LCD_驱动原理剖析课件.ppt
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1、BOE Copyright 2009A bit of progress every day!LCD 驱动原理原理QA-QE 李绚李绚5 5G GBOE Copyright 2009A bit of progress every day!BOE Copyright 2009A bit of progress every day!第一部分 TFT-LCD驱动电路信号BOE Copyright 2009A bit of progress every day!图象表示规格名称解像度长宽比Color Graphics AdapterCGA3202008:5Enhanced Graphics Adapte
2、rEGA64035064:35Video Graphics ArrayVGA6404804:3Super VGASVGA8006004:3eXtended Graphics ArrayXGA10247684:3Engineering Work StationSPARC115290032:25Super XGASXGA128010245:4Ultra XGAUXGA160012004:3High Definition TVHDTV1920108016:9Quadrable XGAQXGA204815364:316SVGA320024004:3液晶显示器的图象表示规格BOE Copyright 2
3、009A bit of progress every day!TFT-LCD 模块电路驱动方框图DC/DC converter Timing ControllerSource driver ICGate driverIC Interface connectordataTTL/LVDSTTL/RSDS/Mini-LVDSVddGammaLCCsVcomdataVcomstv,cpv sth,cph,load,mpolBOE Copyright 2009A bit of progress every day!VESA了解视频电子标准协会(Video Electronics Standards As
4、sociation,VESA)是由代表来自世界各地的、享有投票权利的140多家成员公司的董事会领导的非盈利国际组织,总部设立于加利福尼亚州的Milpitas,自1989年创立以来,一直致力于制订并推广显示相关标准。主页:http:/www.vesa.org/VESA总线(Vedio Electronic Standard Association)是一个32位标准的计算机局部总线,是针对多媒体PC要求高速传送活动图象的大量数据应运而生的。它的数据传输率最高可达132Mbytes/s。它的许多引线引自CPU,因而负载能力相对较差。随着Pentium级计算机的不断普及,PCI总线产品所占的市场份额日
5、渐提高,VESA总线产品将面临被淘汰的趋势。BOE Copyright 2009A bit of progress every day!VESA标准下TFT-LCD时序构成 Active pixelsT/L BorderB/R Border数据信号同步信号后沿前沿解析度XGA 60HzXGA 75HzSXGA60HzSXGA75Hz行信号有效像素1024 pixels1024 pixels1280 pixels1280 pixels无效像素320 pixels288 pixels408 pixels408 pixels行右边缘0 pixels0 pixels0 pixel0 pixel行前沿2
6、4 pixels16 pixels48 pixels16 pixelsSync宽度136 pixels96 pixels112 pixels144 pixels行后沿160 pixels166 pixels248 pixels248 pixels行左边缘0 pixels0 pixels0 pixel0 pixel场信号有效行768 lines768 lines1024 lines1024 lines无效行38 lines32 lines42 lines42 lines场上边缘0 line0 line0 line0 line场前沿 3 lines1 lines1 line1 line场Sync宽
7、度6 lines3 lines3 lines3 lines场后沿29 lines28 lines38 lines38 lines场下边缘0 line0 line0 line0 line像素时钟频率65 MHz(15.4nS)78.5 MHz(12.7nS)108 MHz(9.3nS)135 MHz(7.4nS)BOE Copyright 2009A bit of progress every day!TFT-LCD Block Input Signal TFT-LCD模块输入信号类型有:1)CMOS/TTL 输入信号 2)低压差分(LVDS)输入信号信号分类:数据信号,控制信号,时钟信号。其中
8、数据信号即数字视频信号,转移到显示单元上即8Bit灰度数据。BOE Copyright 2009A bit of progress every day!CMOS/TTL输入的数据信号线和T/CON Pin是 1:1连接,控制信号和时钟信号需要 另外的通道输入;信号线上3.3V代表数据“1”,0V代表数据“0”。3.3V0V3.3V0VClockData01CMOS/TTL信号BOE Copyright 2009A bit of progress every day!CMOS/TTL信号通信pin脚连接示意图(单通道模式)Timing ControllerR0R1.R6R7。B0B1.B6B7。
