介紹一種由1.3微米工藝制作的大規(guī)模集成電路芯片HD66840F,它是專用LCD視頻驅(qū)動(dòng)芯片,能把用于CRT顯示的三色R.G.B.標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成LCD顯示的數(shù)據(jù)信號(hào)。它能使LCD直接替代CRT顯示而不需作任何變動(dòng),本電路不僅能控制TN型LCD,而且還可以控制TFT型LCD,同時(shí)兼容單色或彩色顯示屏,最大顯示分辨率可達(dá)到720×512點(diǎn)。
1 芯片結(jié)構(gòu)及主要性能
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圖1為芯片內(nèi)部的邏輯框圖。
芯片的主要功能包括：
(1)把標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成LCD驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)信號(hào),以適應(yīng)單色顯示、8級(jí)灰度顯示和8色彩顯。
(2)可選擇控制器的不同控制方式,即引腳編程方式和內(nèi)部寄存器編存方式(通過MCU或ROM)。
(3)可通過編程控制不同點(diǎn)陣的顯示屏,其范圍為：
行：4～1024點(diǎn) 列：32～4048點(diǎn)(4～506字符)
(4)能夠由標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)的行同步信號(hào)HSYNC和場(chǎng)同步信號(hào)VSYNC產(chǎn)生LCD顯示所需的顯示時(shí)鐘信號(hào)。
(5)內(nèi)部鎖相環(huán)路能產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)液晶屏所需的點(diǎn)時(shí)鐘信號(hào)(需要外接電荷泵電路、低通濾波器及壓控振蕩器)。
2 應(yīng)用系統(tǒng)框圖
圖2是一個(gè)計(jì)算機(jī)通過LVIC驅(qū)動(dòng)LCD的原理框圖,整個(gè)系統(tǒng)都在微機(jī)外面。
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LVIC把來自計(jì)算機(jī)的驅(qū)動(dòng)CRT的R.G.B.串行信號(hào)轉(zhuǎn)變成并行信號(hào)寫入緩沖寄存器中,然后再依次讀出并輸出到LCD驅(qū)動(dòng)器中。這里串行信號(hào)的閂鎖信號(hào)即點(diǎn)時(shí)鐘信號(hào)(DOTCLK)是由鎖相環(huán)路(PLL)以行同步為基準(zhǔn)時(shí)鐘產(chǎn)生的,其頻率由PLL電路的分頻比寄存器(R10、R11)決定。
3 各種顯示功能的控制
3.1 編程方式
有兩種方法可以用來控制LVIC的顯示功能,即引腳接線編程和內(nèi)部寄存器編程。
引腳接線編程把相關(guān)引腳接不同的電位以控制系統(tǒng)的顯示功能。這樣設(shè)計(jì)雖簡(jiǎn)單,但使用中無法改變和調(diào)整。
內(nèi)部寄存器編程通過MPU或ROM把數(shù)據(jù)寫入顯示芯片的內(nèi)部寄存器,可以靈活、方便地通過程序來設(shè)定和改變系統(tǒng)的顯示功能。圖3是使用4bit微處理芯片和ROM編程的連接圖。由于LVIC的MPU總線與z80系列的控制總線兼容,它也能直接與其它MPU的總線相連。
3.2 屏幕尺寸
屏幕顯示線點(diǎn)數(shù)可以通過引腳或內(nèi)部寄存器編程來選定。
在引腳接收編程方式下,用戶可通過XDOT腳在水方方向選用640點(diǎn)或720點(diǎn)(80或90字符),而通過YL2～YL0引腳選擇垂直行數(shù)為200、350、400、480、512或540。
