根據(jù)液晶顯示器件的寫(xiě)入機(jī)理以及顯示像素電極的排布方式就可以確定對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的基本條件了。液晶顯示器件的種類很多,所以驅(qū)動(dòng)的方法也各有不同。
但是無(wú)論于是哪種類型的器件,還是說(shuō)使用什么不同的驅(qū)動(dòng)方法,它們都是以調(diào)整施加到像素電極上面的相位、電壓、峰值、頻率、時(shí)序、有效值、占空比等等一系列的參數(shù)、特性來(lái)建立起一定的驅(qū)動(dòng)條件,從而實(shí)現(xiàn)顯示。
主要的驅(qū)動(dòng)存在很多,在此僅僅介紹下TFT-LCD所采用的有源矩陣驅(qū)動(dòng)法。
由于TFT-LCD的有源矩陣液晶顯示器件的每一個(gè)像素點(diǎn)上都會(huì)有一套有源器件,所以說(shuō)對(duì)這種器件的驅(qū)動(dòng)是對(duì)每一個(gè)像素點(diǎn)上的有源器件的驅(qū)動(dòng)。
TFT液晶顯示屏是有源矩陣顯示屏,因此,其驅(qū)動(dòng)方式與TN、STN液晶顯示屏截然不同,采用的是有源矩陣動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)法。TFT液晶顯示屏的驅(qū)動(dòng)方式及電路十分復(fù)雜,作為液晶彩電維修人員,沒(méi)有必要對(duì)其驅(qū)動(dòng)原理進(jìn)行詳細(xì)了解,因此,下面僅從圖像色彩顯示角度,對(duì)其驅(qū)動(dòng)原理進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
(1)液晶顯示屏圖像的顯示
下面以1024×768分辨率的液晶屏為例,歸納一下液晶顯示屏顯示圖像的過(guò)程和容易混淆的問(wèn)題。
分辨率為1024×768的液晶屏,共需要1024x3x768個(gè)點(diǎn)來(lái)顯示一幅畫(huà)面。下圖所示為1024x3×768液晶屏驅(qū)動(dòng)框圖。
如果把一個(gè)液晶顯示屏平面分成X-Y軸,分辨率為1024×768的屏幕,在X軸(水平方向)上會(huì)有1024x3=3072列,由8個(gè)384路輸出的源極驅(qū)動(dòng)器(如EK7402)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng);而在Y軸上,會(huì)有768行,由3個(gè)256路輸出柵極驅(qū)動(dòng)器(如EK7309)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)。
在液晶顯示屏中,每個(gè)TFT開(kāi)關(guān)管的柵極連接至水平方向的掃描線,源極連接至垂直方向的數(shù)據(jù)線,而漏極連接至液晶像素電極和存儲(chǔ)電容。顯示屏一次只啟動(dòng)一條柵極掃描線,以將相應(yīng)一行的TFT開(kāi)關(guān)管打開(kāi)。此時(shí),垂直方向的數(shù)據(jù)線送入對(duì)應(yīng)的視頻信號(hào),對(duì)液晶存儲(chǔ)電容充電至適當(dāng)?shù)碾妷海憧娠@示一行的圖像。
接著關(guān)閉TFT開(kāi)關(guān)管,直到下次重新寫(xiě)入信號(hào)前,使得電荷保存在電容上,同時(shí)啟動(dòng)下一條水平掃描線,送人對(duì)應(yīng)的視頻信號(hào)。
依次將整個(gè)畫(huà)面的視頻信號(hào)寫(xiě)入,再?gòu)牡谝粭l重新寫(xiě)入信號(hào),此重復(fù)的頻率稱為幀頻(刷新率),一般為60~70Hz。為便于理解,下圖給出了1幀柵極掃描信號(hào)的波形圖。