9、G0G1.G6G7R通道G通道B通道BOE Copyright 2009A bit of progress every day!CMOS/TTL输入数据结构两种模式对比CMOS/TTL单通道数据结构CMOS/TTL双通道数据结构BOE Copyright 2009A bit of progress every day!Single-port mode&Dual-port mode在单通道模式时,一个时钟周期内,R、G、B三个独立通道分别为R&G&B三个Dot传递一个灰度数据,即一个完整的Pixel灰度。在双通道模式时,R、G、B三个独立通道又被分别分为两个奇偶通道,奇数通道为奇数像素传递数据,
10、偶数通道则为偶数像素传递数据,一个时钟周期内,同样也是传递一个完整的Pixel灰度。双通道增加了T/Con芯片的连接Pin数,但是同样也提高了数据传输速度。BOE Copyright 2009A bit of progress every day!Timing ControllerTiming ControllerPair 1+Pair 1-Pair 2+Pair 2-Pair 3+Pair 3-Pair 4+Pair 4 Clock0V1.2V0V1.2VData200mV200mV-+-01对8bit灰度数据来说,在四对线上传输CMOS/TTL信号,包括数据信号,控制信号和时钟信号:R0R
11、7,B0B7,G0G7,Hsyc,Vsyc,DE;利用+Pair和-Pair之间的电压差表示数据“1”,相反就是数据“0”。LVDS信号BOE Copyright 2009A bit of progress every day!LVDS 信号特征在一个时钟周期内每个通道连续传送7Bit(R&G&B)。与TTL相比,信号线的引线数变少,TCON的尺寸大小就可以变小。与TTL信号相比,信号的振幅变小,减少EMI。LVDS Signal的认识Differential Signal=(+Pair)-(-Pair)BOE Copyright 2009A bit of progress every day
12、!LVDS信号传输示意图传输8bit灰度数据需要四个差分通道,与CMOS/TTL信号传输的区别就是RGB没有独立通道,通道03均可以传输RGB灰度数据,且在一个周期内传输一个完整的Pixel灰度数据。BOE Copyright 2009A bit of progress every day!LVDS接口的数据格式BOE Copyright 2009A bit of progress every day!CMOS/TTL信号传输采用并口方式,即8位灰度数据同时通过并行线进行传送,这样数据传送速度大大提高,但并行传送的线路长度受到限制,因为长度增加,干扰就会增加,数据也就容易出错。LVDS信号传输
13、采用多通道串口方式。串口是每条通道顺序传输8位灰度数据。但是并口并不比串口传输速度快,由于8位通道之间的互相干扰,传输时速度就受到了限制。而且当传输出错时,要同时重新传8个位的数据。串口没有干扰,传输出错后重发一位就可以了。所以要比并口快。再加上LVDS信号有四条通道传输8位数据,这样比CMOS/TTL传输通道要快许多。BOE Copyright 2009A bit of progress every day!TFT-LCD 模块接口的比较BOE Copyright 2009A bit of progress every day!T/CON的定义T/CON:Timing Controller的
14、简写,信号控制器。将从外部供给的数据信号、控制信号以及时钟信号分别转换成适合于驱动IC的数据信号、控制信号、时钟信号。它的功能是色度控制和时序控制。Control SignalControl Signal 的种类的种类 lFor Source Driver ICFor Source Driver IClSTH(Start Horizontal):行数据的开始信号lCPH(Clock Pulse Horizontal):源驱动器的时钟信号(数据的同步信号)lTP or Load(Data Output from Driver IC to Panel):数据从源驱动器到 显示器的输出信号lMPOL
15、(Data Polarity Inversion):为了防止液晶老化,在液晶上的电压要求极性反转lFor Gate Driver IClSTV(Start Vertical):Gate开始lCPV(Clock Pulse Vertical):Gate的同期信号lOE1(Output Enable):Gate Output ControllOE2(Multi Level Gate):多灰度等级用的信号BOE Copyright 2009A bit of progress every day!驱 动 原 理驱 动 原 理1.输入到T/CON的信号:(1)TTL(Transistor Transis
16、tor Logic)u输入 Data与 T/CON Pin以 1:1 Connectingu并行方式传输,在一个Clock内同时传输6Bit数据3.3V0V3.3V0VClockData01BOE Copyright 2009A bit of progress every day!(2)LVDS(Low Voltage Differential Signal)Clock0V1.2V0V1.2VData200mV200mV-+-01u在Clock 1 Period内,有7个Bit成Serial传送。u+Pair在Pair之上时取 1的值,相反取0的值。u与TTL相比,信号的线数减少,因此T/CO
