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    彩色TFT LCD的連接方法 (2017更新版)

     2008-8-21     作者:朱賢武    

    概述

     

      英創公司主流的嵌入式工控主板均支持LCD顯示接口,最高分辨率可達1024*768,主要以數字RGB信號與LVDS信號為主,在高端系統中,還可以支持HDMI顯示接口。英創在售的主流工控主板中,下列型號均可支持LCD顯示:EM928x、ESM928x、ES9281、ESM6800、EM335x、ESM335x、ESM6802。其中ESM335x與ESM6802系統直接支持LVDS顯示接口;ESM6802支持HDMI顯示接口。下表可以更加清淅地說明系統對顯示的支持:

     

    主板型號RGB接口LVDS接口HDMI接口
    ESM6802
    ESM6800  
    ESM335x 
    ESM928x  
    ES9281  
    EM335x 
    EM928x  

     

      特別說明一下,ESM6802支持LVDS+HDMI雙顯示接口,HDMI顯示接口可以支持1080高清顯示。

     

      無論是RGB數據接口的LCD屏,還是LVDS接口的LCD屏,不同廠家并沒有統一的接口標準。因此需要針對具體型號的LCD顯示屏,設計相應的信號轉接板或連接線。英創公司針對常用尺寸的一部份LCD屏設計了專用的信號線轉接板或連接線,方便客戶選型及評估,從英創公司購買LCD,可以直接連接到英創工控主板上進行評估使用。下表是英創公司連接測試過的LCD選型說明:

     

    型號尺寸分辨率亮度d/m2工作溫度接口轉接板
    TM035KDH033.5”標屏320 x 240300-20℃ ~ 60℃RGBETA933
    AT043TN244.3”寬屏480 x 272400-20℃ ~ 70℃RGBETA932
    AT056TN535.6”標屏640 x 480350-20℃ ~ 70℃RGBETA931
    AT070TN837.0”寬屏

    800 x 480

    300-20℃ ~ 70℃RGBETA920
    HSD100PXTN10.0”標屏1024 x 768220-20℃ ~ 60℃

    LVDS

    LVDS線
    TM101DDHG10.1”寬屏1024 x 600420-20℃ ~ 70℃LVDSLVDS線
    G121XN0112.1”標屏1024 x 768500-30℃ ~ 80℃LVDSLVDS線

     

      由于需求不同,客戶也可能需要自行選擇LCD顯示屏的型號,則可以根據上面的RGB信號接口與LVDS接口所示的信號,來連接LCD顯示屏。在這里,可分為RGB數字顯示屏連接與LVDS顯示屏連接,下面以ESMARC EVB評估底板為例,簡單描述一下連接LCD屏的方法。

     

    RGB數據接口LCD連接

     

      EM系列工控主板的LCD-RGB接口在主板上,ESMARC系列的LCD-RGB信號均通過插件,引出到評估底板ESMARC EVB上,無論是那種型式,均采用的FPC0.5-40扁平線座,引腳信號定義一致,如下表所示:

     

    PIN#信號名稱方向信號簡要描述
     1 GNDP 公共地
     2 LCD_DCLKO 串行像素時鐘輸出(Stream Pixel Clock)
     3 LCD_HSYNC#O 行同步脈沖,低有效
     4 LCD_VSYNC#O 場同步脈沖(或幀同步脈沖),低有效
     5 GNDP 公共地
     6-11 R0 – R5O 6-bit紅色分量輸出信號,R0為LSB,R5為MSB
     12 GNDP 公共地
     13-18 G0 – G5O 6-bit綠色分量輸出信號,G0為LSB,G5為MSB
     19 GNDP 公共地
     20-25 B0 – B5O 6-bit藍色分量輸出信號,B0為LSB,B5為MSB
     26 GNDP 公共地
     27 LCD_DEO 顯示使能控制信號
     28-29 +3.3VP 3.3V電源輸出,最大輸出電流<200mA
     30 LCD_BL#O 背光控制信號,低電平有效,可PWM調節背光亮度
     31 NC  空引腳
     32 NC  空引腳
     33-34 +5.0VP 5V電源輸出,最大輸出電流<200mA
     35 NC  空引腳
     36 X- / INT#I/O

