最后编辑于: 2021-11-05 11:15 | 分类: 电子 | 标签: LCD | 浏览数: 3896 | 评论数: 0
本文的标题虽说是液晶屏的接口介绍，但液晶屏的种类繁多，种类大小尺寸不同，液晶屏所用的接口也不同。 恕本文实在无法把所有接口种类包含全面。
比如说，按尺寸大小来区分液晶屏的话，有7寸8寸以下的嵌入式设备常用的中小尺寸液晶屏，还有10寸及以上的 电脑、电视、广告屏等常用的大尺寸液晶屏。大尺寸液晶屏和小尺寸的肯定不同，大尺寸屏幕的接口比如HDMI这些，一般都需要外接线缆的。而小尺寸的屏幕一般都是板级接口连接，物理上的形式差别就很大。本文把重点放在中小尺寸屏幕的接口上。
不论是搞硬件的还是搞嵌入式软件的，都应该对SPI接口很熟悉了，本文就不对SPI接口协议废话了。
由于SPI是串行传输，传输带宽有限，来做液晶屏接口，只能用于小屏幕，一般是2寸以下的屏幕使用。
这种接口的别称很多，又叫 DBI(Data Bus interface)数据总线接口， 微处理器MPU接口，MCU接口，CPU接口的，实际上都是一回事。
这种接口我最近正在用，本文就重点讲它😄
并行接口又分为 8位/16位/24位 三种, 顾名思义，就是数据总线的位宽。
除了
并行接口还会有以下信号线：
(以上信号并不一定在具体的电路应用中全部使用，比如，有的电路应用为了节省IO口，把片选和复位信号直接连接固定电平，RDX读信号也不做处理，也是可以的。)
从上面的描述可以看出，值得注意的一点：向液晶屏传输的不仅有Data数据，还有命令Command。
乍一看，觉得向屏幕只需传输像素颜色数据就行了，不熟练的新手往往会忽略了命令传输需求。
因为所谓与液晶屏通信，实际上还是与液晶屏驱动控制芯片在通信，而数字芯片往往都会有各种配置寄存器(除非功能很简单的芯片比如74系列，555等)，也就有了向芯片发送配置命令的需要，如果设计过数字芯片或FPGA就会更明了。
另外需要注意的一点是：使用8080并行接口的LCD驱动芯片，都需要内置GRAM(Graphics RAM), 至少能存储一个屏幕的数据。
这是导致使用此接口的屏幕模组一般比使用下一节提到的 RGB接口的屏幕模组 要贵的原因，RAM还是要成本的。
总的来说：8080接口通过并行总线传输控制命令和数据，并通过往LCM液晶模组自带的GRAM更新数据实现屏幕的刷新。
以下图表来自 LCD驱动芯片OTM8009A的数据手册
以下2张时序图就很能说明问题了
同样给出2张时序图
大家都知道像素信息用RGB三原色表示，所以向液晶屏传输的数据帧主要也就是传输的RGB颜色数据，那么这3种颜色数据是如何组织编码的呢？当总线位宽是24bits时，很自然地就能想到 8位R + 8位G + 8位B。那当位宽是16bits或8bits时呢？
另外，像素的颜色数据并不总是用 8R8G8B的24位真彩色 表示，共有下面几种表示情况：
这不同的 颜色表示方法 和 不同的总线位宽 相组合，就会组合成多种 RGB颜色数据编码。
下面分别介绍
编码表：
时序图：
444RGB编码数据传输时序图
565RGB编码数据传输时序图
666RGB编码数据传输时序图
888编码数据传输时序图
编码表：
时序图：
就不再赘述了，可根据编码表画出。
编码表：
时序图：
就不再赘述了。
RGB接口又称DPI(Display Pixel Interface)接口，也是一种并行接口，采用普通的同步、时钟、信号线来传输数据，需搭配SPI或IIC串行总线来传输控制命令使用。
某种程度上，它与8080接口的最大差别就是，RGB接口的数据线与控制线分离，而8080接口是复用的。
另一个不同点是，由于RGB接口是连续传输整屏的像素数据，本身可实现显示数据的刷新，就不再需要GRAM了，这大大的减少了LCM的成本。一般厂家同样尺寸分辨率的LCD模组，RGB接口的相比8080接口的要便宜不少。
模型如下：
由于本文是简单介绍，就不再讲RGB接口的DE模式和SYNC模式了。
其中有数据线，时钟线，和 水平/垂直 同步信号线。
(HS, VS这2个信号，笔者多年前搞过模拟视频传输，对这2个行场同步信号好熟悉的感觉。)
Vsync(VS)指示一整屏像素帧的开始
Hsync(HS)指示一个水平行像素数据的开始
在PCLK时钟信号的驱动下，像素数据连续地，源源不断地 从主处理器 送往 液晶模组。
单个像素数据传输周期的时序如下图：
整个屏幕像素帧的时序如下：
MIPI(Mobile Industry Processor Interface) 是2003年由ARM, Nokia, ST ,TI等公司成立的一个联盟，目的是把手机内部的接口如摄像头、显示屏接口、射频/基带接口等标准化，从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。MIPI联盟下面有不同的WorkGroup，分别定义了一系列的手机内部接口标准，比如摄像头接口CSI、显示接口DSI、射频接口DigRF、麦克风/喇叭接口SLIMbus等。统一接口标准的好处是手机厂商根据需要可以从市面上灵活选择不同的芯片和模组，更改设计和功能时更加快捷方便。
用于液晶屏的MIPI接口全称应该是MIPI-DSI接口，有些文档就干脆称之为DSI(Display Serial Interface)接口。
DSI兼容的外设都支持2种基本的操作模式，一是命令模式，二是Video模式。
由此可看出，MIPI-DSI接口也是同时有命令和数据通信能力的，不需要SPI等接口帮忙传输控制命令。
而MIPI-DSI接口协议还是挺复杂的，我这里就不详细描述了😄
高通公司于2004年提出的接口MDDI(Mobile Display Digital Interface)，通过减少连线可提高移动电话的可靠性并降低功耗。依托当年高通在移动芯片领域的占有率，和上面的MIPI接口实际上是竞争关系。
MDDI接口基于LVDS差分传输技术，最高支持3.2Gbps的传输速率。可将信号线缩减到6条，这还是很有优势的。
模型如下：
可看出，MDDI接口还是需要借助SPI或IIC来传输控制命令，它自身只管传输数据。