案例嵌入式30dvd30盤1

1、S3C44BOX LCD 控制器SA06006027 史林SA06006018 李貴斌內(nèi)容提綱1LCD（Liquid Crystal Display）原理簡介2.S3C44B0X LCD控制器概述3. S3C44B0X LCD控制器原理液晶的三個特性液晶的分子晶體，以液態(tài)存在而非固態(tài)。如果讓電流通過液晶層，這些分子將會以電流的流向方向進(jìn)行排列，如果沒有電流，它們將會彼此平行排列。如果提供了帶有細(xì)小溝槽的外層，將液晶倒入后，液晶分子會順著槽排列，并且內(nèi)層與外層以同樣的方式進(jìn)行排列。液晶層能使光線發(fā)生扭轉(zhuǎn)。液晶層表現(xiàn)的有些類似偏光器，這就意味著它能夠過濾除了那些從特殊方向射入之外的所有光線。此外，

2、如果液晶層發(fā)生了扭轉(zhuǎn)，光線將會隨之扭轉(zhuǎn)，以不同的方向從另外一個面中射出。LCD原理簡介液晶的開關(guān)作用可以阻礙光線，也可以允許光線通過扭轉(zhuǎn)的光線沒有扭轉(zhuǎn)的光線偏振濾光器圖1 加電時圖2 不加電時LCD原理簡介電致發(fā)光電致發(fā)光（EL）是將電能直接轉(zhuǎn)換為光能的一種發(fā)光現(xiàn)象。電致發(fā)光片是利用此原理，經(jīng)過加工制作而成的一種發(fā)光薄片。如下圖：LCD原理簡介LCD 顯示器的基本原理通過給不同的液晶單元供電，控制其光線的通過與否，從而達(dá)到顯示的目的。因此，LCD 的控制歸于對每個液晶單元的通斷電的控制，每個液晶單元都對應(yīng)著一個電極，對其通電，便可使光線通過LCD原理簡介LCD 控制器的功能嵌入式系統(tǒng)的顯示卡

3、S3C44B0X 中內(nèi)置的LCD 控制器，它具有將顯示緩存（在系統(tǒng)存儲器中）中的LCD圖象數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠縇CD 驅(qū)動電路的邏輯功能。1.節(jié)約存儲器資源2.簡化程序S3C44B0X LCD控制器概述S3C44B0X LCD控制器的特性支持彩色、灰色、單色的LCD板支持三種類型的LCD板：4位雙掃描，4位單掃描及8位單掃描支持多路虛擬顯示屏（支持硬件的水平、垂直滾動）系統(tǒng)存儲器被用為顯示存儲器擁有專用DMA支持多種屏幕支持單色、4級、16級灰度（可編程實(shí)現(xiàn)）對于彩色STN LCD板，支持256級彩色支持電源節(jié)省模式S3C44B0X LCD控制器概述VFRAME: LCD 控制器和LCD 驅(qū)動器之間

4、的幀同步信號。它通知LCD 屏新的一幀的顯示，LCD 控制器在一個完整幀的顯示后發(fā)出VFRAME 信號。VLINE: LCD 控制器和LCD 驅(qū)動器間的同步脈沖信號，LCD 驅(qū)動器通過它來將水平移位寄存器中的內(nèi)容顯示到LCD 屏上。LCD 控制器在一整行數(shù)據(jù)全部傳輸?shù)絃CD 驅(qū)動器后發(fā)出VLINE 信號。VCLK: 此信號為LCD 控制器和LCD 驅(qū)動器之間的象素時鐘信號，LCD 控制器在VCLK的上升沿發(fā)送數(shù)據(jù)，LCD 驅(qū)動器在VCLK 的下降沿采樣數(shù)據(jù)。VM: LCD 驅(qū)動器所使用的交流信號。LCD 驅(qū)動器使用VM 信號改變用于打開或關(guān)閉象素的行和列電壓的極性。VM 信號可在每一幀觸發(fā)，也

