刘彦文清华大学出版社嵌入式系统原理及接口技术第10章

1、第10章 LCD控制器本章重点本章重点: LCD控制器概述，包括液晶显示基础知识，S3C2410A LCD控制器概述及特点，外部接口信号，控制器组成； LCD控制器操作（STN），包括定时产生器，视频操作，抖动和FRC，显示类型，存储器数据格式，定时请求； LCD控制器操作（TFT），包括定时产生器，视频操作与存储器数据格式，256色调色板使用，不使用调色板数据格式，时序举例； 虚拟显示与LCD电源允许（STN/TFT）； LCD控制器特殊功能寄存器与设置举例； LCD控制器初始化程序举例（STN）。10.1 LCD控制器概述 10.1.1 液晶显示基础知识 液晶显示原理 液晶材料特性n实验发

2、现，液晶材料在一定的温度范围，处于兼有液体和晶体两种特性的物质状态中。液晶显示器是以液晶材料为基本材料，并将其装在两块导电玻璃基片间的液晶盒中，依靠外电场作用于初始排列的液晶分子，使液晶单元产生遮光与透光效果，达到显示目的的一种显示设备。n液晶分子的液体特性，使其具有两个非常有用的特点。一个特点是，当把液晶材料装入两面带有细小沟槽的液晶盒中，在无外电场作用下，液晶单元的液晶分子会顺着两个面的沟槽方向排列；如果对液晶单元施加一定的外电场，棒状液晶分子会以电流流向方向排列。另一个特点是，如果液晶层分子排列方向发生了扭转，会使通过液晶层的光线随之扭转，以不同方向（与入射面方向不同）从另一个面射出。n

3、液晶材料本身并不发光，通常在玻璃基片的一侧有一个光源，称为背光源。液晶面板一般在每个像素对应处有一个液晶单元，液晶单元连接一对电极，通过给电极对施加一定的电压，或使电压为0，使得液晶单元能够阻挡背光源的光线通过，或允许背光源的光线通过，产生像素暗、亮的显示效果。 TN型液晶器件显示原理nTN（Twisted Nematic，扭曲向列型）液晶器件显示原理参见图10.1。n图10.1中，两块导电玻璃基片间充满了液晶，上下偏光片（起偏器、检偏器）偏振轴作正交设置。当不加电压时，如图左侧，液晶分子沿着两个面排列，但分子长轴在上下基片之间连续扭曲90度。由于液晶分子的排列使得液晶具有90度的旋光性，从而

4、使入射偏振光的偏振方向（透光方向）旋转90度，透过检偏器，实现透光。n图10.1中右侧表示加了一定的电压后，液晶分子的长轴开始沿电场方向倾斜。当电压达到一定值时，液晶分子都变成沿电场方向排列，这时液晶90度旋光性能消失，进入的偏振光被检偏器阻隔，光线无法射出，从而可以遮光。n也有将图10.1中上下偏光片的偏振轴平行排列的，这种液晶器件不加电时遮光，加电时透光。 TN型液晶器件电光特性曲线nTN型液晶器件电光特性曲线见图10.2。n当液晶器件的起偏器和检偏器的偏振轴正交排列，如图10.1所示，它的电光特性曲线是图10.2(b)中的正型电光特性曲线。n在图10.2(b)中，横轴表示加在液晶单元电极

5、对上的电压，纵轴表示液晶单元透光强度，它是跟随加在电极对上的电压改变的。当施加的电压为0时，透光强度最大；当施加的电压等于阈值电压Vth时，透光强度为90%；随着施加电压的增大，透光强度逐渐降低，当施加电压达到饱和电压Vs后，透光强度降低为10%；之后电压的增大引起透光强度的变化就很缓慢了。当施加电压变为0时，透光强度又变为最大。n当液晶器件的起偏器和检偏器的偏振轴平行排列时，它的电光特性曲线是图10.2(a)中的负型电光特性曲线。n由于液晶体在直流电压作用下会产生电解作用，并且液晶单元是容性负载，加在电极对上的正压或负压所起的作用是一样的，所以采用交流驱动的方法，某段时间电极对施加正压，另一

