、8級灰度顯示和8色彩顯。
(2)可選擇控制器的不同控制方式,即引腳編程方式和內部寄存器編存方式(通過MPU或ROM)。
(3)可通過編程控制不同點陣的顯示屏,其范圍為:
行:4～1024點 列:32～4048點(4～506字符)
(4)能夠由標準視頻信號的行同步信號HSYNC和場同步信號VSYNC產生LCD顯示所需的顯示時鐘信號。
(5)內部鎖相環路能產生驅動液晶屏所需的點時鐘信號(需要外接電荷泵電路、低通濾波器及壓控振蕩器)。
2 應用系統框圖
圖2是一個計算機通過LVIC驅動LCD的原理框圖,整個系統都在微機外面。
LVIC把來自計算機的驅動CRT的R.G.B.串行信號轉變成并行信號寫入緩沖寄存器中,然后再依次讀出并輸出到LCD驅動器中。這里串行信號的閂鎖信號即點時鐘信號(DOTCLK)是由鎖相環路(PLL)以行同步為基準時鐘產生的,其頻率由PLL電路的分頻比寄存器(R10、R11)決定。
3 各種顯示功能的控制
3.1 編程方式
有兩種方法可以用來控制LVIC的顯示功能,即引腳接線編程和內部寄存器編程。
引腳接線編程把相關引腳接不同的電位以控制系統的顯示功能。這樣設計雖簡單,但使用中無法改變和調整。
內部寄存器編程通過MPU或ROM把數據寫入顯示芯片的內部寄存器,可以靈活、方便地通過程序來設定和改變系統的顯示功能。圖3是使用4bit微處理芯片和ROM編程的連接圖。由于LVIC的MPU總線與z80系列的控制總線兼容,它也能直接與其它MPU的總線相連。
3.2 屏幕尺寸
屏幕顯示線點數可以通過引腳或內部寄存器編程來選定。
在引腳接線編程方式下,用戶可通過XDOT腳在水平方向選用640點或720點(80或90字符),而通過YL2～YL0引腳選擇垂直行數為200、350、400、480、512或540。
當通過內部寄存器編程法選擇屏幕象素時,通過寄存器R6、R7在水平方向可從32～4048點間任選一偶數(4～506個字符),垂直方向可通過垂直行顯寄存器R2、R3及R4的高兩位數來選擇掃描行數,范圍為4～1028行中的任一偶數。
3.3 存儲器選擇
用戶可以采用8KB、32KB或64KB的SRAM作為LVIC的緩沖存儲器。因為LVIC有一片選信號,因此不需外接任何譯碼電路。
存儲器的大小由屏幕尺寸而定。存儲容量(bytes)=Nhd×Nvd
Nhd:水平方向顯示的字符數;Nvd:垂直方向顯示的行數
例如:640×200點屏顯時,需16KB存儲器,因為顯示80個字符、200行(8個點組成一個字符)。因此每一顯示平面就需2片HM6264(8KB存儲器)。若單色8級灰度顯示,則只需把MCS0及MCS1分別與二片存貯器連接。彩顯時,則需三套顯示頁面的存儲器。如圖4所示。
3.4 主要顯示模式
LVIC支持16種顯示模式,由引腳DM0～DM3的狀態而定。顯示模式的內容包括:把適用于CRT顯示的R.G.B.信號轉變成單色顯示、8級灰度顯示或8色彩色顯示;顯示彩色時LCD輸出數據的類型,如何設定LCD驅動器,如何安排彩色信號(彩條的形式)及輸出交變信號的類型等。
(1)單色顯示
在這種顯示模式中,顯示色只有黑、白兩種,是由CRT顯示中的R.G.B.信號相“或”后決定顯示的黑、白。其顯示關系見表1。
(2)8級灰度顯示
在這一顯示模式中,LVIC根據原CRT顯示信號的色彩(亮度)把輸出信號劈分成8級灰度。其顯示關系見表2。
(3)8色彩顯
在彩顯模式中LVIC可通過LCD屏上的每個R.G.B.象素顯示8色信號,其8色與CRT顯示的完全一樣。在彩顯時,有兩種彩條排列形式,即水平彩條排列和垂條彩色排列。不同的LCD屏LVIC將采用不同的R.G.B.信號輸送方式,以便與LCD象點的排列相吻合。
3.5 使用注意事項
(1)LVIC的復位端RES用于開機時的復位,其復位信號至少應保持1微秒。復位端并不影響寄存器的內容,因此即使在復位期間MPU也可對寄存器進行讀寫。
(2)當采用內部寄存器編程控制方式時,在復位后只有當寄存器寫入數據后才能正常運行,否則會出現顯示不規則現象。
(3)由于LVIC時大規模CMOS電路各輸入引腳不能懸空,都須按要求連接。
應用本電路可以直接將LCD顯示器同計算機主板或工控機相連,以便用LCD顯示器直接替代CRT電腦顯示屏。在工業控制和嵌入式控制系統的應用中,給電路設計提供了很大的便利。
參考文獻
1 郭 強,李維讠是.液晶顯示的驅動和控制.現代顯示，1999; (19)
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3 Semiconductor & Integrated Circuits Specification. Hitachi， Ltd.