9第四章系统设计3

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（5）工作原理
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显存中的每一个单元对应LCD上的一个点， 显存中的每一个单元对应LCD上的一个点，只要 LCD上的一个点 显存中的内容改变，显示结果便进行刷新。 显存中的内容改变，显示结果便进行刷新。显示屏 可以以单色或彩色显示，单色用1位来表示， 可以以单色或彩色显示，单色用1位来表示，彩色可 以用8 256色 16位 24位表示其颜色 位表示其颜色。 以用8位（256色）或16位、24位表示其颜色。屏幕 的大小和显示模式这些因素会影响显存的大小。 的大小和显示模式这些因素会影响显存的大小。 显存通常是从内存空间分配所得， 显存通常是从内存空间分配所得，并且它是由连 续的字节空间组成， 续的字节空间组成，而屏幕的显示操作总是从左到 右逐点象素扫描，从上到下逐行扫描，直到右下角， 右逐点象素扫描，从上到下逐行扫描，直到右下角， 然后再折返到左上角。 然后再折返到左上角。而显存里的数据则是按地址 递增的顺序被提取， 递增的顺序被提取，当显存里的最后一个字节被提 取后，再返回显存的首地址。 取后，再返回显存的首地址。
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主要用于显示文本及图形信息。 主要用于显示文本及图形信息 。 它具有 重量轻、 体积小、 耗电量低、 无辐射、 重量轻 、 体积小 、 耗电量低 、 无辐射 、 平面 直角显示以及影像稳定不闪烁等特点， 直角显示以及影像稳定不闪烁等特点 ， 因此 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 在许多电子应用系统中， 在许多电子应用系统中 ， 常使用液晶屏作为 人机界面， 而且已广泛应用与于各类显示器 人机界面 ， 件上如下图所示。 件上如下图所示。
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前后台双重显示缓存的显示模块结构
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在常用的嵌入式LCD 在常用的嵌入式 LCD 屏幕上实现图像和字符 LCD屏幕上实现图像和字符 的显示具体步骤如下： 的显示具体步骤如下： 首先在程序中配置微处理器GPIO的寄存器， GPIO的寄存器 首先在程序中配置微处理器GPIO的寄存器， 将与LCD连接的引脚定义为所需的功能； LCD连接的引脚定义为所需的功能 将与LCD连接的引脚定义为所需的功能；将帧描 述符定义在SDRAM SDRAM里 DMAC被初始化后供 被初始化后供DMAC 述符定义在SDRAM里，在DMAC被初始化后供DMAC 提取； 配置LCD 控制器的各寄存器； LCD控制器的各寄存器 提取 ； 配置 LCD 控制器的各寄存器 ； 最后建立 LCD屏幕上的每一象素与帧缓冲区对应位置的映 LCD屏幕上的每一象素与帧缓冲区对应位置的映 射关系，将字符位图转换成字符矩阵数据， 射关系 ， 将字符位图转换成字符矩阵数据 ， 并 且写入到帧缓冲器（也成为显存） 且写入到帧缓冲器（也成为显存）里。
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（1）LCD的分类 LCD的分类
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液晶显示的原理是液晶在不同电压的作用下会有 不同的光特性。一类是STN型液晶属于无源的， STN型液晶属于无源的 不同的光特性。一类是STN型液晶属于无源的，这类 液晶需要有外部提供光源， 液晶需要有外部提供光源，根据光源的位置又可以 进一步分成反射式和透射式两种。 进一步分成反射式和透射式两种。这种液晶显示的 成本较低，但有效视角较小，色彩也不够鲜艳。 成本较低，但有效视角较小，色彩也不够鲜艳。它 具有省电的最大优势。其屏幕尺寸一般在5英寸以下 具有省电的最大优势。其屏幕尺寸一般在5 目前较少使用）。 （目前较少使用）。 另一类是有源发光器件TFT形式。TFT是薄膜晶 TFT形式 另一类是有源发光器件TFT形式。TFT是薄膜晶 体管Thin Transitor的缩写 的缩写， 体管Thin Film Transitor的缩写，每个液晶就类似 是一个可以发光的晶体管。 是一个可以发光的晶体管。液晶显示屏就是有许多 液晶排列成阵列而构成的。 液晶排列成阵列而构成的。
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（6）调色板技术
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在显存与显示器之间还需要有LCD 在显存与显示器之间还需要有LCD控制器负责完 LCD控制器负责完 成从现存提取数据，进行处理并传输到屏幕上。 成从现存提取数据，进行处理并传输到屏幕上。例 如PXA255微处理器内部集成有LCD控制器，它提供了 PXA255微处理器内部集成有LCD控制器， 微处理器内部集成有LCD控制器 一个从微处理器到Passive(STN) Active(TFT)显示 Passive(STN)或 一个从微处理器到Passive(STN)或Active(TFT)显示 屏的接口。LCD控制器由 控制器由LCD DMAC,输入输出FIFO， 输入输出FIFO 屏的接口。LCD控制器由LCD DMAC,输入输出FIFO， 内部调色板和寄存器组组成。 内部调色板和寄存器组组成。 当接STN显示屏， STN显示屏 当接STN显示屏，并且显示模式为单色或彩色 小于8 象素） LCD控制器采用调色板技术 控制器采用调色板技术。 （小于8位/象素）时， LCD控制器采用调色板技术。 当接TFT 显示屏时， LCD控制器无需加载数据到调 当接TFT 显示屏时， LCD控制器无需加载数据到调 色板中，通过DMAC传输到输入FIFO DMAC传输到输入FIFO后 色板中，通过DMAC传输到输入FIFO后，数据又立刻 被传输到输出FIFO FIFO， 被传输到输出FIFO，然后在屏幕上进行显示。