6、段时间施加负压。n由于TN型液晶器件存在以下缺点：电光特性曲线不陡，电光响应速度慢，光透过和遮挡不彻底，所以TN型液晶器件只限于用作液晶中的低档产品，如手表、数字仪表、电子钟、计算器中的LCD。 STN型液晶器件显示原理nSTN（Super Twisted Nematic，超扭曲向列型）液晶器件显示基本原理，是将传统的TN液晶分子扭曲角加大，实验证明这样就可以明显地改善电光特性曲线的陡度。扭曲角在180360度时的液晶器件被称为超扭曲向列型液晶。当扭曲角为270度时，电光特性曲线陡度最大。 STN LCD基础知识nS3C2410A LCD控制器支持的STN LCD面板可以分为单色面板和彩色面板

7、。不同的单色面板可以分为只显示单色、标定为4级灰度、标定为16级灰度的面板。不同的彩色面板可以分为显示256色、显示4096色的面板。n只显示单色的STN面板显示原理介绍如下。n假设面板规格为320240，表示面板上有240行、360列显示像素。也就是说，240行中的每1行，有360个像素；而360列中的每1列，有240个像素。n生产液晶面板时，在上下玻璃基片内侧，各光刻出X方向和Y方向两组平行的直线电极，每一个X、Y电极交叉处对应一个液晶单元（像素）。X方向电极称为行电极，也称扫描电极；Y方向电极称为列电极，也称信号电极。在X方向某一电极与Y方向某一电极施加驱动电压后，在外电场作用下，X方向

8、与Y方向交叉点液晶单元中液晶分子的初始排列状态发生改变，调制通过液晶单元的背光，产生亮与暗、遮光与透光的效果，达到显示的目的。外加驱动电压必须超过液晶显示的阈值（通常大于饱和电压），并且应该维持一定时间。当驱动电压消失后，该液晶单元的液晶分子排列又恢复到初始排列状态。nSTN液晶屏一帧的显示过程，可以细分为一帧中各行的显示过程。例如液晶屏为240行，360列。每一帧的显示先从第一行（液晶屏顶部）开始，然后是第2行、第3行，直至最后1行，即第240行。最后1行显示完，一帧显示结束，开始下一帧的显示。这种显示模式称为单扫描模式。n每一行的显示，首先由LCD控制器将这一行的360个像素（列像素）对应

9、的数据（像素数据），比如1表示显示，0表示不显示，通过传输线送到LCD驱动器的移位寄存器。移位寄存器的每1位，与1个列电极相连。之后LCD控制器通过传输线送出行同步信号脉冲到LCD驱动的某一行的电极，在这一行的电极与连接在移位寄存器上的360个列电极共同作用下，对这一行上的360个液晶单元分别施加了不同的两种合成驱动电压，例如某一像素合成电压为0，而另一像素合成电压为饱和电压，由此决定了这一行上列像素的显示与不显示。n行同步信号脉冲结束后，这一行360个列液晶单元将不再施加行驱动电压。这种驱动技术称为无源动态驱动技术。n液晶屏双扫描模式指的是，把液晶屏分成上半屏和下半屏两部分，比如某液晶屏全屏

10、为240行，把1120行作为上半屏，121240行作为下半屏。LCD控制器首先同时送出第1行和第121行的数据（例如8条数据线中4条用于第1行数据传输，另4条用于第121行数据传输，连续传输），分别送到LCD驱动器的两个移位寄存器，当这两行全部数据送完，LCD控制器发出行同步信号脉冲，LCD驱动器同时扫描这两行。然后LCD控制器依次送出第2行和第122行数据，扫描； 。nS3C2410A LCD控制器支持单色STN面板灰度显示的基本原理描述如下。n前面讲过，对LCD面板X方向某一电极与Y方向某一电极施加驱动电压，该电极对应的液晶单元处于显示状态；没有施加驱动电压，液晶单元处于非显示状态；也就是

