ARMS3C2410驱动TFT-LCD的研究.

1、ARM S3C2410 驱动 TFT-LCD 的研究技术分类：嵌入式系统| 2008-03-07来源：电子开发网|作者：张义磊介绍了 S3C2410 的 LCD 控制器的数据和控制管脚，并给出了 LCD 的控制流程和 TFT-LCD 的控制器设置规则。参照 TFT-LCD CJM10C0101 的逻辑要求和时序要求设计了其驱动电路，设置了各主要 LCD 寄存器。开发了 CJM10C0101 在嵌入式 LINUX 下的显示驱动程序,并在 CJM10C0101 上显示了清晰 稳定的画面。实验表明这套装置通用性好，能驱动大部分的 TFT-LCD;可移植性强，经过少许 修改即可应用在其他嵌入式系统中。

2、它是S3C2410 驱动 TFT-LCD 的一套较佳的解决方案。1 引言随着科技的发展，ARM 在社会各个方面的应用越来越广。S3C2410 是三星公司生产的基于ARM920T 内核的 RISC 微处理器,主频可达 203MHz,适用于信息家电、 SmartPhone、Tablet、 手持设备、移动终端等领域。其中，集成的 LCD 控制器具有通用性，可与大多数的 LCD 显示模 块接口。CJM10C0101 是一种用非晶硅 TFT 作为开关器件的有源矩阵液晶显示器，该模块包括TFT-LCD 显示屏！驱动电路和背光源，其接口为 TTL 电平。分辨率为 640X480 像素，用 18bit 数据信

3、号能显示 262144 色。6 点视角是最佳视角。在以三星 ARM 芯片 S3C2410 为核心，USB、UART LCD TOUCHPANE 等作为输入输出设备,FLASH 和 SDRAM 作存储器，加上固化在 FLASH 里面的嵌入式 LINUX 组成的嵌入式系统中，我们致力于使此系统用本国生产的 TFT-LCD 作显示输出，因此研究设计了驱动 CJM10C0101 型26.4cm(10.4in)TFTLCD 的硬件适配电路与嵌入式 LINUX 下的显示驱动程序。2 S3C2410 LCD 控制器介绍2.1 管脚S3C2410LCD 控制器用于传输视频数据和产生必要的控制信号，像 VFRA

4、MEVLINE、VCLKVM 等等。除了控制信号,S3C2410 还有输出视频数据的端口VD23:0,如图 1 示。i- VCUGLCD HCLKi-VLINE/VSYNaCPV- VFRAMESYNCSTV- VM/VDEN/TP:-VD卩3Q谢I 3(2410 1丄1拧制器的外祐淤那谢LEND -LCD-PWRENiLCDVF0 -LCDVH -LCDVF2-SwnSunftS3C241QXLCD控制事将要用到的管脚描述如下：VCLK 像素时钟信号；VD23:0 LCD 象素输出端口 ;VM/VDEN/TP LCD 驱动器的 AC 偏置信号（STN）/数据使能信号（TFT）/SECTFT

5、源驱动器数据 加载脉冲信号。2.2 寄存器介绍S3C2410 的 LCD 控制寄存器主要有：LCDCON 寄存器、LCDCON 寄存器、LCDCON 寄存器、LCDCON 寄存器和 LCDCON 寄存器等，详情请见参考文献1。2.3 控制流程LCD 控制器由 REGBAINKLCDCDMAVIDPRCS TIMEGEN 和 LPC3600 组成（见图 2）。图2 S3C2410 LCD控制番的内祁方槪附REGBAN 有 17 个可编程寄存器组和 256X16 的调色板存储器，用来设定 LCD 控制器。LCDCDM是一个专用 DMA 自动从帧存储器传输视频数据到LCD 控制器，用这个特殊的 DM

6、A 视频数据可不经过 CPU 干涉就显示在屏幕上。VIDPRC 黴受从 LCDCDM 来的视频数据并在将其改变到合适数据格式后经VD23:0将之送到 LCD 驱动器，如 4/8 单扫描或 4 双扫描显示模式。TIMEGEN可编程逻辑组成，以支持不同 LCD 驱动器的接口时序和速率的不同要求。TIMEGEN 产生 VFRAME VLINE、VCLK VM 信号等。数据流描述如下:FIFO 存储器位于 LCDCDMA当 FIFO 空或部分空时丄 CDCDMAg 求从基 于突发传输模式的帧存储器中取来数据，存入要显示的图像数据，而这个帧存储器是 LCD 控制器在 RAM 中开辟的一片缓冲区。当这个传

7、输请求被存储控制器中的总线仲裁器接收到后，从系统存储器到内部 FIFO 就会成功传输 4 个字。FIFO 的总大小是 28 个字,其中低位 FIFOL 是 12 个字,高位 FIFOH 是 16 个字。S3C2410 有两个 FIFO 来支持双扫描显示模式。在单扫描 模式下，只使用一个 FIFO（FIFOH）。2.4 TFT 控制器操作S3C2410 支持 STN-LCD 和 TFT-LCD,这里我们只介绍其对 TFT-LCD 的控制。TIMEGEN 产生 LCD 驱动器的控制信号,如 VSYNC HSYNC VCLK VDEN 和 LEND 等。这些 控制信号与 REGBAN 寄存器组中的

