摘要:本文介绍了LCD和LCD驱动芯片的基本原理,以及8080并行时序逻辑。

1. 显示器和LCD

1.1 基础知识

显示器种类:断码屏,点阵屏,LCD屏,OLED屏等

LCD(Liquid Crystal Display),即液晶显示器。

组成部分:玻璃基板,背光,驱动IC

LCD的接口是由其驱动IC决定的。接口分类:

接口 分辨率 特性
MCU ≤800*480 带SRAM,无需频繁刷新,无需大内存,驱动简单
RGB ≤1280*800 不带SRAM,需要实时刷新,需要大内存,驱动稍微复杂
MIPI 4K 不带SRAM,支持分辨率高,省电,大部分手机屏用此接口

LCD使用红绿蓝三基色混合显示彩色,格式有32位(ARGB888),24位(RGB888),16位(RGB565),数字为表示一个颜色的位数。

LCD驱动原理即LCD的芯片(ILI9341)驱动原理

LCD驱动基本知识:

  1. 8080时序
  2. 初始化序列,屏厂提供
  3. 画点函数和读点函数,实现绘图

1.2 8080时序简介(并行通信)

并口总线时序,常用于MCU屏驱动IC

信号共5个:片选(Chip Select)、读、写、数据/命令判断(Register Select)、数据线

信号 名称 控制状态 作用
CS 片选 低电平 选中器件,低电平有效,先选中,后操作
WR 写信号,上升沿有效,用于数据/命令写入
RD 读信号,上升沿有效,用于数据/命令读取
RS 数据/命令 0=命/1=数 表示当前是读写数据还是命令,也叫DC信号
D[15:0] 数据线 双向数据线,可以写入/读取驱动IC数据

1.2.1 8080时序(写/读)

8080写时序图如下。(图中上升下降沿的顺序似乎有问题),读时序图略。

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写信号时序要求(deepseek):

  1. 拉低CS:选中目标外设。
  2. 设置RS:确定操作类型(命令或数据)。
    • RS=0:写入命令(如屏幕初始化指令)。
    • RS=1:写入数据(如像素颜色值)。
  3. 放置数据到总线:将数据或命令值设置到D0-D15。(操作ODR寄存器)
  4. 拉低WR:进入写使能阶段,外设开始监测总线。
  5. 等待建立时间(Tsu):确保数据在总线上的稳定时间。
  6. 拉高WR(上升沿触发):外设在上升沿锁存数据。
  7. 保持时间(Th):数据在上升沿后需保持短暂稳定。
  8. 释放总线:拉高CS,结束本次操作。

读信号时序要求(deepseek):

  1. 拉低CS:选中外设。
  2. 设置RS:选择读取数据类型(命令或数据)。
  3. 拉低RD:通知外设准备输出数据。
  4. 等待外设响应:外设将数据放到总线。
  5. 等待数据稳定(Tsu):确保总线数据有效。
  6. (读取数据)(操作IDR寄存器)
  7. 拉高RD(上升沿触发):MCU在上升沿读取数据。
  8. 保持时间(Th):数据在上升沿后需保持稳定。
  9. 释放总线:拉高CS,结束读取。

简化代码如下,和deepseek的时序略有出入。

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2 LCD驱动芯片简介

常见型号:ILI9371/ST7789

以ILI9371为例,基本使用:6条指令

指令(HEX) 名称 作用
0XD3 读ID 用于读取LCD控制器的ID,区分型号用
0X36 访问控制 设置GRAM读写方向,控制显示方向
0X2A 列地址 一般用于设置X坐标
0X2B 页地址 一般用于设置Y坐标
0X2C 写GRAM 用于往LCD写GRAM数据
0X2E 读GRAM 用于读取LCD的GRAM数据

2.1 读ID

一个写指令操作,四个读数据操作,后三个数据组成ID

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2.2 访问控制

一个写指令操作,一个写数据操作,控制GRAM自增方向和RGB/BGR顺序

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MX MY MV真值表略,从左到右,从上到下是000

2.3 X/Y坐标设置

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结果:设置了一个矩形坐标区间,在该区域内进行绘制,地址可以自增,按照GRAM自增方向

2.4 写GRAM

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2.5 读GRAM

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3 LCD基本驱动步骤

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