11、说液晶单元只处于这两种状态中的一种。驱动电压不能单独控制某一液晶单元（像素）显示的亮暗程度（灰度级）。n一个单色LCD面板如果标定为16级灰度时，有灰度0、1、2 15共16个级，如果LCD面板上某像素显示灰度级为0，LCD控制器把每16帧作为一个周期，在这连续的16帧中，控制该像素均不显示；另一个像素灰度级为1，LCD控制器控制该像素在1帧中显示，其余15帧该像素均不显示；对灰度级为15的像素，LCD控制器控制该像素在16帧均显示。用这种方法，实现了灰度16个级的显示。n对于STN彩色面板，例如能够显示4096色，其中红色有16个级、绿色有16个级、蓝色有16个级。红、绿、蓝色各个级组合起来

12、就能够产生4096种颜色。彩色显示的基本原理，是显示面板的每个像素（分为3个窗口，各加了红、绿、蓝滤光片，可以显示红、绿、蓝三原色）由红、绿、蓝三个子像素组成，红色（绿色、蓝色）16个级产生的方法与前述灰度产生16个级的方法相同。nS3C2410A LCD控制器输出到单色STN LCD驱动器的数据，是某一行、某一列像素亮与灭对应的数据；对彩色STN LCD驱动器，是某一行、某一列像素的3个子像素（红、绿、蓝）亮与灭对应的数据。 TFT LCD基础知识nTFT（Thin Film Transistor，薄膜晶体管型） LCD内部驱动方式与STN LCD不同之处是，TFT LCD对液晶屏的每个液晶

13、单元（像素），连接一个有源器件，使每个液晶单元可以单独驱动、控制。这种驱动技术称为有源驱动技术。有源器件和矩阵电极均在下基板，上基板只有一个公用电极。TFT LCD使用的液晶材料，仍然是TN（扭曲向列型）材料。nTFT液晶屏内部驱动电路框图见图10.3。图10.3n见图10.3，TFT LCD玻璃基板与STN LCD玻璃基板不一样，在下基板上要光刻出行扫描线和列寻址线，构成一个矩阵。在其交点上要制作出TFT（Thin Film Transistor，薄膜晶体管）有源器件和液晶单元电极。同一行中与各液晶单元串联的场效应管（FET）的栅极是连在一起的，故行电极X也称为栅极母线；而信号电极Y同一列中

14、各FET的漏极连在一起，故列电极也称为漏极母线；FET的源极则与液晶单元的电极相连。为了增加液晶单元的显示时间，液晶单元还并联一个适合的电容。n显示时，当扫描到某一行时，扫描脉冲使该行上的全部FET导通，同时各列将信号电压施加到液晶单元，并对并联的电容充电。如果信号电压大于已经存储在液晶单元并联电容上的电压，则对该电容充电而提高其电压；如果信号电压小于液晶单元电容上的电压，则降低该电容上的电压。扫描行各列信号电压的大小决定了各液晶单元透光的多少。n当一行扫描过后，这一行变成了非选通行，下一行变成了选通行，不管以后各列信号如何变化，都不会影响非选通行。由于有源器件的存在，并且液晶单元并联电容具有

15、电荷存储性，电容上的信号电压可以保持一帧时间不变。n单个液晶单元的显示原理，可以用于彩色显示，采用在每个像素位置处开三个窗口，分别加红、绿、蓝滤色膜等技术加以实现。 n对彩色TFT LCD驱动器，S3C2410A LCD控制器送出的数据是每一行每一列红、绿、蓝三色对应的数字信号，如红色级数字信号、绿色级数字信号和蓝色级数字信号，由LCD驱动器将它们显示出对应级的红色、对应级的绿色和对应级的蓝色。nTFT液晶屏也使用背光。 STN/TFT LCD特点及应用场合n与TFT LCD比较，STN LCD主要特点有：对比度不高、色彩不丰富、反应速度慢、价格较低。常用于普通电话机、普通游戏机、传真机、医疗

16、设备、仪器仪表、电子词典、PDA、MP3和汽车仪表上的显示模块。而TFT LCD对比度高、色彩丰富、反映速度较快、价格较高。常用于笔记本电脑、动漫显示设备、PC机、手机、数码相机等作为显示模块。10.1.2 S3C2410A LCD控制器概述nLCD控制器支持STN型和TFT型面板。LCD控制器使用专门的LCD DMA通道，读取位于系统存储器（内存）视频缓冲区的图像数据，在LCD控制器中经过处理或变换，与相应的时序信号配合，送到LCD驱动器。LCD驱动器与LCD面板是一体的。 LCD控制器能够与如下STN LCD面板接口： 单色显示LCD面板； 2BPP（Bits Per Pixel，位/像素

