TFT-LCD即薄膜晶体管液晶显示器。其英文全称为:Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display。TFT-LCD与无源TN-LCD、STN-LCD的简单矩阵不同,它在液晶显示屏的每一个象素上都设置有一个薄膜晶体管(TFT),可有效地克服非选通时的串扰,使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关,因此大大提高了图像质量。TFT-LCD也被叫做真彩液晶显示器。 TFT液晶原理: *背光模组:提供光源 *上下偏光片,TFT Glass Substrate, 液晶:形成偏振光,控制光线的通过与否 *彩色滤光片:提供TFT LCD R/G/B(三原色)的来源 *ITO透明导电层:提供透明的导电通路 *Photo Spacer:提供一个固定高度给彩色滤光片和TFT Glass Substrate,作为灌入液晶的空间,以及做为上下两层Glass的支撑 液晶特性: TFT-LCD使用的液晶为TN(Twist Nematic)型液晶,分子成椭圆状。TN型液晶一般是顺着长轴方向串接,长轴间彼此平行方式排列;当接触到槽状表面时,液晶分子就会顺着槽的方向排列与槽中 当液晶被包含在两个槽状表面中间,且槽的方向相互垂直,则液晶分子的排列为: a)上表面分子:沿着a方向; b)下表面分子:沿着b方向; c)介于上下表面中间的分子:产生旋转的效应。 因此液晶分子在两槽状表面间产生90°的旋转 当线性偏极光射入上层槽状表面时,此光线随着液晶分子的旋转也产生旋转。 当线性偏极光射出下层槽状表面时,此光线已经产生了90度的旋转 当在上下表面之间加电压时,液晶分子会顺着电场方向排列,此时入射光线不再会旋转,因而光线直线射出下表面 偏光片特性: 将非偏极光(一般光线)过滤成偏振光。 当非偏极光通过a方向的偏光片时,光线被过滤成与a方向平行的线性偏极光 上图:偏振方向相同,线性偏极光继续前进,通过第二片偏光片时,光线通过。 下图:偏振方向不同,通过第二片时,光线被完全阻挡 偏振光透过液晶分子,偏振方向发生旋转,光线可通过偏光片 当液晶分子呈如图方向排列时,光线偏振方向将不再发生旋转,最终无法通过偏光片 TFT上下各有一片偏振方向垂直的偏光片,背光板发出的光经背光模组散射后,先通过下层偏光片形成偏振光 之后通过液晶分子,并由液晶分子的旋转角度决定通过液晶分子后的偏振方向 在经过彩色滤光片产生红、绿、蓝三色光,最后通过上偏光片,并由偏振光偏振方向与偏光片偏振方向夹角决定最终输出的光强,以形成不同的色彩。 发光强弱由MOS管控制液晶偏转角度,从而控制光线出口强弱达到控制色彩目的. 假设240*320分辨率液晶则由于 基本色彩是3原色 所以总共有240*320*3个 MOS管 “像素”(Pixel) 是由 Picture(图像) 和 Element(元素)这两个单词的字母所组成的,是用来计算数码影像的一种单位,如同摄影的相片一样,数码影像也具有连续性的浓淡阶调,我们若把影像放大数倍,会发现这些连续色调其实是由许多色彩相近的小方点所组成,这些小方点就是构成影像的最小单位“像素”(Pixel)。这种最小的图形的单元能在屏幕上显示通常是单个的染色点。越高位的像素,其拥有的色板也就越丰富,越能表达颜色的真实感。 每个点显示的颜色如何由确定? 由于TFT 液晶我使用的是2.8寸的240*320分辨率(像素),16位真彩显示(接近自然色) 该模块采用的是显尚光电的DST2001PH TFTLCD,DST2001PH的控制器为ILI9320(可能为其他),采用16位的80并口。 驱动芯片显存GRAM与色彩关系: 由于是16为数据,所以最低5位代表蓝色,中间6位为绿色,最高5位为红色。数值越大,表示该颜色越深。 就是向显存里面写入不同数据,产生不同的颜色. 常见颜色确定: 利用画图工具里面3原色可能确定需要的显存数据。 