5、可在數(shù)量可編程的一些VLINE 信號后觸發(fā)。驅(qū)動器切換板電極的交流信號 VD3:0:LCD 象素數(shù)據(jù)輸出端口。VD7:4:LCD 象素數(shù)據(jù)輸出端口。S3C44B0X LCD 外部接口信號S3C44B0X LCD控制器概述S3C44B0X LCD控制器框圖LCD 控制器邏輯框圖1.必要的控制信號2.視頻數(shù)據(jù)控制信號S3C44B0X LCD控制器概述LCD 控制器模塊功能介紹REGBANK 具有18 個可編程寄存器，用于配置LCD 控制器。LCDCDMA 為專用DMA，它可以自動地將顯示數(shù)據(jù)從幀內(nèi)存中傳送到LCD 驅(qū)動器中。通過專用DMA，可以實(shí)現(xiàn)在不需要CPU 介入的情況下顯示數(shù)據(jù)VIDPRCS

6、 從LCDCDMA 接收數(shù)據(jù)，變換為合適的數(shù)據(jù)格式（比如48 位單一掃描和4 位雙掃描顯示模式）后通過VD7:0發(fā)送到LCD 驅(qū)動器。TIMEGEN 包含可編程的邏輯，以支持常見LCD 驅(qū)動器所需要的不同的接口時間、速率要求。TIMEGEN 部分產(chǎn)生VFRAME, VLINE, VCLK, VM 等信號。S3C44B0X LCD控制器概述S3C44B0X LCD控制器原理掃描查找表抖動算法S3C44B0X LCD控制器原理掃描LCD控制器的一項重要工作是向LCD驅(qū)動器，按照一定的格式輸出顯示數(shù)據(jù)，然后驅(qū)動器逐象素的顯示，由于人眼的滯留效應(yīng)，看到的是連貫的圖像。這個過程稱為掃描?？刂破鞯腣D7.

7、0是數(shù)據(jù)輸出端口。根據(jù)不同的驅(qū)動器，分為4位雙掃描、4位單掃描和8位單掃描，位數(shù)指輸出端口的位寬，單掃描同時刷新屏幕上的一行，雙掃描同時刷新兩行。 S3C44B0X LCD控制器原理掃描模式一4 bit 單掃描S3C44B0X LCD控制器原理掃描模式 之二4 bit 雙掃描S3C44B0X LCD控制器原理掃描模式之三8 bit單掃描S3C44B0X LCD控制器原理掃描的控制操作有數(shù)據(jù)后，還要有控制信號正確的把這些信號顯示出來。S3C44B0X LCD控制器，可根據(jù)REGBANK中的LCD控制寄存器的可編程設(shè)置，在TIMING GENERATOR中產(chǎn)生合適的可編程控制信號，支持不同種類的L

8、CD驅(qū)動器。S3C44B0X LCD控制器原理同步信號概述在VCLK上升延，VD輸出數(shù)據(jù)；VCLK下降延，驅(qū)動器鎖存該數(shù)據(jù)；所以VCLK實(shí)際是象素的同步信號。VCLK(Hz)=MCLK/(CLKVAL 2) CLKVAL60MHZ/XVCLK260MHZ/415.0MHZ360MHZ/610.0MHZVCLK 和 CLKVAL的關(guān)系 (MCLK = 60Hz)S3C44B0X LCD控制器原理同步信號概述VLINE 行同步信號VFRAM 幀同步信號上兩種信號受LCDCON2寄存器中HOZVAL域和LINEVAL域的制約。HOZVAL = ( Horizontal display size /

9、Number of the valid VD data line) -1彩色：Horizontal display size = 3 * Number of Horizontal PixelLINEVAL = (Vertical display size) -1：單掃描LINEVAL = (Vertical display size / 2) -1：雙掃描S3C44B0X LCD控制器原理同步信號概述VM驅(qū)動器切換板電極的交流信號 VM Rate = VLINE Rate / ( 2 MVAL) S3C44B0X LCD控制器原理例子一個LCD面板是320240的分辨率，那么控制器每輸出320