17、），单色LCD面板标定为4级灰度； 4BPP，单色LCD面板标定为16级灰度； 8BPP，256色，彩色LCD面板； 12BPP，4096色，彩色LCD面板。 LCD控制器能够与如下TFT彩色LCD面板接口： 1BPP、2BPP、4BPP和8BPP，在LCD控制器内使用调色板的彩色LCD面板； 16BPP、24BPP，LCD控制器内不使用调色板，真彩色显示的彩色LCD面板。 LCD控制器能被编程，支持与下述相关的不同请求： 水平和垂直像素个数； 用于数据接口的数据行宽度； 接口定时； 刷新速率。10.1.3 S3C2410A LCD控制器特点 对于STN LCD，LCD控制器： 支持3种类型的

18、LCD面板：4位双扫描/4位单扫描/8位单扫描显示类型； 支持单色/4灰度级/16灰度级的STN LCD面板； 支持256色/4096色的彩色STN LCD面板； 支持多种屏幕尺寸，如典型的实际屏幕尺寸：640480、320240、160160像素等；最大虚拟屏显存为4MB；在256色模式，最大虚拟屏尺寸为40961024、20482048、10244096等。 对于TFT LCD，LCD控制器： 支持1、2、4或8BPP使用调色板的彩色显示； 支持16、24BPP不使用调色板的真彩色显示； 支持24BPP最大16M色显示； 支持多种屏幕尺寸，如典型的实际屏幕尺寸：640480、320240、

19、160160像素等；最大虚拟屏显存为4MB；在64K色模式，最大虚拟屏尺寸为20481024等。 LCD控制器共同特点： LCD控制器有1个专用的DMA； 支持LCD帧同步中断和LCD FIFO中断功能（INT_FrSyn和INT_FiCnt）； 系统存储器被用作视频存储器； 支持多种虚拟显示屏（支持硬件水平/垂直滚屏），虚拟屏显存使用系统存储器； 对不同的显示面板，可编程的定时控制； 支持小端/大端数据格式，部分支持WinCE数据格式； 支持三星SEC TFT LCD面板（LTS350Q1-PD1/PD2型号）。10.1.4 S3C2410A LCD控制器外部接口信号nLCD控制器位于S3C

20、2410A芯片内部，通过芯片引脚，LCD控制器提供以下接口信号：lVFRAME/VSYNC/STV：帧同步信号（STN）/垂直同步信号（TFT）/SEC TFT信号；lVLINE/HSYNC/CPV：行同步脉冲信号（STN）/水平同步信号（TFT）/SEC TFT信号；lVCLK/LCD_HCLK：像素时钟信号（STN/TFT）/SEC TFT信号；lVD23:0：LCD像素数据输出端口（STN/TFT/SEC TFT）；lVM/VDEN/TP：用于LCD驱动器的交流偏置信号（STN）/数据允许信号（TFT）/SEN TFT信号；lLEND/STH：行结束信号（TFT）/SEC TFT信号；l

21、LCD_PWREN：LCD面板电源允许控制信号；lLCDVF0：SEC TFT信号OE；lLCDVF1：SEC TFT信号REV；lLCDVF2：SEC TFT信号REVB。10.1.5 S3C2410A LCD控制器组成 LCD控制器组成nLCD控制器组成框图见图10.4。n见图10.4，S3C2410A LCD控制器用于传送视频（video）数据以及产生需要的控制信号，如VFRAME、VLINE、VCLK、VM等等。LCD控制器使用VD23:0传送像素数据到LCD驱动器（面板）。图中REGBANK寄存器组有17个可编程寄存器和25616（bit）的调色板存储器，被用来配置LCD控制器。图中