如前所述,對(duì)于1024x768分辨率的液晶顯示屏來(lái)說(shuō),有768行和1024×3=3072列。一般液晶彩電的刷新頻率為60Hz,此時(shí),每一幅畫(huà)面的顯示時(shí)間約為11(60s)=16.67ms。由于畫(huà)面的組成為768行柵極走線,所以分配給每一條柵極走線的開(kāi)關(guān)時(shí)間約為16.67ms/768=21.7μs。因此,在柵極驅(qū)動(dòng)器送出的波形中,是一個(gè)接著一個(gè)寬度為21.7μs的脈沖波,依序打開(kāi)每一行的TFT開(kāi)關(guān)管。而源極驅(qū)動(dòng)器則在這21.7μs內(nèi),經(jīng)由源極走線,將顯示電極充放電到所需的電壓,便可顯示出相對(duì)應(yīng)的圖像內(nèi)容。
需要再次說(shuō)明的是,加在液晶TFT管源極的驅(qū)動(dòng)電壓,不能像CRT顯像管陰極那樣是一個(gè)固定極性的直流信號(hào)。因?yàn)橐壕э@示屏內(nèi)部的液晶分子如果處于單一極性的電場(chǎng)作用下,則會(huì)在直流電場(chǎng)中發(fā)生電解反應(yīng),使液晶分子按照不同的帶電極性而分別趨向于正、負(fù)兩極堆積發(fā)生極化作用,從而逐漸失去旋光特性而不能起到光閥作用,致使液晶屏工作壽命終止。因此,要正確使用液晶,不能采用顯像管式的激勵(lì)方式,而是既要向液晶施加電壓以便調(diào)制對(duì)比度,又要保證所加電壓符合液晶驅(qū)動(dòng)要求,即不能有平均直流成分。具體的方法是在顯示屏的源極上,加上極性相反、幅度大小相等的交流電壓。由于交流電的極性不斷變化倒相,故不會(huì)使液晶分子產(chǎn)生電解極化作用,而所加電壓又能控制其透光度,從而達(dá)到調(diào)整對(duì)比度的目的。
(2)液晶顯示屏彩色的顯示
TFT液晶顯示屏之所以能夠顯示出色彩逼真的彩色,是由其內(nèi)部的彩色濾色片和TFT場(chǎng)效應(yīng)管共同協(xié)調(diào)工作完成的。下面結(jié)合下圖所示電路圖進(jìn)行說(shuō)明。圖中展示了液晶屏上一組三基色像素的示意圖。
從圖中可以看出,在t時(shí)刻,R、G、B三基色像素從源極驅(qū)動(dòng)器輸出,加到源極驅(qū)動(dòng)電極n-l、n、n+l上,即各TFT管的源極S上,而此時(shí)(即t時(shí)刻),柵極驅(qū)動(dòng)器輸出的行驅(qū)動(dòng)脈沖只出現(xiàn)在第m行,因此,第m行的所有TFT開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通,于是,R、G、B驅(qū)動(dòng)電壓vl、V2、V3分別通過(guò)第m行導(dǎo)通的TFT管加到漏電極像素電極上,故R、G、B三基色像素單元透光,送到彩色濾色片上,經(jīng)混色后顯示一個(gè)白色像素點(diǎn)。
下圖給出了顯示三個(gè)連續(xù)白色像素點(diǎn)的示意圖。顯示的工作過(guò)程與前述類似,即在t,時(shí)刻,第m-l行的TFT管導(dǎo)通,于是在第m-l行的對(duì)應(yīng)列處顯示一個(gè)白色像素點(diǎn);在t2時(shí)刻,第m行的TFT管導(dǎo)通,于是在第m行的對(duì)應(yīng)列處顯示一個(gè)白色像素點(diǎn);在t3時(shí)刻,第m+l行的TFT管導(dǎo)通,于是在第m+l行的對(duì)應(yīng)列處顯示一個(gè)白色像素點(diǎn);由于t1、t2、t3之間的間隔很小,因此,人眼看不到白色像素點(diǎn)的閃動(dòng),而看到的是三個(gè)豎著排放的白色像素點(diǎn)。
以上介紹的只是顯示白色的情況,若顯示其他顏色,原理是相同的。例如,若要顯示黃色,只需要R、G兩像素單元加上電壓,使R、G透光顯示出濾色片的顏色;同時(shí),不給B像素單元加電壓,因此,B像素單元不能透光而呈黑暗狀態(tài)。也就是說(shuō),在三基色單元中,只有R、G兩單元發(fā)光,故能呈現(xiàn)黃色。
可見(jiàn),如果將視頻信號(hào)加到源極列線上,再通過(guò)柵極行線對(duì)TFT場(chǎng)效應(yīng)管逐行選通,即可.控制液晶屏上每一組像素單元的發(fā)光與否及發(fā)光顏色,從而達(dá)到顯示彩色圖像的目的。各基色像素單元的源極列線,按照三基色的色彩不同而分為R、G、B三組,分別施加各基色的視頻信號(hào),就可以控制三基色的比例,從而使液晶屏顯示出不同的色彩。
TFT顯示屏的程序
一、 * 函數(shù)名: LCD_Init(void)
* 參 數(shù): 無(wú)
