嵌入式液晶顯示實(shí)驗(yàn)

1、昆明理工大學(xué)信息工程與自動(dòng)化學(xué)院學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告（ 學(xué)年 第 2 學(xué)期 ）課程名稱：嵌入式技術(shù)及應(yīng)用 開課實(shí)驗(yàn)室：信自樓 年月日專業(yè)、年級(jí)、班學(xué)號(hào)姓名成績(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱液晶顯示實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師萬(wàn)小容教師評(píng)語(yǔ)該同學(xué)是否了解實(shí)驗(yàn)原理：A.了解B.基本了解C.不了解該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ篈.強(qiáng) B.中等 C.差 該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)是否達(dá)到要求：A.達(dá)到B.基本達(dá)到C.未達(dá)到實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否規(guī)范：A.規(guī)范B.基本規(guī)范C.不規(guī)范實(shí)驗(yàn)過(guò)程是否詳細(xì)記錄：A.詳細(xì)B.一般 C.沒(méi)有 教師簽名： 年 月 日一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容1)掌握S3C44B0X處理器的LCD控制器的使用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握液晶顯示文本和圖形的方法以及程序設(shè)計(jì)。2)單步

2、調(diào)試，截圖并用文字說(shuō)明。3)要有實(shí)驗(yàn)總結(jié)。二、 實(shí)驗(yàn)原理及基本技術(shù)路線圖（方框原理圖或程序流程圖）1. 液晶顯示屏（LCD，Liquid Crystal Display）主要用于顯示文本及圖形信息。它具有重量輕、體積小、耗電量低、無(wú)輻射、平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等特點(diǎn)，因此在許多電子應(yīng)用系統(tǒng)中，常使用液晶屏作為人機(jī)界面，而且已廣泛應(yīng)用于各類顯示器件上。主要類型及性能參數(shù)液晶顯示按顯示原理分為STN和TFT兩種：(1) STN(Super Twisted Nematic，超扭曲向列 )液晶顯示屏STN液晶顯示器與液晶材料、光線的干涉現(xiàn)象有關(guān)，顯示的色調(diào)以淡綠色與橘色為主。STN液晶顯示器中

3、，使用X、Y軸交叉的單純電極驅(qū)動(dòng)方式，水平方向驅(qū)動(dòng)電壓控制顯示部分的亮或暗，垂直方向的電極則負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)液晶分子的顯示。(2) TFT（Thin Film Transistor，薄膜晶體管）彩色液晶屏 隨著液晶顯示技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步， TFT液晶顯示屏被廣泛用于制作成電腦中的液晶顯示設(shè)備。 TFT液晶顯示屏既可在筆記本電腦上應(yīng)用（現(xiàn)在大多數(shù)筆記本電腦都使用TFT顯示屏），也常用于主流臺(tái)式顯示器。(3) 液晶顯示屏主參數(shù)使用液晶顯示屏?xí)r主要考慮的參數(shù)有外形尺寸、分辨率、點(diǎn)寬、色彩模式等。 2、S3C44B0X LCD控制器 S3C44B0X處理器集成了LCD控制器，支持4位單掃描、4位雙掃描和8位

4、單掃描工作方式。處理器使用內(nèi)部RAM區(qū)作為顯示緩存，并支持屏幕水平和垂直滾動(dòng)顯示。數(shù)據(jù)的傳送采用DMA方式，以達(dá)到最小的延遲。支持單色液晶、4級(jí)或16級(jí)灰度、256色彩色液晶（STN液晶） LCD控制器主要提供液晶屏顯示數(shù)據(jù)的傳送、時(shí)鐘和各種信號(hào)的產(chǎn)生與控制功能。S3C44B0X處理器的LCD控制器主要部分框圖如下圖所示：System Bus寄存器控制信號(hào)產(chǎn)生電路 VCLKVLINE VFRAME VM傳送控寄存器控制 32/ VD3:0 32/ 32/ VD7:4圖3-5 S3C44B0X處理器LCD控制器框圖1) LCD控制器接口 S3C44B0X LCD控制器接口如下表所列： 符號(hào)說(shuō)明功

