小猫爪：嵌入式小知识09

  • 1 前言

  • 2 转载内容

    • 2.1 液晶显示器

    • 2.2 显示器的基本参数

    • 2.3 显存

    • 2.4 Parallel RGB接口定义

    • 2.5 Parallel RGB接口传输时序

  • END

1 前言

在嵌入式开发中，有几个主流的LCD接口方式，比如RGB接口，LVDS接口，MIPI DSI接口，HDMI接口等，今天就来说一说RGB接口中Parallel RGB接口。

2 转载内容

的看到野火教程对于LCD接口介绍的很详细，我就给直接搬运过来了。

2.1 液晶显示器

液晶显示器，简称LCD(Liquid Crystal Display)，相对于上一代CRT 显示器(阴极射线管显示器)，LCD 显示器具有功耗低、体积小、承载的信息量大及不伤眼的优点，因而它成为了现在的主流电子显示设备，其中包括电视、电脑显示器、手机屏幕及各种嵌入式设备的显示器。液晶是一种介于固体和液体之间的特殊物质，它是一种有机化合物，常态下呈液态，但是它的分子排列却和固体晶体一样非常规则，因此取名液晶。如果给液晶施加电场，会改变它的分子排列，从而改变光线的传播方向，配合偏振光片，它就具有控制光线透过率的作用，再配合彩色滤光片，改变加给液晶电压大小，就能改变某一颜色透光量的多少，图 24-2 中的就是绿色显示结构。利用这种原理，做出可控红、绿、蓝光输出强度的显示结构，把三种显示结构组成一个显示单位，通过控制红绿蓝的强度，可以使该单位混合输出不同的色彩，这样的一个显示单位被称为像素。

2.2 显示器的基本参数

  1. 像素
    像素是组成图像的最基本单元要素，显示器的像素是指它成像最小的点，即前面讲解液晶原理中提到的一个显示单元。

  2. 分辨率
    一些嵌入式设备的显示器常常以“行像素值x 列像素值”表示屏幕的分辨率。如分辨率800x480 表示该显示器的每一行有800个像素点，每一列有480 个像素点，也可理解为有800 列，480 行。

  3. 色彩深度
    色彩深度指显示器的每个像素点能表示多少种颜色，一般用“位”(bit)来表示。如单 色屏的每个像素点能表示亮或灭两种状态(即实际上能显示2 种颜色)，用1 个数据位就可以表示像素点的所有状态，所以它的色彩深度为1bit，其它常见的显示屏色深为16bit、24bit。

  4. 显示器尺寸
    显示器的大小一般以英寸表示，如5 英寸、21 英寸、24 英寸等，这个长度是指屏幕对角线的长度，通过显示器的对角线长度及长宽比可确定显示器的实际长宽尺寸。

  5. 点距
    点距指两个相邻像素点之间的距离，它会影响画质的细腻度及观看距离，相同尺寸的屏幕，若分辨率越高，则点距越小，画质越细腻。如现在有些手机的屏幕分辨率比电 脑显示器的还大，这是手机屏幕点距小的原因；LED点阵显示屏的点距一般都比较大， 所以适合远距离观看。

2.3 显存

液晶屏中的每个像素点都是数据，在实际应用中需要把每个像素点的数据缓存起来，再传输给液晶屏，这种存储显示数据的存储器被称为显存。显存一般至少要能存储液晶屏的一帧显示数据，如分辨率为800x480 的液晶屏，使用RGB888 格式显示，它的一帧显示数据大小为：3x800x480=1152000 字节；若使用RGB565 格式显示，一帧显示数据大小为：2x800x480=768000 字节。
（补充：在一些常用的嵌入式LCD应用中，常常使用双缓存来当做显存，这样就可以在第一帧显存数据传输过程中，CPU可以同时准备下一帧的数据（一般数据搬运是通过DMA来做，CPU只负责显存内容计算），这样当第一帧传输结束后，就可以及时开始下一帧的传输。）

2.4 Parallel RGB接口定义

Parallel RGB接口定义如下：

  1. RGB 信号线
    RGB 信号线各有8 根，分别用于表示液晶屏一个像素点的红、绿、蓝颜色分量。使用红绿蓝颜色分量来表示颜色是一种通用的做法，打开Windows 系统自带的画板调色工具，可看到颜色的红绿蓝分量值，见图 24-7。常见的颜色表示会在“RGB”后面附带各个颜色分量值的数据位数，如RGB565 表示红绿蓝的数据线数分别为5、6、5 根，一共为16 个数据位，可表示216种颜色；而这个液晶屏的种颜色分量的数据线都有8根，所以它支持RGB888 格式，一共24 位数据线，可表示的颜色为224种。

  2. 同步时钟信号CLK
    液晶屏与外部使用同步通讯方式，以CLK 信号作为同步时钟，在同步时钟的驱动下，每个时钟传输一个像素点数据。

  3. 水平同步信号HSYNC
    水平同步信号HSYNC(Horizontal Sync)用于表示液晶屏一行像素数据的传输结束，每传输完成液晶屏的一行像素数据时，HSYNC 会发生电平跳变，如分辨率为800x480 的显示屏(800 列，480 行)，传输一帧的图像HSYNC 的电平会跳变480 次。

  4. 垂直同步信号VSYNC
    垂直同步信号VSYNC(Vertical Sync)用于表示液晶屏一帧像素数据的传输结束，每传输完成一帧像素数据时，VSYNC 会发生电平跳变。其中“帧”是图像的单位，一幅图像称为一帧，在液晶屏中，一帧指一个完整屏液晶像素点。人们常常用“帧/秒”来表示液晶屏的刷新特性，即液晶屏每秒可以显示多少帧图像，如液晶屏以60 帧/秒的 速率运行时，VSYNC 每秒钟电平会跳变60 次。

  5. 数据使能信号DE
    数据使能信号DE(Data Enable)用于表示数据的有效性，当DE 信号线为高电平时，RGB 信号线表示的数据有效。

2.5 Parallel RGB接口传输时序

通过上述信号线向液晶屏传输像素数据时，各信号线的时序见图 24-8。图中表示的是向液晶屏传输一帧图像数据的时序，中间省略了多行及多个像素点。

液晶屏显示的图像可看作一个矩形，结合图 24-9 来理解。液晶屏有一个显示指针，它指向将要显示的像素。显示指针的扫描方向方向从左到右、从上到下，一个像素点一个像素点地描绘图形。这些像素点的数据通过RGB 数据线传输至液晶屏，它们在同步时钟CLK 的驱动下一个一个地传输到液晶屏中，交给显示指针，传输完成一行时，水平同步信号HSYNC 电平跳变一次，而传输完一帧时VSYNC 电平跳变一次。

但是，液晶显示指针在行与行之间，帧与帧之间切换时需要延时，而且HSYNC 及VSYNC 信号本身也有宽度，这些时间参数说明见表格 24-2。

在这些时间参数控制的区域，数据使能信号线“DE”都为低电平，RGB 数据线的信号无效，当“DE”为高电平时，RGB 数据线表示的数据有效，这时传输的数据会直接影响液晶屏的显示区域。

END

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