* 返 回: 無(wú)
*功 能: 初始化TFT顯示器
二、
* 函數(shù)名: LCD_SetTextColor(__IO uint16_t Color)
* 參 數(shù): Color : 文本顏色
* 返 回: 無(wú)
* 功 能: 設(shè)置文本顏色,保存在全部變量s_TextColor
三、
* 函數(shù)名: LCD_ClearLine(uint8_t Line)
* 參 數(shù): Line : 文本行號(hào)0 - 9
*返 回: 無(wú)
* 功 能: 清除選定的文本行
四、
* 函數(shù)名: LCD_Clear(uint16_t Color)
* 參 數(shù): Color : 背景色
*返 回: 無(wú)
* 功 能: 根據(jù)輸入的顏色值清屏
五、
* 函數(shù)名: LCD_SetCursor(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos)
* 參 數(shù): Xpos : X坐標(biāo); Ypos: Y坐標(biāo)
* 返 回: 無(wú)
*功 能: 設(shè)置光標(biāo)位置
六、
* 函數(shù)名: LCD_SetTransparent(uint8_t _mode)
* 參 數(shù): _mode 透明標(biāo)志,1表示透明 0 表示不透明
* 返 回: 無(wú)
*功 能: 設(shè)置坐標(biāo)的形式
七、
* 函數(shù)名: LCD_DrawChar(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, const uint16_t *c)
* 參 數(shù):
* Xpos : X坐標(biāo);
* Ypos: Y坐標(biāo);
*c : 指向字符點(diǎn)陣的指針
*返 回: 無(wú)
* 功 能: 在LCD上顯示一個(gè)字符(16x24)
八、 * 函數(shù)名: LCD_DisplayChar(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint8_t Ascii)
* 參 數(shù):
* Xpos : X坐標(biāo));
* Ypos : Y坐標(biāo))
*Ascii : 字符的ASCII代碼,在0x20和0x7E之間
* 返 回: 無(wú)
* 功 能: 在LCD上顯示一個(gè)字符(16x24)
九、
* 函數(shù)名: LCD_DisplayString(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint8_t *ptr)
* 參 數(shù):
* Xpos : X坐標(biāo) 0 - 399
*Ypos : Y坐標(biāo) 0 - 239
* ptr : 字符串指針;
* 返 回: 無(wú)
* 功 能: 在LCD指定文本行顯示一個(gè)字符串
十、
*函數(shù)名: LCD_SetDisplayWindow(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint8_t Height, uint16_tWidth)
* 參 數(shù):
* Xpos : 顯示行號(hào)
*Ypos : 字符串指針;
* Height: 窗口高度
* Width : 窗口寬度
*返 回: 無(wú)
* 功 能: 設(shè)置顯示窗口
十一、
* 函數(shù)名: LCD_WindowModeDisable(void)
* 參 數(shù): 無(wú)
* 返 回: 無(wú)
*功 能: 退出窗口顯示模式,變?yōu)槿溜@示模式
十二、
* 函數(shù)名: LCD_DrawLine(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Length, uint8_t Direction)
* 參 數(shù): Xpos :X坐標(biāo)
* YPos :Y坐標(biāo)
* Length :長(zhǎng)度
* Direction :方向(Horizontal,Vertical)
*返 回: 無(wú)
* 功 能: 在LCD上畫(huà)1條線
