上周的推文全部都是關(guān)于硬件PCB設(shè)計相關(guān)的內(nèi)容。有兄弟留言說我作為一名嵌入式軟件工程師卻不務(wù)正業(yè),讓我多推一些關(guān)于外設(shè)驅(qū)動、通信接口的內(nèi)容;既如此,杰克便從本篇開始,編寫一些外設(shè)、通信接口相關(guān)的推文。
本系列推文主要是分享驅(qū)動TFT-LCD電容觸摸屏模塊(RGB接口)的一些相關(guān)內(nèi)容。對于嵌入式開發(fā)者而言,對TFT-LCD觸摸屏模塊應(yīng)該有所了解。圈內(nèi)較出名的野火、正點原子、小梅哥等都有提供各自的TFT-LCD電容觸摸屏模塊。其組成大都是由觸摸屏模組+驅(qū)動背板組成。觸摸屏模組由對應(yīng)的廠商提供,而驅(qū)動背板是自行DIY設(shè)計的。本篇主要內(nèi)容是對TFT-LCD觸摸屏模組進(jìn)行描述,對于PCB驅(qū)動背板的設(shè)計內(nèi)容僅是簡單概括描述。
下面正式進(jìn)入本章推送的內(nèi)容。
01 TFT-LCD電容觸摸屏模組
TFT-LCD觸摸屏模組(RGB接口)是由相關(guān)制作廠商提供的。其是由背光LED燈、顯示屏液晶、觸摸檢測屏組合而成,因而模組并不能直接使用,需要搭配相對應(yīng)的電路(PCB驅(qū)動背板)。模組對外有兩個驅(qū)動接口:
RGB顯示屏驅(qū)動接口(40PinFPC排線連接點)
電容屏觸摸接口(6Pin的FPC排線連接點)
RGB顯示屏驅(qū)動接口(RGB888)
市面上常見的RGB888接口的TFT-LCD顯示屏,其顯示屏驅(qū)動接口的信號為40PIN(規(guī)范的PIN腳定義),廠商提供的引腳描述以及相關(guān)說明如下所示:
引腳編號 |
符號 | 描述說明 |
1 |
LED-K |
LED背光POWER陰極(-) |
2 | LED-A | LED背光POWER陽極(+) |
3 |
GND |
TFT工作電源GND |
4 |
VDD |
TFT工作電源VDD |
5~12 |
R0~R7 |
RED分量數(shù)據(jù)0~7位 |
13~20 | G0~G7 | GREEN分量數(shù)據(jù)0~7位 |
21~28 | B0~B7 | BLUE分量數(shù)據(jù)0~7位 |
29 |
GND |
TFT工作電源GND |
30 |
DCLK |
TFT像素時鐘 |
31 |
DISP |
顯示開關(guān) |
32 |
HSYNC |
行同步信號 |
33 | VSYNC |
場同步信號 |
34 |
DEN |
數(shù)據(jù)有效使能信號(在顯示區(qū)域時該信號有效) |
35 |
NC |
NC懸空 |
36 |
GND |
TFT工作電源GND |
37 | XR |
差分模擬觸摸接口右側(cè)電極 |
38 |
YD |
差分模擬觸摸接口底側(cè)電極 |
39 |
XL |
差分模擬觸摸接口左側(cè)電極 |
40 |
YU |
差分模擬觸摸接口上側(cè)電極 |
電容屏觸摸接口
對于大部分的電容觸摸屏模組,其一般集成了電容觸摸控制器,對外提供標(biāo)準(zhǔn)的I2C總線接口,用于讀取觸摸的實時坐標(biāo)值。電容屏觸摸接口的引腳描述如下表:
引腳編號 |
符號 |
描述 |
1 |
INT |
外部中斷信號線(模組輸出給外部) |
2 | SDA |
I2C數(shù)據(jù)信號線 |
3 |
SCL |
I2C時鐘信號線 |
4 |
RESET |
外部復(fù)位信號,低電平有效 |
5 |
GND |
電源GND |
6 |
VDD |
電源VDD |
特別說明:
上面描述的是觸摸屏模組的接口信號,并非用戶接口信號;用戶使用的接口由驅(qū)動背板引出,要特別注意區(qū)分。
02 驅(qū)動背板
從上面RGB顯示屏驅(qū)動接口、電容屏觸摸接口引腳定義來看,觸摸屏模塊的PCB驅(qū)動背板的主要作用如下:
給顯示屏供電
轉(zhuǎn)接驅(qū)動信號(RGB接口信號、觸摸I2C接口信號)
顯示屏供電
對于不同廠商、不同型號的觸摸屏模組而言,其顯示屏接口以及觸摸接口的供電電壓不一致,本示例TFT-LCD觸摸屏模組(RGB接口)的觸摸接口供電電壓為3.3V,顯示屏接口背壓電源為16.5V(注意限流),如下圖所示:
常規(guī)驅(qū)動的器件如MCU、FPGA的供電電壓都比較低,因此在驅(qū)動背板需要對輸入電壓5V進(jìn)行一個升壓和降壓,升壓后給RGB屏供電,降壓后給觸摸IC供電。
轉(zhuǎn)接驅(qū)動信號(RGB接口信號、觸摸I2C接口信號)
杰克對比了幾家的的TFT-LCD觸摸屏模塊(RGB接口),其驅(qū)動背板的FPC用戶接口一致,如下圖所示(40Pin-RGB888接口):
引腳編號 |
符號 |
描述 |
1~2 |
VCC5 |
其他板卡輸入電壓5V |
3~10 |
LCD_R0~R7 | RED分量數(shù)據(jù)0~7位 |
11 |
GND |
地信號 |
12~19 |
LCD_G0~G7 | GREEN分量數(shù)據(jù)0~7位 |
20 |
GND | 地信號 |
21~28 |
LCD_B0~B7 | BLUE分量數(shù)據(jù)0~7位 |
29 |
GND |
地信號 |
30 |
LCD_CLK |
TFT像素時鐘 |
31 | LCD_HSYNC | 行同步信號 |
32 | LCD_VSYNC | 場同步信號 |
33 | LCD_DE | 數(shù)據(jù)有效使能信號(在顯示區(qū)域時該信號有效) |
34 | LCD_BL | LCD背光電壓輸出使能信號 |
35 |
TP_CS |
觸摸SPI接口片選信號 |
36 |
TP_MOSI |
觸摸SPI DO信號 |
37 |
TP_MISO |
觸摸SPI DI信號/觸摸I2C SDA信號 |
38 |
TP_SCK | 觸摸SPI CLK信號/觸摸I2C SCL信號 |
39 | TP_PEN | 觸摸IC 中斷信號 |
40 |
RESET |
復(fù)位信號 |
特別說明: 35~39Pin有SPI接口,是因為模塊的驅(qū)動背板兼容電阻觸摸屏模塊,電阻觸摸屏的觸摸IC一般使用SPI接口進(jìn)行通信,SPI和I2C共用Pin腳,電容觸摸屏、電阻觸摸屏二者只能選其一使用。 |
03 文章總結(jié)
本篇主要是介紹TFT-LCD觸摸屏模塊(RGB接口)的組成以及對相關(guān)接口信號進(jìn)行了描述。對于嵌入式軟件工程師而言,主要是熟悉用戶接口的RGB、觸摸信號,對于模塊的組成、廠商提供的屏模組、驅(qū)動背板的內(nèi)容可以有個大概的了解。
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