22、LCDCDMA是一个专用DMA，自动地传送帧存储器中的视频数据到LCD驱动器。通过使用专用DMA，视频数据不用CPU干预，能够显示在显示屏上。 n图中VIDPRCS从LCDCDMA接收视频数据，把它们改变成适合的数据格式，如适合4/8位单扫描、4位双扫描显示模式的数据格式，通过VD23:0数据端口发送到LCD驱动器。图中TIMEGEN由可编程逻辑组成，支持常用的不同LCD驱动器接口定时及速率的多种不同要求。TIMEGEN模块产生VFRAME、VLINE、VCLK、VM等信号。n图10.4中LPC3600是专门用于三星LTS350Q1-PD1/PD2的定时控制逻辑单元。 数据流描述n在LCDCD

23、MA中有FIFO存储器，当FIFO为空或部分空，LCDCDMA请求从帧存储器（也称帧缓冲区）装入数据。装入数据使用突发（burst）存储器传送方式，每一次突发请求，连续从存储器取4个字，即16字节数据。在总线传输期间，不允许总线主设备权转让给别的总线主设备。当传送请求由总线仲裁器接收时，4个连续的字数据由系统存储器的帧缓冲区传送到LCDCDMA内的FIFO。全部FIFO大小为28个字，分别由12个字的FIFOL和16个字的FIFOH组成。使用FIFOL和FIFOH，用来支持双扫描显示模式。在单扫描显示模式，仅有FIFO中的1个，即FIFOH能够被使用。10.2 LCD控制器操作（STN）n10

24、.2.1 定时产生器（STN）n参阅图10.4，TIMEGEN（定时产生器）产生用于STN LCD驱动器的控制信号，如VFRAME、VLINE、VCLK和VM。这些控制信号与REGBANK中LCDCON1LCDCON5寄存器中的配置密切相关。基于这些寄存器中可编程的配置，TIMEGEN能够产生可编程的控制信号，用于支持多种不同类型的STN LCD驱动器。nVFRAME脉冲信号以每帧一次的频率出现，确定了LCD驱动器每帧第1行出现的时间。nVFRAME信号使LCD驱动器行指针指到显示器顶部的开始处。nVM信号使LCD驱动器改变行和列电压的极性，VM信号反转速率能被控制，由LCDCON1寄存器MM

25、ODE位和LCDCON4寄存器MVAL7:0域控制。如果MMODE位是0，VM信号被配置为每帧反转。如果MMODE位是1，VM信号被配置为每若干个VLINE（行数）信号反转，具体数值取决于MVAL 7:0（对应LCDCON415:8）的值。如MVAL7:0=0 x2，则每隔2行VM反转。nVM速率在MMODE=1时，基于MVAL7:0的值，计算如下： VM速率 = VLINE速率(2MVAL) （式10.1）nVFRAME和VLINE脉冲的产生，由LCDCON3/2寄存器中HOZVAL域和LINEVAL域的配置控制。每个域与LCD大小和显示模式有关，参考下式： HOZVAL= (水平显示大小有

26、效的VD数据位数)-1 （式10.2） 式中VD指的是在不同模式下使用VD7:0或者VD3:0数据的位数。n在彩色模式，由于每个像素由红、绿、蓝3个子像素组成，所以水平显示大小（size）为3乘水平像素数。在单色或灰度模式，水平显示大小就是1行的像素个数。n在4位单扫描显示模式，有效的VD数据位数为4。在4位双扫描显示模式，有效的VD数据位数为2个4位，参阅图10.5和图10.6。在8位单扫描显示模式，有效的VD数据位数为8。此处位的含义是指二进制数的位，即bit。 LINEVAL = (垂直显示大小)-1 ；在单扫描显示模式 （式10.3） LINEVAL = (垂直显示大小2)-1 ；在双

27、扫描显示模式 （式10.4）n垂直显示大小就是LCD面板垂直方向像素个数。nVCLK信号速率能被控制，由LCDCON1寄存器的CLKVAL域控制。表10-1定义了VCLK和CLKVAL的关系。CLKVAL最小值是2。 VCLK(Hz) = HCLK/(CLKVAL2) （式10.5） 式中HCLK为系统时钟。n帧的速率是指VFRAME信号的频率。帧速率与LCDCON1LCDCON4寄存器中WLH（VLINE脉冲高电平的宽度）、WDLY（VLINE脉冲后沿到VCLK脉冲前沿的宽度）、HOZVAL、LINEBLANK和LINEVAL域有关，也同VCLK和HCLK有关。大多数LCD驱动器有它们自己的

