新型LCD视频驱动器_显示光电论文
关键词：视频驱动 lcd显示器
计算机接到crt显示器的信号由三色r.g.b标准信号和行、场同步信号组成，但无法直接驱动图形lcd显示器，原因是两者的时钟、扫描方式、数据格式等都不相同。在此介绍一种由1.3微米工艺制作的大规模集成电路芯片hd66840f，它是专用lcd视频驱动芯片，能把用于crt显示的三色r.g.b.标准信号转换成lcd显示的数据信号。它能使lcd直接替代crt显示而不需作任何变动，本电路不仅能控制tn型lcd，而且还可以控制tft型lcd，同时兼容单色或彩色显示屏，最大显示分辨率可达到720×512点。
1 芯片结构及主要性能
图1为芯片内部的逻辑框图。
芯片的主要功能包括：
（1）把标准视频信号转换成lcd驱动数据信号，以适应单色显示、8级灰度显示和8色彩显。
（2）可选择控制器的不同控制方式，即引脚编程方式和内部寄存器编存方式（通过mcu或rom）。
（3）可通过编程控制不同点阵的显示屏，其范围为：
行：4～1024点 列：32～4048点（4～506字符）
（4）能够由标准视频信号的行同步信号hsync和场同步信号vsync产生lcd显示所需的显示时钟信号。
（5）内部锁相环路能产生驱动液晶屏所需的点时钟信号（需要外接电荷泵电路、低通滤波器及压控振荡器）。
2 应用系统框图
图2是一个计算机通过lvic驱动lcd的原理框图，整个系统都在微机外面。
lvic把来自计算机的驱动crt的r.g.b.串行信号转变成并行信号写入缓冲寄存器中，然后再依次读出并输出到lcd驱动器中。这里串行信号的闩锁信号即点时钟信号（dotclk）是由锁相环路（pll）以行同步为基准时钟产生的，其频率由pll电路的分频比寄存器（r10、r11）决定。
3 各种显示功能的控制
3.1 编程方式
有两种方法可以用来控制lvic的显示功能，即引脚接线编程和内部寄存器编程。
引脚接线编程把相关引脚接不同的电位以控制系统的显示功能。这样设计虽简单，但使用中无法改变和调整。
内部寄存器编程通过mpu或rom把数据写入显示芯片的内部寄存器，可以灵活、方便地通过程序来设定和改变系统的显示功能。图3是使用4bit微处理芯片和rom编程的连接图。由于lvic的mpu总线与z80系列的控制总线兼容，它也能直接与其它mpu的总线相连。
3.2 屏幕尺寸
屏幕显示线点数可以通过引脚或内部寄存器编程来选定。
在引脚接收编程方式下，用户可通过xdot脚在水方方向选用640点或720点（80或90字符），而通过yl2～yl0引脚选择垂直行数为200、350、400、480、512或540。
当通过内部寄存器编程法选择屏幕象素时，通过寄存器r6、r7在水平方向可从32～4048点间任选一偶数（4～506个字符），垂直方向可通过垂直行显寄存器r2、r3及r4的高两位数来选择扫描行数，范围为4～1028行中的任一偶数。
3.3 存储器选择
用户可以采用8kb、32kb或64kb的sram作为lvic的缓冲存储器。因为lvic有一片选信号，因此不需外接任何译码电路。
存储器的大小由屏幕尺寸而定。存储容量（bytes）=nhd×nvd。
nhd：水平方向显示的字符数；nvd：垂直方向显示的行数
例如：640×200点屏显时，需16kb存储器，因为显示80个字符、200行（8个点组成一个字符）。因此每一显示平面就需2片hm6264（8kb存储器）。若单色8灰度显示，则只需把mcs0及mcs1分别与二片存贮器连接。彩显时，则需三套显示页面的存储器。如图4所示。
3.4 主要显示模式
lvic支持16种显示模式，由引脚dm0～dm3的状态而定。显示模式的内容包括：把适用于crt显示的r.g.b.信号转变成单色显示、8级灰度显示或8色彩色显示；显示彩色时lcd输出数据的类型，如何设定lcd驱动器，如何安排彩色信号（彩条的形式）及输出交变信号的类型等。
（1）单色显示
在这种显示模式中，显示色只有黑、白两种，是由crt显示中的r.g.b.信号相“或”后决定显示的黑、白。其显示关系见表1。
表1 单色显示
| crc显示 | lcd显示 | ||||
| r | g | b | crt显示颜色 | on/of f | 颜色 |
| 1 | 1 | 1 | 白 | on | 黑 |
| 1 | 1 | 0 | 黄 | on | 黑 |
| 0 | 1 | 1 | 青 | on | 黑 |
| 0 | 1 | 0 | 绿 | on | 黑 |
| 1 | 0 | 1 | 品红 | on | 黑 |
| 1 | 0 | 0 | 红 | on | 黑 |
| 0 | 0 | 1 | 蓝 | on | 黑 |
| 0 | 0 | 0 | 黑 | off | 白 |
（2）8级灰度显示
在这一显示模式中，lvic根据原crt显示信号的色彩（亮度）把输出信号劈分成8级灰度。其显示关系如表2。
（3）8色彩显
在彩显模式中lvic可通过lcd屏上的每个r.g.b.象素显示8色信号，其8色与crt显示的完全一样。在彩显时，有两种彩条排列形式，即水平彩条排列和垂条彩色排列。不同的lcd屏lvic将采用不同的r.g.b.信号输送方式，以便与lcd象点的排列相吻合。
3.5 使用注意事项
（1）lvic的复位端res用于开机的复位，其复位信号至少应保持1微秒。复位端并不影响寄存器的内容，因此即使在复位期间mpu也可对寄存器进行读写。
（2）当采用内部寄存器编程控制方式时，在复位后只有当寄存器写入数据后才能正常运行，否则会出现显示不规则现象。
（3）由于lvic时大规模cmos电路各输入引脚不能悬空，都须按要求连接。
应用本电路可以直接将lcd显示器同计算机主板或工控机相连，以便用lcd显示器直接替代crt电脑显示屏。在工业控制和嵌入式控制系统的应用中，给电路设计提供了很大的便利。