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一、LCD介绍
LCD (Liquid Crystal Display的简称)液晶显示器
LCD主要由两片玻璃基板、彩色滤光片、偏光片、驱动电路和背光灯等部分组成。其中，两片玻璃基板之间有一定的间距，用来放置液晶材料。彩色滤光片上有很多红、绿、蓝三色的像素点，通过不同颜色的光线实现图像显示。偏光片的作用是控制光线的偏振方向，而背光灯则提供光源。
二、LCD屏的工作原理
LCD液晶显示器是以液晶为基本材料的显示组件，其通过控制液晶分子两端的电压来控制液晶分子的转动方向，继而控制每个像素点偏振光投射度而达到显示的目的。
LCD由一个一个像素组成：每行有xres个像素，有yres行，它的分辨率是： xres * yres。只要能够控制任意一个像素的颜色，就可以在LCD上绘制文字、图片。
假设上图是一个LCD屏幕，屏幕中一个一个密密麻麻的黑点称之为像素点，每一行有若干个点，试想下有一个电子枪，电子枪位于某一个像素点的背后，然后向这个像素发射红，绿，蓝三种原色，这三种颜色按不同的比例组合成任意一种颜色。电子枪在像素点的背后，一边移动一边发出各种颜色的光，电子枪从左往右移动，到右边边缘之后就跳到下一行的行首，继续从左往右移动，如此往复，一直移动到屏幕右下角的像素点，最后就跳回原点。以一定的频率循环往复，就可以在LCD屏幕上显示各种图像。
问题1：电子枪如何移动？
答：有一条像素时钟信号线（DCLK），连接屏幕，每来一个像素时钟信号（DCLK），电子枪就移动一个像素。
问题2：电子枪打出的颜色该如何确定？
答：有三组红，绿，蓝信号线（RGB），连接屏幕，由这三组信号线（RGB）传递颜色。
问题3：电子枪移动到LCD屏幕右边边缘时，如何得知需要跳到下一行的行首？
答：有一条水平同步信号线（HSYNC），连接屏幕，当接收到水平同步信号（HSYNC），电子枪就跳到下一行的最左边。
问题4：电子枪如何得知需要跳到原点？
答：有一条垂直同步信号线（VSYNC），连接屏幕，当接收到垂直同步信号线（VSYNC），电子枪就由屏
问题5：电子枪如何得知三组信号线（RGB）确定的颜色就是它是需要的呢？
答：有一条RGB数据使能信号线（DE），连接屏幕，当接收到数据使能信号线（DE），电子枪就知道这时由这三组信号线（RGB）确定的颜色是有效的，可以发射到该像素点。
三、LCD屏分类
LCD屏按信号类型，可以分为TTL，LVDS，EDP和MIPI
LCD屏按接口类型，可以分为RGB 模式、SPI 模式、MDDI 模式、VSYNC 模式、DSI 模式、MCU 模式
LCD屏按材质，可以分为TFT-TN,TFT-IPS,TFT-VA
四、LCD屏常用接口介绍
4.1 TTL(RGB)接口
最早期的LCD接口， TTL接口属于并行方式传输数据的接口，采用这种接口时，不必在液晶显示器的驱动板端和液晶面板端使用专用的接口电路，而是由驱动板主控芯片输出的TTL数据信号经电缆线直接传送到液晶面板的输人接口。由于TTL接口信号电压高、连线多、传输电缆长，因此，电路的抗干扰能力比较差，而且容易产生电磁干扰（EMI）。 在实际应用中，TTL接口电路多用来驱动小尺寸（15寸以下）或低分辨率的液晶面板。TTL最高像素时钟只有28MHz，驱动板TTL输出接口中一般包含如下信号线:
单通道6bit TTL输出接口
对于6bit单路TTL输出接口，共有18条RGB数据线，分别是R0～R5红基色数据6条，G0～G5绿基色数据6条，B0～B5蓝基色数据6条，共3*6=18条。由于基色RGB数据为18bit，因此，也称18位或18bitTTL接口。
单通道8bit TTL输出接口
对于8bit单路TTL，输出接口，共有24条RGB数据线，分别是R0～R7红基色数据8条，G0～G7绿基，BO～B7蓝基色数据8条，共3*8=24条。由于基色RGB数据为24bit，因此，也称24位或24bitTTL接口。
双通道6bit TTL输出接口
