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基于S3C2410的TFT-LCD驱动电路设计［日期：2006-8-30］ 来源：中国电子爱好者家园 作者：3232 ［宇•体：大中小〕引言随着电子技术的迅猛发展，具有耗电少、亮度高、体积小等特点的液晶显示器被广泛应用于恢入式系 统中S3C2110是三星公司开发的一款以ARN1920T为核心的16/32位嵌入式处理器它主要面向手持设备 以及高性价比、低功耗的应用LTS350Q1-PE1是三星电子公司生产的一款非晶硅有源知阵TFT-LCD,它具 有功耗低、亮度高和体积小等特点，目前在嵌入式设备中应用非常广泛基于S3C2410,采用LTS350Q1-PE1作为显示设备可以构成一个基于嵌入式平台的液晶显示系统，如图 1所示，该系统可以满足大多数嵌入式手持设备的功能要求但是，要想S3C2-U0的LCD控制器可以正确 有效地控制TFT-LCD,需要设计两者之间的硬件驱动电路本文设计了 LTS350Q1-PE1的硬件驱动电路，将 S3C2410的LCD控制器和TFT-LCD结合起来构成嵌入式液晶显示系统调试结果表明设计正确，本文所设 计的液晶显示器的驱动电路只需要嵌入式处理器给出像点时钟、数据使能信号和RGB数据信号，因此，Ml 以不做硬件上的修改就能成为以其它处理器为平台的显示解决方案，具有较大的灵活性和实用性。

DVDO1 、2H VSource ccmrolWMUX3WA1系统结构框图LTSJ5OQI■ 2貌访"湘岫is*职劾aTFT-LCD驱动电路设计TFT-LCD 3k动电路的主体部分山多路电压源、能够给出正确数字逻辑信号的电路以及为了看到显示湖 面而设计的背光驱动电路构成，另外，不同的液晶显示器因为内部电路的差别还需要…些不同的外围附属 电路多路电压产生电路由于液晶屏内集成有数字电路和模拟电路，需要外部提供数字电压和模拟电压另外，为了完成数据 扫描，需要TFT轮流开启/关闭当TFT开启时，数据通过源极驭动器加载到显示电极，显示电极和公共电 极间的电压差再作用于液晶实现以示，因此需要控制TFT的开启电压VOW关闭电压VOIT,以及加到公共 电极上的电压VCOM,各电压的具体要求见表lo本系统通过DCT)C变换器，用数字电压产生多路电压，即模拟电压、栅极开启电压和栅极关断电压本文采用MAX 1779产生模拟电压AVDD、栅极开启电压VON及栅极关断电压V0IT,如图2所示Q MAX 1779内 部集成有3个DC-DC变换器，可以为小型TFT液晶屏提供高效的调节电压公共电压(VCOM)山图3所示的 电路产生，其中AD8541是带宽为IMlIz、满幅度输出的低功耗运算放大器。

图2 DC/DC变换电路数字时序匹配电路为特定型号液晶屏提供时序信号通常采用专用的驱动芯片来实现，也可通过FPGA、CPLD等可编程器件 实现山于可编程器件面积较大、成本较高，因而通常只在需要利电路进行灵活配置的情况卜.才使用用 来匹配时序信号的专用芯片是经过测试和实践验证的，具有体积小、性能稳定等特点，通常也被称为液晶 屏的伴侣芯片LTS350Q1-PE1的伴侣芯片是LC3600A,所设计的时序电路如图4所示.图3 VCOM产生电路■i图4 LTS350Q1-PE1时序信号产生电路背光驱动电路为了能够看到液晶屏上显示的湎面，必须为液晶屏提供背光源LTS350Q1-PE1内部采用的是LED背光 方式，为此选择了专用的LED驱动芯片MP1521,具体电路如图5所示MP1521右3组独立的电流反馈路, 可同时驱动3组并联的LED,现将3个反馈同路短接，用于驱动6个白色LED背光灯，可以提供更大的驱 动电流，电路设计有过流保护功能图5中R206为反馈电阻，用于采样输出电流显示屏的亮度可通过V P1521第5引脚上的电压来调节，为了提高应用的灵活性，本设计将该引脚接为固定电平为了节省功耗,电路接有使能控制端LCD_PWREN,高电平时电路工作；低电平时电路关断,以便节省功耗。

