基于ARM處理器的LCD控制設計（附圖）

【中國數字視聽網訊】隨著信息技術的不斷發展，嵌入式系統正在越來越廣泛的應用到航空航天、消費類電子、通信設備等領域。而在嵌入式系統中，LCD作為人機交互的主要設備之一，顯示系統又是不可缺少的一部分。近年來，隨著微處理器性能的不斷提高，特別是ARM處理器系列的出現，嵌入式系統的功能也變得越來越強大。液晶顯示器由于具有功耗低、外形尺寸小、價格低、驅動電壓低等特點以及其優越的字符和圖形的顯示功能,已經成為嵌入式系統使用中的首選的輸出設備。隨著多媒體技術的發展，單色的LCD已不能滿足人們在各種多媒體應用方面的更高要求，彩色LCD正越來越廣泛地被應用到嵌入式系統中。觸摸屏是人們獲取信息的一種便利工具, 已廣泛應用于工商、稅務、銀行等各種需要對公眾提供信息服務的行業[1]。觸摸屏作為一種特殊的計算機外設，是目前最簡單、方便、自然的一種人機交互方式。它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設備[2]。

S3C44B0X是三星公司生產的基于ARM7TDMI內核的RISC微處理器，主頻可達66MHz[3]。它集成了包括LCD控制器在內的等外圍器件。LM7M632是Sharp公司推出的分辨率為640×240的STN型彩色LCD顯示屏,支持256色顯示[4]。本文重點討論了S3C44B0X與LM7M632及ADS7843的接口設計以及LCD和觸摸屏的驅動過程。

1 S3C44B0X中內置LCD控制器介紹

S3C44B0X中內置的LCD控制器可以支持4級灰度、16級灰度的黑白LCD和256級顏色的彩色LCD屏；支持3種LCD驅動器：4位雙掃描，4位單掃描，8位單掃描顯示模式。內置的LCD控制器的作用是將定位在系統存儲器（SDRAM）中的顯示緩沖區中的LCD圖像數據傳送到外部LCD驅動器，并產生必須的LCD控制信號[5]。圖1為LCD控制器內部結構框圖。其中，VCLK是LCD控制器和LCD驅動器之間的像素時鐘信號；VLINE是LCD控制器和LCD 驅動器之間的行同步脈沖信號；VFRAME是LCD控制器和LCD驅動器之間的幀同步信號。VM是LCD驅動器的AC信號。VD[3∶0 ]和VD[ 7∶4 ] 是LCD像素點數據輸出端口。 

圖1 LCD控制器內部結構圖

2 LCD模塊及硬件接口

LM7M632是按照8位單掃描模式工作的。所謂8位單掃描方式，就是顯示采用8位并行數據線進行“行”數據連續移位輸出，直到整個幀的數據都被移出為止。LCD模塊接口信號線的定義如表1所示，圖2為LCD控制器與LCD的硬件接口的連接圖。在該顯示系統的硬件電路中，S3C44B0中的內置LCD控制器與LCD模塊LM7M632的連接是關鍵。圖3是LM7M632模塊接口時序圖。其中，YD是幀（寫滿整個屏的數據稱為1個“幀”）同步信號，該信號啟動LCD屏的新一幀的數據。兩個YD脈沖之間的時間長度就稱之為“幀周期”。根據LCD模塊的特性，幀刷新周期為12ms到14ms，頻率為70Hz～80Hz。每1幀中包含240個LP脈沖。LP為行（共240行）數據輸入鎖存信號，該信號啟動LCD屏新的一行的數據。也就是行同步脈沖信號。每1行中包括640×3/8個XCK脈沖信號。XCK為行數據輸入信號，也就是每一行中像素點數據傳輸的時鐘信號；每組8位的數據在XCK的下降沿處被輸入鎖存。D0~D7是8位的顯示數據輸入信號。

表1：LCD模塊(LM7M632)接口信號線定義

圖3 LM7M632模塊接口時序圖

在該顯示系統中,其顯示方式是以直接操作顯示緩沖區（SDRAM）的內容進行,LCD控制器會通過DMA方式從顯示緩沖區中獲取數據,不需要CPU干預。在256色顯示模式下,顯示緩沖區中的一個字節數據代表LCD上的一個點的顏色信息,因此,所需要的緩沖區的大小為640 ×240 ×1 字節,其中每個字節的RGB數據格式為：由3位紅色(Bit7~Bit5)、3位綠色(Bit4~Bit2)、2位藍色 (Bit1~Bit0) 組成。