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工作原理
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计算机反映自然界的颜色是通过R 计算机反映自然界的颜色是通过R、G、B值来 表示的，如果要在屏幕某一点显示某种颜色， 表示的，如果要在屏幕某一点显示某种颜色，则 必须在显存里给出相应每一个象素的R 必须在显存里给出相应每一个象素的R、G、B值。 其实现方法有直接从显存中得到和间接得到两种 方式。 方式。直接得到是指在显存里存放有象素对应的 RGB值 通过将该RGB RGB值传输到显示屏上而令屏幕 RGB值，通过将该RGB值传输到显示屏上而令屏幕 显示。间接得到方式是指显存中存放的并不是RGB 显示。间接得到方式是指显存中存放的并不是RGB 而是调色板的索引值， 值，而是调色板的索引值，调色板里存放的才是 RGB值 然后再发送到显示屏上。 RGB值，然后再发送到显示屏上。
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（4）LCD模块的显存控制 LCD模块的显存控制
从系统结构上来讲，由于显示器模块中 从系统结构上来讲， 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 已经有显示存储器。 已经有显示存储器。显存中的每一个单元对应 LCD上的一个点 只要显存中的内容改变， 上的一个点， LCD上的一个点，只要显存中的内容改变，显 示结果便进行刷新。于是便存在两种刷新： 示结果便进行刷新。于是便存在两种刷新： 直接根据系统要求对显存进行修改， ①直接根据系统要求对显存进行修改，一种是只
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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（3）LCD的驱动控制 LCD的驱动控制
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市场上的LCD有两种模块形式，一种是LCD 市场上的LCD有两种模块形式，一种是LCD LCD有两种模块形式 显示屏后边有印刷板并在板上带有驱动芯片的 LCD模块 这种LCD 模块。 LCD可以方便的与各种单片机使 LCD模块。这种LCD可以方便的与各种单片机使 用总线方式来驱动，例如8051 8051但偏激的显示形 用总线方式来驱动，例如8051但偏激的显示形 式就属于这种。 式就属于这种。 另一种在微处理器芯片上的内置LCD LCD控制 另一种在微处理器芯片上的内置LCD控制 器来驱动显示模块（ S3C2410)， 器来驱动显示模块（如S3C2410)，它可以支持 彩色/灰度/单色三种模式， 彩色/灰度/单色三种模式，灰度模式下可支持 级灰度和16级灰度，彩色模式下最多支持256 16级灰度 4级灰度和16级灰度，彩色模式下最多支持256 8 LCD的实际尺寸可支持到320×240。 的实际尺寸可支持到320 色，LCD的实际尺寸可支持到320×240。
1、液晶显示器（LCD）概述 液晶显示器（LCD）
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在LCD显示器中，显示面板薄膜被分成很多小 LCD显示器中 显示器中， 栅格，每个栅格由一个电极控制， 栅格，每个栅格由一个电极控制，通过改变栅格 上的电极就能控制栅格内液晶分子的排列， 上的电极就能控制栅格内液晶分子的排列，从而 控制光路的导通。 控制光路的导通。彩色显示利用三原色混合的原 理显示不同的色彩：此时每一个象素都是由3 理显示不同的色彩：此时每一个象素都是由3个液 晶单元格构成的。 晶单元格构成的。其中每一个单元格前面都分别 有红色R 绿色G或蓝色B的过滤片， 有红色R、绿色G或蓝色B的过滤片，光线经过过滤 片的处理变成不同的色彩。 片的处理变成不同的色彩。 点阵式LCD由矩阵构成， LCD由矩阵构成 点阵式LCD由矩阵构成，显示文字字符以及其 他符号，常见的点阵LCD LCD用 他符号，常见的点阵LCD用5行8列的点表示一个字 使用16 16列的点表示一个汉字 LCD驱动器 16行 列的点表示一个汉字。 符，使用16行16列的点表示一个汉字。LCD驱动器 将输入数据转换为激发相应的点所需的电信号。 将输入数据转换为激发相应的点所需的电信号。
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（2）单色与彩色显示器
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在单色液晶显示屏中， 在单色液晶显示屏中，一个液晶就是 一个象素。 一个象素。 在彩色液晶屏中则每个象素由R 在彩色液晶屏中则每个象素由R红、G 绿和B兰色三个液晶共同组成。 绿和B兰色三个液晶共同组成。同时也可 以认为每个象素背后都有一个8 以认为每个象素背后都有一个8位的寄存 器，寄存器的值决定着三个液晶单元各 自的亮度。 自的亮度。有些情况下寄存器的值并不 直接驱动RGB三个液晶单元的亮度， RGB三个液晶单元的亮度 直接驱动RGB三个液晶单元的亮度，而是 通过一个调色板技术来访问， 通过一个调色板技术来访问，发出真彩 色的效果。 色的效果。 6