LhD DriverE图5 LED背光驱动电路灰度电压产生电路源极驱动器根据数据信号的大小选择加到每个点的电压因为加到源极驱动器的数据为18bit,其中R GB分量各为6bit,因而每个点可以有64种灰度的变化山于集成度的限制，灰度参考电压电路需要山外 部给出S3C2410 LCD控制器的设置方法结构和信号说明S3C2110 LCD控制器用来传输图像数据并产生相应的控制信号，该控制器山REGBANK （控制寄存器组）、 LCDCDMA （专用DMA）. V1DPCS（视频信号-处理单元）、LPC3600和T1MEGE\•（时序信号产生单元）组成其中RE GBANK包含17个可编程寄存器和儿个256X16的调色板存储器，用来配置LCD控制器，并设置相应的参数; Iflj LCDCDMA提供了视频信号的快速传输通道，自动通过系统总线从系统帧缓存中取出视频数据，并传输到 视频信号处理单兀：V1DPCS将专用DMA中取出的信号进行整形并提高驱动能力等处理后，输出到外部数据 端I I VD[23:0]; T1MEGEN和LPC3600负责产生LCD屏所需要的控制时序图6液晶驱动电路底面图S3C2110 LCD控制器可以产生的用于控制TH-LCD的时序信号主要包括VCLK（像点时钟）、VDEN（数据有 效信号）、VSYNC（垂直同步信号）、HSYNC（水平同步信号）、LEND（行结束信号）及LCD_PWREN（液晶屏使能信 号）。

VCLK信号是LCD控制器和LCD驱动器的像素时钟信号，LCD控制器在VCLK信号的上升沿处将数据送 出，在VCLK信号的下降沿处被LCD控制器采样；VSYNC信号是垂直同步信号（也称帧同步信号），用来指示 新的一帧图像的开始：HSYNC信号是水平同步信号（或行同步信号），用来给出新的一行扫描信号的开•始；V DEN信号是数据使能信号；LEND信号是行扫描结束信号，LCD驱动器在每扫描一行像素后给出该信号：LCD _PWREN信号用来控制LCD控制器的开或关，以便降低功耗，它需要LCD控制器硬件设计的支持寄存器和设置说明S3C2110的LCD控制器内部设有较多的部存器，其中与时序信号高度相关的寄存器位于的存器组位的L CDC0N1/2/3/4/5本文设计的LCD驱动器需要LCD控制器给出VCLK、VDEN、LCD PWREN和VD［23:0］信号, 其中VCLK信号依赖于LCDC0N1寄存器中CI.KVAL和S3C2410的IICLK的取值,具体公式为：VCLK （llz）=IICLK / ［（CLKVAL+1） X2］VSYNC 和 HSYNC 的产生依赖于 LCDC0N2/3 寄存器及 110ZVAL 和 LINEVAL 的配置，其中 II OZVAL-水平像素数T, L1NEVAL=垂直显示尺、JT。

帧频率VSYXC与LCDC0X1/2/3/4寄存器中的VSPW、VBP D、VFPD、LINEVAL、HSYNC、HBPD、HFPD、110ZVAL 和 CLKVAL 有关,具体公式为：Frame Rate (VSYNC)=1/ {[ (VSPW+1) + (VBPD+1) + (VFPD+1)+ (LINEVAL+1) ] W(HSPW+1) + (HBPD+1)+ (I1FPD+1)+(HOZVAL+1)]硝 2?CLKVAL+1)/HVLK]}其中,H0ZVAL=240-l=239, LINEVAL=320-1=319系统测试结果在软硬件研制开发完成后，对系统进行了测试，图6是PCB板的地面元件布局图，测试结果显示，液 晶屏可以正常显示，该系统达到了设计要求山于设计的硬件驱动电路只需要LCD控制器给出像点时钟、 数据使能信号和RGB数据信号，因此，为移植到不同的平台带来了较大的灵活性，实用性很强参考文献1 Samsung Electronics. User s Manual S3C2410X 32~Bit RISC Microprocessor [Z] . 2003. 372-413.2堀浩雄，铃木幸治主编，金轸裕译.彩色液晶显示.北京：科学出版社，2003。