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關(guān)于8位單片機(jī)驅(qū)動液晶屏的應(yīng)用總結(jié)

作者： 時間：2016-12-01 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
對于人機(jī)界面中的液晶屏的使用大家都不陌生。從簡單的電子表到手機(jī)、平板電腦，顯示器、液晶電視都能看到他們的身影。早其我們常用的液晶屏，比如段碼LCD，1602，12232，12864，等非黑即透明.，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在在手機(jī)和平板電腦等電子設(shè)備上用的主要是TFT液晶屏，本人一直也是對液晶的顯示十分好奇，按捺不住，就淘了幾個小尺寸TFT液晶屏（呵呵，囊中羞澀）搗鼓搗鼓。發(fā)現(xiàn)這東西其實(shí)還是很好玩的，除了涉及的知識面比較廣，需要閱讀不少手冊及資料外，只要你要一定的單片機(jī)開發(fā)的基礎(chǔ)，操作起來并不復(fù)雜，主要難點(diǎn)還是數(shù)據(jù)處理和字庫的制作上。下面就說道說道這個TFT液晶。
什么是TFT？
TFT液晶屏也就是thinfilmtransistor即薄膜晶體管顯示屏，它的每一個像素點(diǎn)都是由集成在其后的薄膜晶體管來驅(qū)動的。
常用TFT模塊尺寸：
對角線的尺寸：1.44、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、4.0、4.3、5.7、8.4、10.4、15、17、19、21英寸等。
本人使用過的，1.44、1.8、2.2
屏幕高寬比：4：3或16：9
分辨率：指水平像素和垂直像素的數(shù)量。
點(diǎn)距：相鄰兩個像素之間的距離。
刷新率：每秒更新的畫面數(shù)。
接口形式：并行接口和串行接口
顏色的表示：
對于黑白或單色像素的信息可以用1個位來表示和存儲，
對于一個彩色像素的信息可以用1個多位二進(jìn)制數(shù)來表示和存儲。
用來表示彩色像素的二進(jìn)制數(shù)的尾數(shù)，稱之為顏色的顏色深度或顏色質(zhì)量
什么是真彩和偽彩
顏色深度在16為以上的稱為真彩色，顏色深度在16位以下的稱為偽彩色。
比如采用1個16位二進(jìn)制數(shù)來表示一個彩色點(diǎn)：
紅色綠色藍(lán)色
5位6位5位
R4R3R2R1R0G5G4G3G2G1G0B4B3B2B1B0
高8位低8位
這就是所謂的5-6-5格式。
字符或圖像到底是怎樣顯示出來的？
首先可將光看作是一種電磁波，以電場和磁場相互垂直而交互震蕩的方式向前傳播。電場在某個方向上震蕩，震蕩的幅度越大，光所具有的能量越大。某個方向上震蕩的光可以分解成兩個垂直方向上的分量。
偏光片：作用是讓某個方向上震蕩的光通過，而把垂直方向上震蕩的光擋住。
偏光片組：
第一偏光片僅讓在某個方向上震蕩的光通過，而第二偏光片再把所通過的光擋住，即可阻絕光的行進(jìn)，達(dá)到關(guān)閉光的效果。
液晶具有雙折射系數(shù)的特性，并且在不同的電場下，會有不同的排列方式，因此當(dāng)光通過液晶時，會受其影響而改變或保持其震蕩的方向，當(dāng)液晶不改變光的震蕩方向時，光無法通過第二個偏光板而被關(guān)閉，而當(dāng)液晶將光的震蕩方向改變時，光可以在分解成兩個分量，雖然一個分量無法通過第二個偏光片，但是仍還有一個分量可以通過第二個偏光片，而成為打開狀態(tài)。英雌，可用施加的電場來改變液晶的排列方式，來實(shí)現(xiàn)光的開關(guān)的來實(shí)現(xiàn)顯示功能。具體液晶是個什么東西，有那些種類，大家想了解就百度吧，這里就不再細(xì)談了。
電場是如何改變的？
首先了解一下TFT（thin-filmtransister）薄膜電晶體
主要結(jié)構(gòu)是一個非晶矽半導(dǎo)體薄膜，TFT就有一個門極gate；一個源極source;和一個漏極drain.看看這幾電極的名稱是不是很熟悉，對了場效應(yīng)管也是這樣命名的，兩者類似，但又有不同之處。但是都可以理解成一個受控的開關(guān)。
這些開關(guān)以矩陣的方式進(jìn)行排列。