8、LCDCON1/2/3/4/5 寄存器的配置关系相当密切，基于 LCD 控制寄存器中的这些可编程配置,TIMEGEN 产生可编程控制信号来支持不同类型的LCD 驱动器。VSYN(和 HSYN(脉冲的产生依赖于 LCDCON2/3 寄存器的 HOZVA 域和 LINEVAL 域的配置。HOZVAL 和 LINEVAL 的值由 LCD 屏的尺寸决定,如下公式：HOZVAL 水平显示尺寸-1(1)LINEVAL直显示尺寸-1(2)VCLK 信号的频率取决于 LCDCON 寄存器中的 CLKVAL 域。VCLK 和 CLKVAL 的关系如下,其中CLKVAL 的最小值是 0:VCLK(Hz)=HCLK

9、/(CLKVAL+1)X2(3)帧频率是 VSYNC 言号的频率,它与 LCDCON 和 LCDCON2/3/4 寄存器的 VSYNCVBPDVFPDLINEVAL、HSYNC HBPD HFPD HOZVA1 和 CLKVAL 都有关系。大多数 LCD 驱动 器都需要与显 示器相匹配的帧频率，帧频率计算公式如下：FrameRate=1/(VSPW+1)+(VBPD+1)+(LINEVAL+1)+(VFPD+1)X(HSPW+1)+(HBPD+1)+(HFPD+1)+(HOZVAL+1)X2X(CLKVAL+1)/(HCLK)(4)参照 CJM10C0101 的参数和公式、(2),可得出 HO

10、ZVAL=639;LINEVAL=479 其余主要 寄存器的值在下面给出。3 CJM10C0101 的逻辑、时序要求2各时间参数见表 1。表1时间巻数Tubrl I I inn1pjjrjmrl rrs夢数花兮數a单位帧周期h6. 7lli墓宜显示时间r：4S0 x门p300* J.31.7HP-i水平显示时间GH30甘久圖jn厂tri厂irmLTLTL計水平握示时闻 二g nnnnKhnnnn伽RimnmimjimumnwEmTTT伽：逐EHAHR5 ROGMJOD5 3Q充为 18 根作 CJM10C0101 的数据输入线,即 RB 信号的最低两位共用一根数据线。CJM10C0101要求其

11、电源电压 Vdd 典型值为 5V,并且 LCD 数据和控制信号的高电平输入电压V 在 3.5V,Vdd范围内,低电平输入电压Vi在0,1.5V范围内,故用 4 片 74LVC4245 进行 35V 的逻辑电平 转换,具体电路如图 4。同时考虑到通用性，使 74LVC4245 的电源为 3V/5V 可选,这样也能驱 动 3V 逻辑电平的TFT-LCB怅4 CJM 10C0101妝动电阿5 嵌入式 Linux 下驱动程序的开发FrameBuffer 是出现在 Linux2.2.xx 内核当中的一种驱动程序接口，对应的源文件在linux/drivers/video/ 目录下，总的抽象设备文件为 fb

12、con.c。这种接口将显示设备抽象为 帧缓冲区。用户可以将它看成是显示内存的一个映像。在使用帧缓冲时,Linux 是将显卡置于图形模式下的。我们根据以上对 LCD 各主要寄存器设置的分析得出的结果，开发了基于 FrameBuffer 机 制的S3C2410fb 驱动程序。下面是经过调试成功的部分代码，作用是对显示屏幕初始化和设置 LCD 控制寄存器的值。/*s3c2410fb.c*/#ifdef CONFIG-S3C2410-SMDKstatIC struct s3c2410fb-mach-i nfo xxx-st n-in fo-i nitdATA=pixclock:174757,bpp:1

13、6,#ifdef CONFIG-FB-S3C241O-EMUL/ 显示屏幕初始化xres:96,#elsexres:640,#en difyres:480, hsyn c-le n: 5, vsyn c2le n: 1, left-marg in: 7, upper-marg in: 1,right-marg in: 3, lower-margi n: 3,CD(7=iFromS3C241OVDflfrVDJ9- U t. .74LVC4245OLVDfr-60LVD(7*l!iLVDI2-17 -LVM f LVCLKToTFT LCDVMVCLKsync: 0, cmap-static:

14、1,reg:/设置 LCD 控制寄存器的值lcdco n1:LCD1-BPP-16T|LCD1-PNR-TFT|LCD1-CLKVAL(1),lcdco n2:LCD2-VBPD(37)|LCD2-VFPD(4)|LCD2-VSPW(1),lcdco n3:LCD3-HBPD(100)|LCD3-HFPD(47),lcdco n4:LCD4-HSPW(10)|LCD4-MVAL(13),lcdco n5:LCD5-FRM565|LCD5-HWSWP|LCD5-PWREN,;#en dif6 结果经过硬件方面的调试修改，在 S3C2410 开发板的 VCLK 和 VM 脚成功得到了 CJM10C

15、0101 所需的时钟信号和复合控制信号,见图 5,6,7 和 8;在软件方面修改了 S3C2410 的驱动程序，经编译整个系统后再重新写到Flash 中,重启后能正确显示原系统的静态启动画面，并且画面清晰稳定，达到了预期的效果。这套装置可用在工业控制和车载通信等领域作显示输出设 备,再加上适当的触摸屏可组成方便可靠的输入输出设备。图 5 VCLK 波形(tc=1/25.28MHz=39.56ns)图 8 VM 波形(t1-t2=1.432ms)参考文献：1Sams un gElectro nICs.Users Ma nual S3C2410X 32-Bit RISCMicroprocessorZ.2003.372-413.图 6 VM 波形(t1=16.6ms)2吉林彩晶数码高科显示器有限公司 .TFT-LCD 模块产品说明书 CJM10C0101Z.2000