     4線電阻觸摸屏X方向差分輸入- / 電容觸摸屏中斷信號

     37 X+ / RST#I/O 4線電阻觸摸屏X方向差分輸入+ / 電容觸摸屏復位信號
     38 Y- / I2C_SCLI/O 4線電阻觸摸屏Y方向差分輸入- / 電容觸摸接口芯片I2C信號
     39 Y+ / I2C_SDAI/O 4線電阻觸摸屏Y方向差分輸入+ / 電容觸摸接口芯片I2C信號
     40 GNDP 公共地

     

      對于RGB數字接口的TFT-LCD的連接,需要設計一張電路板,將LCD端的顯示屏信號,與英創公司的RGB數字顯示接口信號一一對應連接起來。RGB數字接口的LCD屏,一般都會采用LED背光源,所以需要給LCD提供兩組電源:DC3.3V,給LCD驅動電路提供工作電源;DC5.0V,給LCD的LED背光提供電源。部份LCD需要多組工作電源,或者背光需要采用專用LED驅動器,需要參考相應LCD的數據手冊來設計相應的驅動電路。

     

      下面以英創公司所使用的4.3“LCD屏AT043TN24為例,展示信號轉接、背光驅動轉接板(ETA932)、LCD的連接:

     

    彩色TFT-LCD的連接方法.gif

    ETA932信號轉接板電路圖


    彩色TFT-LCD的連接方法.gif

    ETA932 LCD信號轉接板PCB


    彩色TFT-LCD的連接方法.gif

    ESM6802通過ETA932信號轉接板連接AT043TN24顯示屏

     

    LVDS接口LCD連接

     

      在ESMARC EVB評估底板上,CN20是LVDS顯示屏接口。通過ESMARC工控主板配置,可以使用LVDS顯示屏接口,直接連接LVDS顯示屏。LVDS插針信號定義如下:

     

    信號名稱及簡要描述PIN#PIN#信號名稱及簡要描述
     VCC,電源輸出,5V/3.3V可選12 VCC,電源輸出,5V/3.3V可選
     U/D,LCD垂直掃描方向控制34 R/L,LCD左右掃描方向控制
     LVDS_OUT0-56 LVDS_OUT0+
     GND,公共地78 LVDS_OUT1-
     LVDS_OUT1+910 GND,公共地
     LVDS_OUT2-1112 LVDS_OUT2+
     GND,公共地1314 LVDS_CLK-
     LVDS_CLK+1516 GND,公共地
     SEL6/8,18/24位顯示選擇1718 NC
     LVDS_OUT3-1920 LVDS_OUT3+
     GND,公共地2122 GND,公共地
     X+ ,4線電阻觸摸屏信號2324 X- ,4線電阻觸摸屏信號
     Y+ ,4線電阻觸摸屏信號2526 Y- ,4線電阻觸摸屏信號

     

      對于LVDS接口的顯示屏,大多數情況下,會有一條LCD連接線配套LCD一起送到用戶手中。這條連接線的一端是LCD接口專用連接件,而另外一端,是2.0mm間距的雙排接線插座。所以連接LVDS接口的顯示屏的主要工作,就是參考ESMARC EVB評估底上的LVDS接口信號定義的表格與LCD顯示屏手冊中關于LCD信號接口的定義,調整這條連接線雙排插座這一端的線序,使LCD端的信號與ESMARC EVB上的LVDS信號接口一一對應連接起來。對于上表格中,U/D、R/L、SEL6/8這3個信號,在部份LCD中有,部份LCD中沒有,所以對于沒有這些信號的LCD屏,將這些信號引腳懸空即可。

     