5、能VCLK 刷新脈沖為數(shù)據(jù)傳送提供時(shí)鐘信號(hào)（低于16.5MHz） VLINE 水平同步脈沖提供行信號(hào)，即行頻率 VFRAME 幀同步信號(hào)幀顯示控制信號(hào)，顯示完整幀后有效 VM 交流控制電壓極性的改變控制液晶分子的顯示 VD3:0 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)輸入，雙掃描時(shí)的高4位數(shù)據(jù)輸入VD7:4 數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)輸入，雙掃描時(shí)的低4位數(shù)據(jù)輸入(2) S3C44B0X支持的掃描模式：a) 4位單掃描顯示控制器掃描線從左上角位置進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。顯示數(shù)據(jù)從VD3：0獲得；彩色液晶屏數(shù)據(jù)位代表RGB色。b) 4位雙掃描顯示控制器分別使用兩個(gè)掃描線進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。顯示數(shù)據(jù)從VD3：0獲得高掃描數(shù)據(jù)；從VD7：4獲得低掃描數(shù)據(jù)；彩

6、色液晶屏數(shù)據(jù)位代表RGB色 。c) 8位單掃描：顯示控制器掃描線從左上角位置進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。顯示數(shù)據(jù)從VD7：0獲得；彩色液晶屏數(shù)據(jù)位代表RGB色 。3) 數(shù)據(jù)的存放與顯示 液晶控制器傳送的數(shù)據(jù)表示了一個(gè)像素的屬性：4級(jí)灰度屏用2個(gè)數(shù)據(jù)位，16級(jí)灰度屏用4個(gè)數(shù)據(jù)位，RGB彩色液晶屏使用8個(gè)數(shù)據(jù)位（R7:5、G4:2、B1:0）。 4) LCD控制器寄存器S3C44B0X LCD包含的可編程控制寄存器內(nèi)存地址讀/寫說(shuō) 明LCDCON1 0x01F00000 R/W LCD控制寄存器1 工作信號(hào)控制寄存器LCDCON2 0x01F00004 R/W LCD控制寄存器2 液晶屏水平/垂直尺寸定義LCD

7、CON3 0x01F00040 R/W LCD控制寄存器3 自測(cè)試設(shè)定，只用到最低位LCDSADDR1 0x01F00008 R/W 高位幀緩存地址寄存器1液晶類型和掃描模式定義LCDSADDR2 0x01F0000C R/W 高位幀緩存地址寄存器2設(shè)定顯示緩存區(qū)信息LCDSADDR3 0x01F00010 R/W 高位幀緩存地址寄存器3設(shè)定虛屏偏址和頁(yè)面寬度REDLUT 0x01F00014 R/W 紅色定義寄存器定義8組紅色數(shù)據(jù)查找表GREENLUT 0x01F00018 R/W 綠色定義寄存器定義8組綠色數(shù)據(jù)查找表BLUELUT 0x01F0001C R/W 藍(lán)色定義寄存器定義8組藍(lán)色數(shù)

8、據(jù)查找表DP1_2 0x01F00020 R/W 1/2抖動(dòng)設(shè)定推薦使用0xA5A5 DP4_7 0x01F00024 R/W 4/7抖動(dòng)設(shè)定推薦使用0xBA5DA65 DP3_5 0x01F00028 R/W 3/5抖動(dòng)設(shè)定推薦使用0xA5A5F DP2_3 0x01F0002C R/W 2/3抖動(dòng)設(shè)定推薦使用0xD6B DP5_7 0x01F00030 R/W 5/7抖動(dòng)設(shè)定推薦使用0xEB7B5ED DP3_4 0x01F00034 R/W 3/4抖動(dòng)設(shè)定推薦使用0x7DBE DP4_5 0x01F00038 R/W 4/5抖動(dòng)設(shè)定推薦使用0x7EBDF DP6_7 0x01F0003C

9、 R/W 6/7抖動(dòng)設(shè)定推薦使用0x&FDFBFE DITHMODE 0x01F00044 R/W 抖動(dòng)模式寄存器推薦使用0x12210或0x0 5) LCD控制器主要參數(shù)設(shè)定 正確使用S3C44B0X LCD控制器，必須設(shè)置控制器所有18個(gè)寄存器?？刂破餍盘?hào)VFRME、VCLK、VLINE和VM要求配置控制寄存器LCDCON1/2；液晶顯示屏的顯示與控制以及數(shù)據(jù)的存取控制，則要求配置其他相關(guān)寄存器。三、所用儀器、材料（設(shè)備名稱、型號(hào)、規(guī)格等或使用軟件） PC一臺(tái)（WinXP）、Embest IDE 2003集成開發(fā)環(huán)境、Embest S3CEV40。四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程原始記錄( 測(cè)試數(shù)據(jù)、