十三、
*函數(shù)名: LCD_DrawPoints(POINT_T _offset, POINT_T *_points, uint16_t _Size, uint16_t _Color)
* 參 數(shù): _points :點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)組
* _offset : 偏移坐標(biāo)
*_Size : 點(diǎn)個(gè)數(shù)
* _Color :顏色
*返 回: 無(wú)
* 功 能: 在LCD上畫(huà)一組點(diǎn)
十四、
* 函數(shù)名: LCD_DrawRect(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint8_t Height, uint16_t Width)
* 參 數(shù): Xpos :X坐標(biāo)
* YPos :Y坐標(biāo)
* Height :高度
* Width :寬度
*返 回:無(wú)
* 功 能: 在LCD上畫(huà)一個(gè)矩形框
十六、
* 函數(shù)名: LCD_DrawCircle(uint16_t Xpos, uint16_t Ypos, uint16_t Radius)
* 參 數(shù): Xpos :X坐標(biāo)
*Radius :圓的半徑
* 返 回: 無(wú)
*功 能: 在LCD上畫(huà)一個(gè)圓
十七、
* 函數(shù)名: LCD_DrawMonoPict(const uint32_t *Pict)
* 參 數(shù): Pict : 圖片點(diǎn)陣指針
*返 回: 無(wú)
* 功 能: 在LCD上畫(huà)一個(gè)單色圖片
十八、
* 函數(shù)名: LCD_WriteBMP(const uint16_t *ptr)
* 參 數(shù): ptr : 圖片點(diǎn)陣指針
*返 回: 無(wú)
* 功 能: 在LCD上顯示一個(gè)BMP位圖
十九、
* 函數(shù)名: LCD_WriteReg(__IO uint16_t LCD_Reg, uint16_t LCD_RegValue)
* 參 數(shù): LCD_Reg :寄存器地址; LCD_RegValue : 寄存器值
* 返 回: 無(wú)
*功 能: 修改LCD控制器的寄存器的值
二十、
* 函數(shù)名: LCD_ReadReg(__IO uint16_t LCD_Reg)
* 參 數(shù): LCD_Reg :寄存器地址
* 返 回: 寄存器的值
*功 能: 讀LCD控制器的寄存器的值
二十一、
* 函數(shù)名: LCD_WriteRAM_Prepare(void
* 參 數(shù): 無(wú)
* 返 回: 無(wú)
*功 能: 寫(xiě)顯存前的準(zhǔn)備,即設(shè)置顯存寄存器地址
二十一、
* 函數(shù)名: LCD_WriteRAM(uint16_t RGB_Code)
* 參 數(shù): RGB_Code : 顏色代碼
*返 回: 無(wú)
* 功 能: 寫(xiě)顯存,顯存地址自動(dòng)增加
二十二、
* 函數(shù)名: LCD_ReadRAM(void)
* 參 數(shù): 無(wú)
* 返 回: 顯存數(shù)據(jù)
* 功 能: 讀顯存,地址自動(dòng)增加
二十三、
* 函數(shù)名: LCD_DisplayOn(void)
* 參 數(shù): 無(wú)
*返 回: 無(wú)
* 功 能: 打開(kāi)顯示
二十四
* 函數(shù)名: LCD_DisplayOff(void)
* 參 數(shù): 無(wú)
*返 回: 無(wú)
* 功 能: 關(guān)閉顯示
二十五、
* 函數(shù)名: LCD_CtrlLinesConfig(void)
*參 數(shù): 無(wú)
* 返 回: 無(wú)
* 功 能: 配置LCD控制口線,F(xiàn)SMC管腳設(shè)置為復(fù)用功能
二十六
* 函數(shù)名: LCD_FSMCConfig(void)
* 參 數(shù): 無(wú)
* 返 回: 無(wú)
*功 能: 配置FSMC并口訪問(wèn)時(shí)序
評(píng)論