      如果LCD有SEL6/8配置信號線,則可以通過SEL6/8信號,設置LCD18bit或24bit顯示模式:

      ● 當連接18-bit的LCD時,使用LVDS_DATA0、LVDS_DATA1、LVDS_DATA2(MSB)和LVDS_CLK。

      ● 當連接24-bit LCD時,使用LVDS_DATA3(LSB)、LVDS_DATA0、LVDS_DATA1、LVDS_DATA2(MSB)和LVDS_CLK。

     

      對于大多數LVDS接口的LCD,其工作電源為DC3.3V,在ESMARC EVB評估底板上,設計為DC5V和DC3.3V可選,通過跳線器JP12,為LVDS顯示接口提供電源選擇(CN20.P1、CN20.P2腳)。引腳定義如下表:

     

    引腳信號描述
    1 +3.3V電源 短接1-2腳,LVDS供電為+3.3V
    2 電源輸出 連接到CN20(P1、P2)電源腳
    3 +5.0V電源 短接3-2腳,LVDS供電為+5.0V

     

      下圖示意了JP12為LVDS供電的短接方法:

     

    彩色TFT-LCD的連接方法.gif

    +3.3V供電            +5.0V供電

     

      下圖示意了通過ESMARC EVB的LVDS顯示屏接口連接TM101DDHG顯示屏:

     

    彩色TFT-LCD的連接方法.gif

    ESM6802連接TM101DDHG LVDS顯示屏

     

            《ESMARC工控主板如何連接顯示屏》是一篇關于ESMARC主板LCD接口更詳細的技術說明文章。


     

    LCD背光接口

     

      現在市面上,大多LCD屏都采用了LED背光源。一般情況下,LVDS接口的LCD屏的背光電源,是與LCD屏的工作電源相互獨立的,且電源電壓也不同,常見的LCD屏的背光電源是DC12V和DC5V。為了方便一部份LCD屏背光電源連接,在ESMARC EVB評估底板上,設置了專用的LCD背光電源及控制信號接口CN21。背光電源及控制信號接口如下表所示:

     

    引腳信號描述
    1 +5.0V DC5V輸出,可用于LCD背光電源
    2 GND 公共地
    3 NC 留空
    4 LCD_BH TTL電平LCD背光控制信號,高有效

     

      LCD_BH信號是LCD背光控制信號,可輸出PWM信號,實現LCD背光的開/關、亮度調節??梢攒浖帉懗绦蚩刂?。

     

    LCD電阻觸摸屏接口

     

      絕大多數的LVDS顯示屏的觸摸屏,都是額外配套了一張觸摸板,所以觸摸屏的信號線是沒有和LVDS顯示信號在一起的。為了方便連接這種情況下的LCD觸摸屏,在ESMARC EVB評估底板上設置了專用的4線電阻觸摸屏接口CN22,它的信號定義如下:

     

    引腳信號描述
    1 X+ 4線電阻觸摸屏接口
    2 Y+
    3 X-
    4 Y-

     

      信號中的X/Y信號地相對的,可以橫向定義為X信號,縱向定義為Y信號,也可以橫向定義為Y信號,縱向定義為X信號。4線電阻觸摸屏信號是無源信號,所以直接用連接線將X/Y信號成對地連接到CN22的對應信號腳上,然后再從系統中對觸摸屏進行校正一次,即可正常使用。

     

      在WEC7系統中,LCD校正進入與校正界面:

     

      1、進入控制面板后,點擊“筆針”

     

    彩色TFT-LCD的連接方法.gif

     

      2、在彈出的“筆針屬性”界面上,選擇“校準”頁面,再點擊“再校準”按鈕

     

    彩色TFT-LCD的連接方法.gif

     

      3、進入校準界面后,按LCD屏上的提示,點一下十字架的中心,校正完一個點后,會自動移動到下一個點。一共5個點。全部校正完以后,退出即可。

     

    彩色TFT-LCD的連接方法.gif

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