本人使用ALIENTEK MiniSTM32开发板自配2.8寸液晶 液晶驱动芯片硬件接口: 采用16位数据线(低了速度太慢,用彩色就没什么效果了)。该模块的80并口有如下一些信号线: CS:TFTLCD片选信号。 WR:向TFTLCD写入数据。 RD:从TFTLCD读取数据。 D[15:0]:16位双向数据线。 RST:硬复位TFTLCD。 RS:命令/数据标志(0,读写命令;1,读写数据)。 ILI9320常用寄存器指令: R0,这个命令,有两个功能,如果对它写,则最低位为OSC,用于开启或关闭振荡器。而如果对它读操作,则返回的是控制器的型号。这个命令最大的功能就是通过读它可以得到控制器的型号,而我们代码在知道了控制器的型号之后,可以针对不同型号的控制器,进行不同的初始化。因为93xx系列的初始化,其实都比较类似,我们完全可以用一个代码兼容好几个控制器。 R3,入口模式命令。我们重点关注的是I/D0、I/D1、AM这3个位,因为这3个位控制了屏幕的显示方向。 //------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ AM:控制GRAM更新方向。当AM=0的时候,地址以行方向更新。当AM=1的时候,地址以列方向更新。 I/D[1:0]:当更新了一个数据之后,根据这两个位的设置来控制地址计数器自动增加/减少1, /-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- R7:显示控制命令。该命令CL位用来控制是8位彩色,还是26万色。为0时26万色,为1时八位色。D1、D0、BASEE这三个位用来控制显示开关与否的。当全部设置为1的时候开启显示,全0是关闭。我们一般通过该命令的设置来开启或关闭显示器,以降低功耗。 R32,R33:设置GRAM的行地址和列地址。R32用于设置列地址(X坐标,0~239),R33用于设置行地址(Y坐标,0~319)。当我们要在某个指定点写入一个颜色的时候,先通过这两个命令设置到改点,然后写入颜色值就可以了. R34:写数据到GRAM命令,当写入了这个命令之后,地址计数器才会自动的增加和减少。该命令是我们要介绍的这一组命令里面唯一的单个操作的命令,只需要写入该值就可以了,其他的都是要先写入命令编号,然后写入操作数. R80~R83:行列GRAM地址位置设置。这几个命令用于设定你显示区域的大小,我们整个屏的大小为240*320,但是有时候我们只需要在其中的一部分区域写入数据,如果用先写坐标,后写数据这样的方式来实现,则速度大打折扣。此时我们就可以通过这几个命令,在其中开辟一个区域,然后不停的丢数据,地址计数器就会根据R3的设置自动增加/减少,这样就不需要频繁的写地址了,大大提高了刷新的速度。 //-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 我们接下来看看要如何才能驱动ALIENTEK TFTLCD模块,TFTLCD显示需要的相关设置步骤如下: 1)设置STM32与TFTLCD模块相连接的IO。 这一步,先将我们与TFTLCD模块相连的IO口设置为输出,具体使用哪些IO口,这里需要根据连接电路以及TFTLCD模块的设置来确定。 2)初始化TFTLCD模块。 其实这里就是上和上面OLED模块的初始化过程差不多。通过向TFTLCD写入一系列的设置,来启动TFTLCD的显示。为后续显示字符和数字做准备。 3)通过函数将字符和数字显示到TFTLCD模块上。 MiniSTM32开发板的IO口对应关系如下: LCD_LED对应PC10; LCD_CS对应PC9; LCD _RS对应PC8; LCD _WR对应PC7; LCD _RD对应PC6; LCD _D[17:1]对应PB[15:0]; 基本GUI接口函数简介(一) 80并口时序图: |
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