飞凌嵌入式ElfBoard ELF 1板卡-LCD硬件原理介绍

LCD液晶屏是Liquid Crystal Display的简称，LCD常见的接口有以下几种：

LVDS接口

LVDS，即Low Voltage Differential Signaling，是一种低压差分信号技术接口。它是美国NS公司为克服以TTL电平方式传输宽带高码率数据时功耗大、EMI电磁干扰大等缺点而研制的一种数字视频信号传输方式。

LVDS输出接口利用非常低的电压摆幅（约350mV）在两条PCB走线或一对平衡电缆上通过差分进行数据的传输，即低压差分信号传输。采用LVDS输出接口，可以使得信号在差分PCB线或平衡电缆上以几百Mbit/s的速率传输，由于采用低压和低电流驱动方式，因此，实现了低噪声和低功耗。

MIPI接口

MIPI（移动行业处理器接口）是Mobile Industry Processor Interface的缩写。MIPI（移动行业处理器接口）是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准。把移动设备内部的接口如摄像头、显示屏、基带、射频接口等标准化，从而增加设计灵活性，同时降低成本、设计复杂度、功耗和EMI。

HDMI接口

HDMI（High Definition Multimedia Interface）是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。HDMI可用于机顶盒、DVD播放机、个人计算机、电视、游戏主机、综合扩大机、数字音响与电视机等设备。HDMI可以同时发送音频和视频信号，由于音频和视频信号采用同一条线材，大大简化系统线路的安装难度。

RGB接口

RGB接口确切的说应该叫做RGB TTL接口。该接口分为并行传输接口和串行传输接口。ELF 1开发板用的是并行传输方式，驱动板主控芯片输出的TTL数据信号，经电缆线直接传送到LCD液晶面板的输入接口。

一、硬件原理的介绍

由于ELF 1开发板使用的是LCD RGB TTL并行传输接口，所以重点介绍此接口。该并行接口一般包含RGB数据信号、时钟信号和控制信号三类。

（一）RGB色彩模型

RGB一般是指RGB色彩模型(RGB color model), 是工业界的一种颜色标准通过对(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的RGB即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色，这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色。通常一个颜色通道由8bit表示, 即每个颜色通道值得范围是0~255，通常称RGB888/RGB24三个颜色通道总共能组合出约1678(256×256×256)万种色彩, 通常也被简称为1600万色或千万色, 也称为24位色。在实际的使用中, 除了RGB888模式，还有RGB555、RGB565、RGBX888(另8bit用作alpha通道或者不用)等模式。

对于RGB888模式，对应到硬件接口连接上，就是将芯片LCD控制器的B段数据线引脚（data0-data7），G段数据线引脚(data8-data15)，R段数据线引脚（data16-data23）分别连接到LCD的B，G，R对应的数据引脚上。ELF 1开发板使用的是RGB565模式，即，R通道5bit，G通道6bit，B通道5bit，所以，我们只使用imx6ull芯片LCD外设控制器的data0-data15，16个数据引脚即可,然后将此三段数据线引脚分别连接到LCD的B高5bit(B3-B7)，G高6bit（G2-G7），R高5bit(R3-R7)。

如下硬件原理图所示：

（二）时钟信号

这里时钟信号指的是像素时钟LCD_PCLK，每一个像素时钟周期，发送一个像素数据。

（三）控制信号

控制信号包括数据使能信号(或有效显示数据选通信号)DE、行同步信号HSYNC、场同步信号VSYNC。

从上图可以看出，控制信号DE(ENABLE)、HSYNC、VSYNC的作用。比如，我们的LCD屏是480X272分辨率，那么每个行就有480个像素点，共272行。DE信号就是用于通知LCD屏有效数据的开始与结束，如下图，在DE信号拉低的区间内，才是有效数据，对应480个时钟周期：

再看HSYNC信号，此信号是行同步信号，LCD控制器先发送一个HSYNC低电平脉冲，脉冲宽度是HSYNC Pluse Width（HSPW），脉冲告诉驱动器下面的信息是一行信息。然后开始这一行信息，这一行信息包括3部分：HBPD（前肩）+有效数据+HFPD（后肩）。其中前肩和后肩都属于时序信息（和LCD屏幕具体有关），有效数据就是480个像素数据。所以你可以认为一行总共包含4部分：HSPW+HBPD+有效数据+HFPD。

最后看VSYNC,是场同步信号，或者说是帧同步信号，同行同步信号类似，控制器先发一个VSYNC低电平脉冲，脉冲宽度是VSYNC Pluse Width（VSPW），告诉驱动器下面的信息是一帧的数据信息，272行的有效数据，这一帧信息也包括4部分：VSPW+VBPD（前肩）+有效数据+VFPD（后肩）。

底板的LCD屏接口可适配各种分辨率的电阻屏和电容屏。按照原理图上RGB接口我们逐一介绍引脚的功能。

LCD屏从功能上可分为显示和触摸两大部分。对于触摸功能，这里暂不做讲解。