28、帧速率。帧速率计算公式如下： frame_rate(Hz) = 1/(1/VCLK)(HOZVAL+1)+(1/HCLK) (A+B+(LINEBLANK8)(LINEVAL+1) (式10.6) 式中A = 2(4+WLH)，B = 2(4+WDLY) 。 10.2.2 视频操作（STN）nS3C2410A LCD控制器支持8位彩色模式（256色）、12位彩色模式（4096色）、4级灰度标定模式、16级灰度标定模式和单色模式。对于灰度或彩色模式，使用基于时间的抖动算法（dithering algorithm）和帧比率控制（Frame Rate Control，FRC）方法，能够实现不同灰度级

29、或不同色级。LCD控制器允许某些模式使用可编程的查找表，从中选择灰度级或色级，具体内容在随后进行介绍。单色模式旁路FRC和查找表模块，基本上是把FIFOH（如果是双扫描，还有FIFOL）中的数据变成连续的4位（如果是4位双扫描，8位；如果是8位单扫描，8位），以数据流的方式，移动视频数据到LCD驱动器。 查找表nS3C2410A能够支持查找表，用于对色级或灰度级映射的各种选择。查找表也称调色板。在用2位二进制数表示的4级灰度模式，用户能够从16级灰度中选择出4级灰度使用。在用4位二进制数表示的16级灰度模式，灰度级不能选择，全部16级灰度使用已有的16级灰度。在用8位二进制数表示的256色模式

30、中，3位表示红，3位表示绿，2位表示蓝。256色的形成是由8级红色、8级绿色和4级蓝色组合而成。在256色模式中，查找表能被用作选择表，允许从16级红色中选出8级，从16级绿色中选出8级，从16级蓝色中选出4级使用。n在4096色模式，不使用查找表（调色板），不能像256色模式那样进行选择。 灰度模式操作nS3C2410A LCD控制器支持2种灰度模式，其中每像素对应2位二进制数的4级灰度模式，像素灰度级有0、1、2和3共4个级。使用查找表时，允许从16级灰度中选择4级，查找表使用BLUELUT寄存器中BLUEVAL15:0域。像素灰度级0由BLUEVAL3:0的值代表。例如BLUEVAL3:

31、0为9，则像素灰度级0表示的是16级灰度中的级9对应的灰度。如果BLUEVAL3:0为15，则像素灰度级0表示16级灰度中的级15对应的灰度，依此类推。同样，像素灰度级1由BLUEVAL7:4表示，像素灰度级2由BLUEVAL11:8表示，像素灰度级3由BLUEVAL15:12表示。BLUELUT寄存器在256色模式是作为蓝色查找表寄存器使用的。n每像素对应4位二进制数的16级灰度模式，不使用查找表，不必像每像素对应2位的4级灰度模式那样进行查找。 256色模式操作n使用抖动算法和FRC，LCD控制器能够支持每像素用8位二进制数表示的256色显示模式。256色显示模式对红、绿、蓝分别使用各自的

32、查找表。REDLUT寄存器中REDVAL31:0、GREENLUT寄存器中GREENVAL31:0、BLUELUT寄存器中BLUEVAL15:0是可编程的红、绿、蓝查找表。 4096色模式操作nS3C2410A LCD控制器能够支持每像素12位二进制数的4096色显示模式。使用抖动算法和FRC，彩色显示模式能够产生4096色。每像素12位中，4位编码表示红色，4位表示绿色，4位表示蓝色。4096色显示模式不使用查找表。10.2.3 抖动和FRC（STN）n对于STN LCD显示，除单色显示外，灰度和彩色显示的视频数据，必须由抖动算法处理。nLCD控制器中的DITHFRC（DITHering a