10、圖表、計(jì)算等) 1、配置基本設(shè)置:對(duì)以上截圖解析：I/O口LCD功能設(shè)置:通常采用S3C44B0X的PC口和PD口作為L(zhǎng)CD驅(qū)動(dòng)接口，因此需要設(shè)置PC和PD工作在第3功能狀態(tài)，設(shè)置I/O口控制寄存器的語(yǔ)句如下：rPCONC = 0x0f00ffff;rPCOND= 0xaaaa; PCONC 的PC7、PC6、PC5、PC4的值都為11，使得PDATAC的PC4、PC5、PC6、PC7作為L(zhǎng)CD點(diǎn)象素?cái)?shù)據(jù)輸出端口。PCOND的PC7、PC6、PC5、PC4、PC3、PC2、PC1、PC0，使得PDATAD的PC7、PC6、PC5、PC4對(duì)應(yīng)LCD模塊的VFRAME、LINE、VCLK、VM信號(hào)

11、。如下截圖： 3、控制寄存器設(shè)置 S3C44B0X包括一個(gè)LCD控制器時(shí)序發(fā)生器TIMEGEN，由它來(lái)產(chǎn)生VFRAM, VLINE, VCLK和VM控制時(shí)序。這些控制信號(hào)由寄存器LCDCON1和LCDCON2進(jìn)行配置。通過(guò)對(duì)寄存器中配置項(xiàng)目的設(shè)置，TIMEGEN就可以產(chǎn)生適應(yīng)于各種LCD屏的控制信號(hào)了。 VFRAME和VLINE脈沖的產(chǎn)生通過(guò)對(duì)LCDCON2寄存器的HOZVAL和LINEVAL域進(jìn)行配置來(lái)完成。每個(gè)域都與LCD的尺寸和顯示模式有關(guān)。HOZVAL和LINEVAL可以通過(guò)下式計(jì)算出來(lái)：HOZVAL = (顯示寬度/VD數(shù)據(jù)線的位數(shù)) -1;在彩色模式下：顯示寬度= 3×每

12、行的像素點(diǎn)數(shù)目例如對(duì)于我們采用的LCD，HOZVAL= (320×3/8)-1LINEVAL = (顯示寬度)-1;在單掃描顯示類型下。LINEVAL = (顯示寬度/2)-1;在雙掃描顯示類型下。例如對(duì)于我們采用的LCD，LINEVAL = 240-1 VCLK信號(hào)的頻率可以通過(guò)LCDCON1寄存器的CLKVAL域來(lái)確定。它們存在以下關(guān)系： VCLK(Hz) = MCLK/ (CLKVAL×2)其中：LCDCON1：DISMODE6:5 值為 10，設(shè)置8位單掃描模式。LCDSADDR1：MODESEL28:27 值為10，設(shè)置16級(jí)灰度模式。rDP1_2、rDP4_7等

13、為抖動(dòng)寄存器。原本需要8個(gè)位來(lái)傳輸顯示彩色的數(shù)據(jù)，通過(guò)抖動(dòng)算法，使用3個(gè)位就可以了。 4、顯示ASSII字符、漢字字符、畫矩形框 畫第一個(gè)矩形框： 畫第一條線：Lcd_DrawHLine(10, 40, 310, Green, 1)液晶顯示結(jié)果：五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析和結(jié)論（誤差分析與數(shù)據(jù)處理、成果總結(jié)等。其中，繪制曲線圖時(shí)必須用計(jì)算紙或程序運(yùn)行結(jié)果、改進(jìn)、收獲）通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)我初步掌握液晶屏的使用及其電路設(shè)計(jì)方法及對(duì)S3C44B0X處理器的LCD控制器的使用。對(duì)液晶顯示文本和圖形的方法以及程序設(shè)計(jì)也有了一定的認(rèn)識(shí)和了解。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)環(huán)境。使用Embest仿真器連接目標(biāo)板，使用Embe

14、st S3CEV40實(shí)驗(yàn)板附帶的串口線連接實(shí)驗(yàn)板上的UART0和PC機(jī)的串口。然后在PC機(jī)上運(yùn)行windows自帶的超級(jí)終端串口通信程序（波特率115200b/s、1位停止位、無(wú)校驗(yàn)位、無(wú)硬件流控制）；或者使用其它串口通信程序。并使用EmbestIDE通過(guò)Embest仿真器連接實(shí)驗(yàn)板，打開實(shí)驗(yàn)例程目錄下BMP_Display子目錄下的BMP_Display.ews例程，編譯鏈接通過(guò)后連接目標(biāo)板，下載并運(yùn)行它。在PC上觀察超級(jí)終端程序主窗口，可以看到如下界面：Please press one key on keyboard and look at LED .Embest 44B0X Evaluation Board(S3CEV40)LCD display T