对于6bit双路TTL，输出接口，共有36条RGB数据线，分别是奇路RGB数据线18条，偶路RGB数据线18条，3*6*2=36条。由于基色RGB数据为36bit，因此， 也称36位或36bitTTL接口。
双通道8bit TTL输出接口
对于8bit双路TTL输出接口，共有48条RGB数据线，分别是奇路RGB数据线24条，偶路RGB数据线24条，3*8*2=48条。由于基色RGB数据为48bit，因此， 也称48位或48bitTTL接口。
4.2 LVDS接口
4.2.1 LVDS接口概述
LVDS，即Low Voltage Differential Signaling，是一种低压差分信号技术接口。克服以TTL电平方式传输宽带高码率数据时功耗大、EMI电磁干扰大等缺点而研制的一种数字视频信号传输方式。LVDS输出接口利用非常低的电压摆幅（约350mV）在两条PCB走线或一对平衡电缆上通过差分进行数据的传输，即低压差分信号传输。采用LVDS输出接口，可以使得信号在差分PCB线或平衡电缆上以几百Mbit／s的速率传输，由于采用低压和低电流驱动方式，因此，实现了低噪声和低功耗。
4.2.2 LVDS接口电路的组成
在液晶显示器中，LVDS接口电路包括两部分， 即主板侧的LVDS输出接口电路（LVDS发送端）和液晶面板侧的LVDS输入接口电路（LVDS接收器）。LVDS发送器将驱动板主控芯片输出的TTL信号转换成低电压串行LVDS信号，然后通过驱动板与液晶面板之间的柔性电缆（排线）将信号传送到液晶面板侧的LVDS接收端的LVDS解码IC中，LVDS接收器再将串行信号转化为TTL电平信号，送往液晶屏时序控制与行列驱动电路。也就是其实TFT只识别TTL（RGB）信号。
在数据传输的过程中，还必须要有时钟信号的参与，LVDS接口无论是传输数据还是时钟，都是采用差分信号对进行传输。信号对即是指LVDS接口电路中，每一个数据或时钟传输通道的输出都是正输出端和负输出端两个信号。
LVDS信号的分为单路6位LVDS,双路6位LVDS，单路8位LVDS和双路8位LVDS,特点对比如下表：
单通道6位数据线常称“单6线”,该线有3组信号线,每个基色采用6位数据，共18位RGB数据。单通道8位数据线常称“单8线”,该线有4组信号线,每个基色采用8位数据，共24位RGB数据。
LVDS在传输分辨率较高的数据时，抗干扰能力比较强，可是1920X1080以上分辨率时，单路不堪重负，所以有双路接口出现。目的很简单，加快速度，增强抗干扰能力。
4.3 EDP接口
4.3.1 EDP接口概述
EDP，Embedded Display Port它是一种基于DisplayPort架构和协议的一种内部数字接口，可以用较简单的连接器以及较少的引脚来传递高分辨率信号，且能够实现多数据同时传输，所以它的传输速率也要远高于LVDS。适用于平板电脑、笔记本、一体机、大屏幕高分辨率手机。
液晶显示屏中EDP接口特点：
- 微封包结构，能够实现多数据的同时传输
- 无需LVDS转换电路，电路简洁。
- 较小的EMI（电磁干扰），并具有强大的版权保护功能。
举个例子，以分辨率为1920x1200、24bit彩色的液晶显示屏为例，如采用LVDS接口，则数据传输线需10对；若采用EDP接口，则只需要4对线。 由此可见，EDP接口的优势相当明显，特别是在高清屏中。近年来，为了提高面板及处理器间的数据传输速度，在工控机及工业平板电脑中已大量采用EDP接口，EDP接口正迅速成为主流接口。
如上图所示，为eDP接口的典型连接框图，整个eDP接口信号由四部分组成：
①Main Link： 主通道；1~4对差分线组成（具体几对取决于LCD） ，用来传输视频数据和音频数据;速率1.6/2.7/5.4Gbps；没有时钟线；
②AUX CH：辅助通道；双向半双工；用于传输低带宽需求的数据，以及链路管理和设备控制信号；（这是翻译的，个人理解是可以读取屏的一些信息，如厂家、分辨率等）
③HPD：热插拔检测通道，单向；
④BLControl：背光控制引脚，对于1.2及以上版本，这个是可选的，如果LCD支持1.2及以上，硬件接口连接是可以不用背光控制引脚，直接通过AUX来控制背光。
EDP和LVDS对比