33、nd FRC）模块，即抖动和帧比率控制模块，有两个功能。基于时间的抖动算法用于减少显示屏的闪烁，而FRC用于在STN面板上显示不同的灰度级和红、绿、蓝不同的色级。10.2.4 显示类型（STN）nLCD控制器支持3种类型的LCD驱动器：4位双扫描、4位单扫描和8位单扫描。图10.5（P361）给出了单色显示的3种不同的类型，图10.6 （P361）给出了彩色显示的3种不同的类型。n图10.6中，R1、G1、B1表示1个像素的红、绿、蓝3个子像素的数据位。 4位双扫描显示类型 4位单扫描显示类型 8位单扫描显示类型 256色显示 4096色显示10.2.5 存储器数据格式（STN，BSWP=0）

34、n参见图10.7（P363），当LCDCON5寄存器中BSWP=0时，存储器视频缓冲区中的数据与LCD屏显示像素位置的对应关系如下所述。 单色4位双扫描显示 存储器视频缓冲区中的数据与LCD屏显示像素位置的对应关系见图10.7(a)。(P363) 单色4位单扫描/8位单扫描显示 存储器视频缓冲区中的数据与LCD屏显示像素位置的对应关系见图10.7(b)。 (P363) 其他10.2.6 定时请求(STN)nVM信号提供一个用于显示的AC（交流）信号，LCD用VM改变行和列电压的极性，行和列电压决定对应像素显示与否。由于LCD使用DC电压倾向于使液晶面板品质恶化，所以要使用AC信号。VM信号能够

35、被配置为每帧反转，或者每若干个VLINE信号反转。n图10.8(P365)给出了LCD驱动器接口的时序要求。n图10.8中WLH确定VLINE脉冲的高电平的宽度，以系统时钟为计数单位；WDLY确定VLINE下降沿和VCLK上升沿之间的延迟时间，以系统时钟为计数单位，它们的时间长度可以在LCDCON4和LCDCON3寄存器中分别设置。10.3 LCD控制器操作（TFT）10.3.1 定时产生器（TFT）n参阅图10.4(P357)，TIMEGEN（定时产生器）产生用于TFT LCD驱动器的控制信号，如VSYNC、HSYNC、VCLK、VDEN和LEND信号。这些控制信号与REGBANK模块中的L

36、CDCON1/2/3/4/5寄存器配置密切相关。基于这些可编程的配置，TIMEGEN模块能够产生可编程的控制信号，用以支持多种不同类型的TFT LCD驱动器。 nVSYNC信号发出，引起LCD的行指针移到显示器顶部的开始处。nVSYNC和HSYNC脉冲的产生，取决于LCDCON3/2寄存器中HOZVAL和LINEVAL域的配置。HOZVAL和LINEVAL由LCD面板的大小确定，参见下式： HOZVAL = (水平显示大小)-1 （式10.7） LINEVAL = (垂直显示大小)-1 （式10.8）nVCLK信号的速率取决于LCDCON1寄存器中的CLKVAL域。表10-4定义了VCLK和C

37、LKVAL的关系。CLKVAL的最小值为0。 VCLK(Hz) = HCLK/(CLKVAL+1)2 (式10.9)n帧的速率就是VSYNC信号的频率。帧的速率与LCDCON1/2/3/4寄存器中的VSPW、VBPD、VFPD、LINEVAL、HSPW、HBPD、HFPD、HOZVAL和CLKVAL域相关。大多数LCD驱动器需要适合它们自己的帧速率。帧速率计算如下： frame_rate(Hz) = 1/(VSPW+1)+(VBPD+1)+(LINEVAL+1)+(VFPD+1)(HSPW+1)+(HBPD+1)+(HFPD+1)+(HOZVAL+1)2(CLKVAL+1)/(HCLK) （式

38、10.10）10.3.2 视频操作与存储器数据格式（TFT） 视频操作nS3C2410A内部的LCD控制器支持1、2、4或8BPP使用调色板的彩色显示，支持16或24BPP不使用调色板的真彩色显示。nS3C2410A能够支持256色调色板，用于彩色映象的各种选择。 存储器数据格式 24BPP显示 16BPP显示 8BPP显示 4BPP显示 2BPP显示10.3.3 256色调色板使用（TFT） 调色板配置和格式控制nS3C2410A提供256色调色板，用于TFT LCD控制。n用户能够以2种格式，从64K色中选择256色。n256色调色板由25616位（bit）SPSRAM（Single Po