17、N的Size小。u与TTL相比,Signal的振幅要小,因此对 EMI有利.驱 动 原 理驱 动 原 理BOE Copyright 2009A bit of progress every day!驱 动 原 理驱 动 原 理TTLMini-LVDSRSDSClkROGOBOREGE BE6666661Dot 线数:6line Clock=67.5Mhz R G BR0G0B0R1G1B1R2G2B2R3G3B3R4G4B4R5G5B51Dot 线数:1pair(2line)Clock=67.5*3=202.5Mhz R R1G,B1Dot 线数:3pair(6line)Clock=67.5Mh
18、zR0 R3R2 R5R4同样 3Pair1Dot1Pixel Rising Falling2.从T/Con输出的信号BOE Copyright 2009A bit of progress every day!ParameterParameterTTLTTLMini-LVDSMini-LVDSRSDSRSDSSignalTTLdifferential signal differential signalPowerhighlowlowTransfer lines6 lines1pair(2 lines)3pair(6 lines)Clock67.5MHz202.5MHz67.5MHzNoisew
19、eakstrongstrongEMIbadgoodGoodTransfer methodparallelserialParallel&serialRemarke.g.SXGA,6bit,75Hz驱 动 原 理驱 动 原 理BOE Copyright 2009A bit of progress every day!Resolution分辨率有效像素区域Total Screen全屏H-sync60Hz一行扫描时间 System ClockFrequency系统时钟频率Dot ClockDual PortNo.of SourceNo.of Gate480645256SVGA800*6001056*6
20、2826.54 s40MHz20 MHz543XGA1024*7681344*80620.68 s65MHz32.5 MHz753SXGA1280*10241696*106615.64 s108MHz54 MHz864SXGA+1400*10501890*109615.21 s124MHz62 MHz975QVGA1280*9601728*100016.67 s104MHz52 MHz864UXGA1600*12002112*125013.34s158MHz79 MHz1085QXGA2048*1536-13106每一帧的时间为 1/60=16.67ms一行扫描时间=1/60/1066=15.
21、64us系统时钟频率=(15.64us/1696)-1=108MHzBOE Copyright 2009A bit of progress every day!驱 动 原 理同 期 信 号6 6个同期控制信号解释个同期控制信号解释1.STV(Start vertical)1.STV(Start vertical):一列的开始信号,同样也是一帧的开始信号。2.CPV(Clock pulse vertical)2.CPV(Clock pulse vertical):列的时钟脉冲信号。每个CPV脉冲过来时,打开一行TFT开关。3.STH(Start Horizontal)3.STH(Start Ho
22、rizontal):水平数据的开始信号,代表了一行的开始。所以两个脉冲间隔时间即为扫描一行的时间,频率与CPV相同。4.4.CPH CPH(Clock pulse horizontal)(Clock pulse horizontal):水平的时钟脉冲信号。每个CPH脉冲过来时为一个Dot像素电极充电,实现该像素的显示。5.5.LoadLoad(Data output from Driver IC to panel)(Data output from Driver IC to panel):Data输出控制信号。下降沿到来时,行数据从DriverIC传送到Panel上。所以两个脉冲间隔时间为扫描
23、一行的时间,与CPV,SPH频率相同6.MPOL(Data Polarity Inversion):6.MPOL(Data Polarity Inversion):极性反转控制信号。当Load下降沿到达时,Data的极性根据MPOL极性进行反转。BOE Copyright 2009A bit of progress every day!DE(Data Enable)STHCPHTP orLoadMPOLActive AreaHorizontal Blanking AreaDataOutput各控制和数据信号时序图各控制和数据信号时序图u For Source Driver ICFor Sour
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- LCD_ 驱动 原理 剖析 课件
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