4.4 MIPI接口
4.4.1 MIPI介绍
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) 是2003年由ARM, Nokia, ST ,TI等公司成立的一个联盟，目的是把手机内部的接口如摄像头、显示屏接口、射频/基带接口等标准化，从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。 MIPI联盟下面有不同的WorkGroup，分别定义了一系列的手机内部接口标准，比如摄像头接口CSI、显示接口DSI、射频接口DigRF、麦克风 /喇叭接口SLIMbus等。统一接口标准的好处是手机厂商根据需要可以从市面上灵活选择不同的芯片和模组，更改设计和功能时更加快捷方便。下图是按照 MIPI的规划下一代智能手机的内部架构
MIPI是一个比较新的标准，其规范也在不断修改和改进，目前比较成熟的接口应用有DSI(显示接口)和CSI（摄像头接口） 。CSI/DSI分别是指其承载的是针对Camera或Display显示应用，都有复杂的协议结构
4.4.2 MIPI DSI接口
MIPI-DSI是一个应用于显示技术的串行接口。它以串行方式向外围设备(实际上是液晶显示器)发送像素信息或指令，并从外围设备读取状态信息或像素信息。 在传输过程中，它享有自己独立的通信协议，包括数据包格式和纠错检测机制。下图是MIPI-DSI接口的简单示意图。
MIPI-DSI由应用层、协议层、信道管理层和物理层组成。
PHY Layer
①物理层功能： 将通道管理层并行数据转换成串行数据发送；将接收到的串行数据转换成并行数据，输给通道管理层
②信号接口：一个时钟lane，两根线一个Dp，Dn；数据lane，两根线一个Dp，Dn；数据lane的数量1~4个不等，其中只有lane0是双向的（低速模式双向，高速模式也只能是单向），其他的都只能是单向高速模式单向）。（解释一下，为什么lane0是双向的，因为有些时候需要向LCD读取一些LCD相关的数据信息）
③信号电平：信号有两种工作状态，高速模式状态（HS）和低速模式状态（LP）。在每一个状态下，信号电平不一样。
IIC/SPI接口
IIC/SPI接口的屏一般都是小尺寸的LCD屏，通过SPI/I2C总线把命令和数据传输到LCD屏的驱动IC里面，驱动IC自带显存，只需要把数据写入，然后发送命令让其显示即可
RGB与YUV
RGB格式
RGB色彩模式是工业界的一种颜色标准，是通过对红(R)、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的。常见的RGB像素格式有RGB565,RGB888等。
RGB色彩模式使用RGB模型为图像中每一个像素的RGB分量分配一个0~255范围内的强度值。例如：纯红色R值为255，G值为0，B值为0；灰色的R、G、B三个值相等（除了0和255）；白色的R、G、B都为255；黑色的R、G、B都为0。RGB图像只使用三种颜色，就可以使它们按照不同的比例混合，在屏幕上重现16777216种颜色
YUV格式
YUV：与RGB编码方式类似，是一种颜色编码方法，主要用于电视系统以及模拟视频领域。 它是指将亮度参量（Y：Luminance或Luma）和色度参量（UV：Chrominance或Chroma）分开进行表示的像素编码格式。 将一幅图像中的亮度信息和色彩信息分开可以更好的进行相关图像处理算法的实现，同时还可以通过减少色度的采样降低视频的传输带宽。
YUV使用RGB的信息，它从全彩色图像中产生一个黑白图像，然后提取出三个主要的颜色变成两个额外的信号来描述颜色。 把这三个信号组合回来就可以产生一个全彩色图像
所谓的色差信号，也就是我们常说的分量信号（Y、Cr:R-Y、Cb:B-Y） 。
将亮度参量Y和色度参量U/V分开表示的像素格式，主要用于优化彩色视频信号的传输。 YUV像素格式来源于RGB像素格式，通过公式运算，YUV三分量可以还原出RGB，公式如下:
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