39、rt Synchronous static RAM，单端口同步静态RAM）组成。调色板支持5:6:5（R:G:B）格式和5:5:5:1（R:G:B:I）格式。5:5:5:1也写作5:5:5:I。n当用户使用5:5:5:1格式时，强度（Intensity）数据I被用作每个RGB数据共同的LSB位。因此，5:5:5:1格式与R(5+I):G(5+I):B(5+I)格式是相同的。n例如，在5:5:5:1格式中，用户能够以表10-15那样写调色板，并且连接VD引脚到TFT LCD面板（R(5+I)=VD23:19+VD18或VD10或VD2，G(5+I)=VD15:11+VD18或VD10或VD2，B

40、(5+I)=VD7:3+VD18或VD10或VD2），当然LCDCON5寄存器的FRM565位要设置为0。n5:6:5格式和5:5:5:1格式见表10-14和表10-15。 调色板读/写 临时调色板配置10.3.4 16BPP显示类型不使用调色板数据格式（TFT）n当每像素用16位二进制数表示时，S3C2410A的LCD控制器不使用调色板。视频缓冲区数据（内存）1个字，表示2个像素，在不交换半字（LCDCON5寄存器HWSWP=0）时，视频数据位与RGB及I位对应关系，以及它们在面板上的显示位置见图10.12(P371)。10.3.5 TFT LCD时序举例nTFT LCD时序举例见图10.1

41、3(P372)。10.4 虚拟显示与 LCD电源允许（STN/TFT）10.4.1 虚拟显示（STN/TFT） S3C2410A支持硬件水平或垂直滚动，见图10.14(P373)。10.4.2 LCD电源允许（STN/TFT）10.5 LCD控制器特殊功能寄存器10.5.1 LCD控制器特殊功能寄存器 LCD控制寄存器1 LCD控制寄存器1，即LCDCON1，地址为0 x4D000000，Reset值为0 x0000000，可读写，具体含义见表10-16。 LCD控制寄存器2 LCD控制寄存器2，即LCDCON2，地址为0 x4D000004，Reset值为0 x00000000，可读写，具体

42、含义见表10-17。 LCD控制寄存器3 LCD控制寄存器3，即LCDCON3，地址为0 x4D000008，Reset值为0 x0000000，可读写，具体含义见表10-18。 LCD控制寄存器4 LCD控制寄存器4，即LCDCON4，地址为0 x4D00000C，Reset值为0 x0000，可读写，具体含义见表10-19。 LCD控制寄存器5 LCD控制寄存器5，即LCDCON5，地址为0 x4D000010，Reset值为0 x00000000，可读写，具体含义见表10-20。 帧缓冲区起始地址1寄存器 帧缓冲区起始地址1寄存器，即LCDSADDR1，地址为0 x4D000014，Re

43、set值为0 x00000000，可读写，具体含义见表10-21。 帧缓冲区起始地址2寄存器 帧缓冲区起始地址2寄存器，即LCDSADDR2，地址为0 x4D000018，Reset值为0 x000000，可读写，具体含义见表10-22。 帧缓冲区起始地址3寄存器 帧缓冲区起始地址3寄存器，即LCDSADDR3，地址为0 x4D00001C，Reset值为0 x000000，可读写，具体含义见表10-23。 帧缓冲区起始地址寄存器参数设定计算举例 以下举例说明求LCDBASEL的方法，同时说明图10.14中虚拟显示滚屏和帧缓冲区起始地址寄存器中相关参数的具体含义。以下具体计算见参考书。【例10.1】假如LCD面板为320240像素，16级灰度，单扫描显示，帧起址=0 xc500000，偏移点数（偏移像素个数）=2048点(P378)。【例10.2】假定LCD面板为320240像素，16级灰度，双扫描显示，帧起址=0 xc500000，偏移点数（偏移像素个数）=2048点(P378) 。【例10.3】假定LCD面板为320240像素，256色，单扫描显示，帧起址=0 xc500000，偏移点数（偏移像素个数）=1024点