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當(dāng)通過內(nèi)部寄存器編程法選擇屏幕象素時(shí),通過寄存器R6、R7在水平方向可從32～4048點(diǎn)間任選一偶數(shù)(4～506個(gè)字符),垂直方向可通過垂直行顯寄存器R2、R3及R4的高兩位數(shù)來選擇掃描行數(shù),范圍為4～1028行中的任一偶數(shù)。
3.3 存儲(chǔ)器選擇
用戶可以采用8KB、32KB或64KB的SRAM作為L(zhǎng)VIC的緩沖存儲(chǔ)器。因?yàn)長(zhǎng)VIC有一片選信號(hào),因此不需外接任何譯碼電路。
存儲(chǔ)器的大小由屏幕尺寸而定。存儲(chǔ)容量(bytes)=Nhd×Nvd。
Nhd：水平方向顯示的字符數(shù);Nvd：垂直方向顯示的行數(shù)
例如：640×200點(diǎn)屏顯時(shí),需16KB存儲(chǔ)器,因?yàn)轱@示80個(gè)字符、200行(8個(gè)點(diǎn)組成一個(gè)字符)。因此每一顯示平面就需2片HM6264(8KB存儲(chǔ)器)。若單色8灰度顯示,則只需把MCS0及MCS1分別與二片存貯器連接。彩顯時(shí),則需三套顯示頁面的存儲(chǔ)器。如圖4所示。
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3.4 主要顯示模式
LVIC支持16種顯示模式,由引腳DM0～DM3的狀態(tài)而定。顯示模式的內(nèi)容包括：把適用于CRT顯示的R.G.B.信號(hào)轉(zhuǎn)變成單色顯示、8級(jí)灰度顯示或8色彩色顯示;顯示彩色時(shí)LCD輸出數(shù)據(jù)的類型,如何設(shè)定LCD驅(qū)動(dòng)器,如何安排彩色信號(hào)(彩條的形式)及輸出交變信號(hào)的類型等。
(1)單色顯示
在這種顯示模式中,顯示色只有黑、白兩種,是由CRT顯示中的R.G.B.信號(hào)相“或”后決定顯示的黑、白。其顯示關(guān)系見表1。
表1 單色顯示
CRC顯示 LCD顯示
R G B CRT顯示顏色 ON/OF F 顏色
1 1 1 白 ON 黑
1 1 0 黃 ON 黑
0 1 1 青 ON 黑
0 1 0 綠 ON 黑
1 0 1 品紅 ON 黑
1 0 0 紅 ON 黑
0 0 1 藍(lán) ON 黑
0 0 0 黑 OFF 白
(2)8級(jí)灰度顯示
在這一顯示模式中,LVIC根據(jù)原CRT顯示信號(hào)的色彩(亮度)把輸出信號(hào)劈分成8級(jí)灰度。其顯示關(guān)系如表2。
(3)8色彩顯
在彩顯模式中LVIC可通過LCD屏上的每個(gè)R.G.B.象素顯示8色信號(hào),其8色與CRT顯示的完全一樣。在彩顯時(shí),有兩種彩條排列形式,即水平彩條排列和垂條彩色排列。不同的LCD屏LVIC將采用不同的R.G.B.信號(hào)輸送方式,以便與LCD象點(diǎn)的排列相吻合。
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3.5 使用注意事項(xiàng)
(1)LVIC的復(fù)位端RES用于開機(jī)的復(fù)位,其復(fù)位信號(hào)至少應(yīng)保持1微秒。復(fù)位端并不影響寄存器的內(nèi)容,因此即使在復(fù)位期間MPU也可對(duì)寄存器進(jìn)行讀寫。
(2)當(dāng)采用內(nèi)部寄存器編程控制方式時(shí),在復(fù)位后只有當(dāng)寄存器寫入數(shù)據(jù)后才能正常運(yùn)行,否則會(huì)出現(xiàn)顯示不規(guī)則現(xiàn)象。
(3)由于LVIC時(shí)大規(guī)模CMOS電路各輸入引腳不能懸空,都須按要求連接。
應(yīng)用本電路可以直接將LCD顯示器同計(jì)算機(jī)主板或工控機(jī)相連,以便用LCD顯示器直接替代CRT電腦顯示屏。在工業(yè)控制和嵌入式控制系統(tǒng)的應(yīng)用中,給電路設(shè)計(jì)提供了很大的便利。