彩色的TFT將水平方向的每個像素在次分成3個RGB像素，各個次像素的可以獨(dú)立的改變，故也分別對應(yīng)一個TFT。這樣3個次像素組成一個像素。

呵呵，看了上面的圖，是不是就想到了單片機(jī)矩陣按鍵的動態(tài)掃描程序。呵呵不錯，逆向思維，矩陣鍵盤的掃描是讀狀態(tài)，這個是寫狀態(tài)。具體過程如下。
在水平方向上的同一條掃描線上，所有TFT的門極都連在一起，所以施加的電壓是一樣的，若在某一條掃面線上施加足夠大的正電壓，則這條掃描線上所有的TFT 都會被打開。此時該掃描線上的像素電極，會與垂直方向的資料線（漏極）連接，經(jīng)由對應(yīng)的資料線送入相應(yīng)的視信號，將像素電極充電到適當(dāng)?shù)碾妷?。接著施加足夠大的?fù)電壓，關(guān)閉TFT，直到下次再重新寫入信號。其間使得電荷保存在液晶電容上；在按照這種方式掃描下一行。再送入下一行的視信號，如此依次將整個畫面的視信號寫入，在重新自第一行開始寫入，（一般重復(fù)的頻率為60-70Hz）。
對每個像素中的液晶光閥而言，液晶上所施加的電壓和光的穿透度具有一定的關(guān)系，因此，只要依據(jù)所要顯示的畫面，控制施加在液晶上的電壓，即可將各個像素設(shè)定在適當(dāng)?shù)墓獯┩付?，配合均勻的背光源就顯示出想要的畫面了。這就是主動式矩陣型液晶的顯示原理。
就幾款液晶屏的參數(shù)做一下總結(jié)說明
1、1.44寸液晶屏（以下數(shù)據(jù)來自液晶屏數(shù)據(jù)手冊）
LCDtype:1.45”activematrixTFT-LCD
Rsolution:128（W）X128(H)Pixels
Displaymode:transmissivetype
Displaycolor:262Kcolor
driverIC:ILI9163C
Luminance:120cd/m2
Contrastratio:400:1
Viewingdirection:6o’clock
Interface:4wireSPIinterface
Backlight:1whiteLED,18ma,3,15V
2、引腳說明：
VCC：電源+3，3V
GND:電源地
CS：片選（低電平有效）
RST：復(fù)位（低電平有效）
AO：寄存器選擇信號（低電平：選擇命令寄存器；高電平：選擇數(shù)據(jù)寄存器）
SDA：datainputinSPImode在SPI模式下的數(shù)據(jù)輸入
SCL：在SPI模式下的同步時鐘輸入
LED：背光LED電源，
呵呵，從引腳定義上就可以看出是不是在SPI模式下只需要4條IO口線就可以和MCU構(gòu)成一個顯示系統(tǒng)了。（其實(shí)還用一種模式只要3條IO口線就可以）。
再看1.8寸TFT的相關(guān)數(shù)據(jù)
顯示點(diǎn)陣數(shù)：128Wx160Hdots
模塊外形尺寸：34Wx45.83Hx2.65Tmm
可視區(qū)域：28.03Wx35.04Hmm
像素尺寸：0.06W*3*0.18Hmm
像素中心距：0.18W*0.18Hmm
占空比：1/400
視角：6點(diǎn)鐘
LCD模式：260kcolor
IC：ST7735B
主要引腳定義：同1.44’
再看2.2英寸的屏
Size2.2inch
Resolution:240*320
Interface4-wireSPI
Colordepth262k/65k
Technologya-Si
Pixelpitch(mm):0.141*0.141
Viewingdirection:6o’clock
LEDnumbers4LEDs
DriverICILI9340C
主要引腳定義同1.44’英寸。
從上面不同尺寸液晶屏的引腳的定義看出，1.44英寸和1.8英寸及2.2英寸的TFT液晶屏，在和MCU構(gòu)成顯示系統(tǒng)時操作方式是一樣的(因?yàn)槎际?線 SPI)，盡管他們使用的驅(qū)動IC型號不同。但是只要你翻看IC的數(shù)據(jù)手冊就會發(fā)現(xiàn)，他們的寄存器的定義基本是一樣的，操作原理相同。
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