LCD点屏杂记

一 LCD数据手册关键信息提取

二 LVDS 和 MIPI

三 背光

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一 LCD数据手册关键信息提取

1 LCD说明

LCD 即 液晶显示器，依据驱动方式可以分为静态驱动，简单矩阵驱动，主动矩阵驱动三种，其中简单矩阵分为TN和STN两种，主动矩阵则以薄膜式晶体管(TFT)为主。TFT LCD的现实质量是最佳的，从硬件角度看，一块LCD屏显示图像不但需要LCD驱动器，还需要LCD控制器（LCDC），通常LCD驱动器与LCD玻璃基板制作在一起，LCDC由外部电路实现，许多MUC内部直接继承了LCD控制器，通过LCDC可以方便的控制屏。目前大多数显示屏都是采用TFT屏。我们以TFT屏为例。

2 手册关键信息提取

在看LCD数据手册时候主要关注如下两部分信息：
1 行场控制LCD时序图
2 LCDC时序参数

1
屏时序信号：
VCLK ：像素时钟信号（用于锁存图像数据的像素时钟）
HSYNC：行同步信号 （代表新的一行图像数据开始发送）
VSYNC：帧同步信号 （代表新的一屏图像数据开始发送）
VDEN: 数据有效标志位 
VD : 图像数据信号
注意：在帧同步和行同步操作的头尾都必须留有回扫时间。这样的时序安排用于显示器电子枪偏转所需要的时间。

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LCDC关键时序参数说明：
上边界：Upper margin, vertical back porch
下边界：Low margin, vertical front porch
左边界 : left margin, horizontal back porch
右边界：right margin,horizontal front porch
水平同步： hsync,horizontal pulse width
垂直同步：vsync, vertical pulse width
横向分辨率: xres, Horizontal valid data
纵向分辨率：yres, vertical valid data 

如下图所示：
hback-porch  (HBP)：行信号左边沿无效信号时间范围 
hfront-porch  (HFP)： 行信号右边沿无效信号时间范围 
hsync-len (HPW)： 行信号电子枪回扫时间  即 水平同步时间 Hsyc 
vback-porch(VBP) ：帧信号上边沿无效信号时间范围
vfront-porch(VFP)：帧信号下边沿无效信号时间范围
vsync-len(VPW)：帧信号电子枪回扫时间 即垂直同步时间 Vsync 
hactive(HVD)：有效像素信号纵向分辨率
vactive(VVD)：有效像素信号横向分辨率

并且满足如下关系：
Left_margin + right_margin + hsync + xres = horizontal period （水平信号总周期）
Upper_margin + low_margin + hsync + yres = vertical period （垂直信号总周期）

关于像素时钟和lane传输速率的计算
像素时钟：clock-frequency 即DCLK(dotc clock), PCLK(pixel clock).
clock-frequency = (h_active + hfp + hbp + h_sync) * (v_active + vfp + vbp + v_sync) * fps
		        = 水平信号总周期*垂直信号总周期*帧率
 fps为帧率，一般为60，表示每秒刷新60帧图像


lane传输速率：表示一条数据 lane 的传输速率,单位为 Mbits/s
lane_clk = 100 + H_total×V_total × fps × 3 × 8 / lanes_nums 
total 这里指的是 水平 垂直信号总周期
fps 为帧率 取60
3 × 8 代表一个 RGB 为 3 个字节，每个字节 8 bit
lanes 代表 data 通道数

如下为典型的LCD数据手册关键信息

我们可以从上面数据信息中提取如下信息：该产品可以用DE和SYNC两种模式去驱动，我们常用SYNC，也有一些产品只支持DE模式，这种情况我们在下面详说。

在SYNC模式下，上面所属的LCDC关键信息都会提供出来，我们直接用就可以，但是在DE模式下，一般不会告诉 HFP,HBP,VFP,VBP,HSYNC,VSYNC这些参数，而是直接给出Horizontal blank time和Vertical blank time （如上表）或者直接给出水平信号和垂直信号的总周期以及水平垂直信号有效周期，其余的参数需要我们自己计算。

在DE模式下，如果没有明确表明 HFP,HBP,VFP,VBP,HSYNC,VSYNC 等参数的时候，计算这些参数时候，尽量满足如下关系即可：
HFP+HBP+HSYNC = Horizontal blank time
VFP+VBP+VSYNC = Vertical blank time
hspw(hsync)+hbp+col+hfp=total
vspw(vsync)+vbp+row+vfp=total
一般 HSYNC和VSYNC取 4 或 1 或 0 剩下的 XFX XBX自行分配(通常hbp和vbp取较大值)。如：上图中，Vertical section blanking=42, Horizontal section blanking=204,在填充6个参数时只需要满足关系：vbp+vfp+vs=42,hbp+hfp+hs=204,各值自行分配(通常hbp和vbp取较大值),例如
hback-porch = <150>;
hfront-porch = <50>;
vback-porch = <30>;
vfront-porch = <11>;
hsync-len = <4>;
vsync-len = <1>;

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如下 为 DE 模式举例

可知：

xres = 1024
yres = 600
水平周期 = 1344
垂直周期 = 635
左边距空白+右边距空白+水平同步时间 = 320
上边距空白+下边距空白+垂直同步时间 = 35

而
DEH period time： DE Horizontal blank time

 Horizontal blank time = HFP+HBP+HSYNC :左边距空白+右边距空白+水平同步时间

DEV period time : DE Vertical blank time

Vertical blank time = VFP+VBP+VSYNC  ：上边距空白+下边距空白+垂直同步时间

所以猜测：
HSYNC = 4
VSYNC = 1

通常hbp和vbp取较大值
HFP + HBP = 320-4
VFP + VBP = 35-1

二 LVDS 和 MIPI

从接口上区分，我们现在使用的屏幕大概有四中：RGB,LVDS,EDP,MIPI,一般小尺寸屏幕（七寸以下）大部分使用RGB，大尺寸的高清屏幕都是使用LVDS、EDP、MIPI接口。
对于RGB接口的屏幕，LCDC送出来的信号直接给屏幕，中间不需要其他的转换。

LVDS接口：
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。LVDS输出接口在17英寸及以上液晶显示器中得到了广泛的应用。对于LVDS接口的屏幕，LVDS接口只用于传输视频数据。

MIPI接口：
对于MIPI接口的屏幕，MIPI DSI不仅能够传输视频数据，还能传输控制指令
MIPI信号是成对传输的，主要是为了减少干扰，MIPI信号成对走线，两根线从波形看是成反相，所以有外部干扰过来，就会被抵消很大部分。主要用在平板和手机上使用。

两者的区别在于：
.LVDS接口只用于传输视频数据，MIPI DSI不仅能够传输视频数据，还能传输控制指令；LVDS接口主要是将RGB TTL信号按SPWG/JEIDA格式转换成LVDS信号进行传输，MIPI DSI接口则按照特定的握手顺序和指令规则传输屏幕控制所需的视频数据和控制数据。

三 背光

ADJ引脚为 背光亮度控制脚吗，ON/OFF为背光使能脚。LCD屏需要 ADJ脚来控制屏亮度，这时候ADJ脚电压由高到低代表亮度由量到暗（或相反？？？）。有些时候遇到屏不亮背光不亮，可以检查一下ADJ脚 是不是被拉低了。