10、個象素，就會輸出一個行同步信號；每輸出240行之后，就應(yīng)該輸出幀同步信號；如果是4bit單行掃描，那么每個VCLK可以輸出4個象素，則每行只會有320480個VCLK信號。 S3C44B0X LCD控制器原理查找表概述16級、4級灰度。4級灰度時，灰度劃分并不是線性的 。非線性灰度而設(shè)置的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)查找表S3C44B0X LCD控制器原理保留4級灰度的原因16級灰度需要4bit來表示一個象素，而4級灰度只需要2bit就夠了。所需的位數(shù)越少，就越節(jié)省顯存空間（使用更少的存儲器），操作顯存耗費(fèi)的CPU資源也越少，這樣系統(tǒng)功耗必然隨之減小。因為很多應(yīng)用中對灰度級要求不高 S3C44B0X LCD控

11、制器原理例子例如在某個應(yīng)用中，要求象素點(diǎn)能夠完全熄滅、能夠達(dá)到最大亮度，以及正常顯示文字；我們可以設(shè)置4級非線性灰度，第0級相當(dāng)16級線性灰度的第0級（熄滅），第3級相當(dāng)16級的第15級（最亮），第1級和第2 級都相當(dāng)16級的第11級（普通文字） S3C44B0X LCD控制器原理彩色模式下的查找表每個象素的八位：3位紅、3位綠、2位藍(lán)擁有各自獨(dú)立的查找表S3C44B0X LCD控制器原理虛擬屏幕的原理虛擬屏幕從原理上講是一個內(nèi)存的概念。因為程序員對顯示器的操作實(shí)際上是對顯存的操作，把代表顯示器每個象素的數(shù)據(jù)寫入顯存的過程。對于虛擬屏幕，程序員維護(hù)著一個更大的屏幕，更多的顯存而已。 S3C44

12、B0X LCD控制器原理圖 虛擬屏幕PAGEWIDTH是真實(shí)顯示器的寬度OFFSIZE是真實(shí)屏幕左端到虛擬屏幕最右端的距離LCDBASEU是真實(shí)顯示器起點(diǎn)對應(yīng)的顯存地址LCDBASEL只用在雙掃描模式，是下半幀對應(yīng)顯存的開始地址S3C44B0X LCD控制器原理一個疑問？16級灰度，需要4bit來表示一個象素，為什么控制器只使用了1bit輸出就實(shí)現(xiàn)了？256色需要8bit表示一個象素，為什么只用3bit輸出就可以呢？ S3C44B0X LCD控制器原理抖動算法的原理LCD屏幕以一個很快的（通常為80Hz）速度刷新，因為眾所周知的人眼滯留效應(yīng)，感覺上是流暢的畫面。一個幀周期內(nèi)，象素只有點(diǎn)亮和熄滅兩種狀態(tài)。正是基于這種原理，當(dāng)象素一亮一滅，且切換的頻率很低時，看到的是一閃一閃的點(diǎn)；如果切換頻率很高，人眼覺察不出來他在閃爍，只會感覺沒有那么亮罷了。屏幕不斷快速刷新，亮的次數(shù)多，熄滅的次數(shù)少，看起來就比較重；反之看起來比較淡。這種顏色的濃淡變化構(gòu)成不同灰度級別。可以用“占空比”來量化表示，就是亮的次數(shù)占刷新次數(shù)的比例。 S3C44B0X LCD控制器原理不同灰度級對應(yīng)的占空比 S3C44B0X LCD控制器原理抖動算法中的離散化 相鄰幀狀態(tài)的離散化相鄰象素狀態(tài)的離散化 這是一個數(shù)學(xué)問題，要根據(jù)不同的應(yīng)用不斷的優(yōu)化，44B0的LCD控制器并沒有把抖動算法的輸出序列固化在芯片里，可以通過寄