第4章基本輸入輸出接口

1、4.1輸入輸出接口概述4.2鍵盤和鼠標(biāo)接口4.3 A/D轉(zhuǎn)換器4.4觸摸屏接口4.5顯示器接口4.6 LCD控制器接口4.7音頻接口通常的I/O接口示意圖如圖4-1所示：I/O接口內(nèi)部通常由數(shù)據(jù)、狀態(tài)、控制三類寄存器組成，CPU可分別對(duì)數(shù)據(jù)、狀態(tài)、控制三種端口（port）尋址，并與之交換信息。這三種端口被簡(jiǎn)稱為數(shù)據(jù)口、狀態(tài)口、控制口。 GPIO，英文全稱為General-Purpose IO ports，也就是通用輸入輸出口。在嵌入式系統(tǒng)中常常數(shù)量眾多，接口至少有兩個(gè)寄存器，即“通用IO控制寄存器”與“通用IO數(shù)據(jù)寄存器”。4.2.1 鍵盤接口4.2.2 PS/2接口最簡(jiǎn)單的鍵盤如圖4-4所示

2、，其中每個(gè)鍵對(duì)應(yīng)I/O端口的一位。沒(méi)有鍵閉合時(shí)，各位均處于高電平；當(dāng)有一個(gè)鍵按下時(shí)，就使對(duì)應(yīng)位接地而成為低電平，而其它位仍為高電平。這樣，CPU只要檢測(cè)到某一位為0，便可判別出對(duì)應(yīng)鍵已按下。 圖4-4 鍵盤原理為了識(shí)別鍵盤上的閉合鍵，通?？梢圆捎脙煞N方式：行掃描法和行反轉(zhuǎn)法。(1)行掃描法 圖4-4是一個(gè)3行3列組成的鍵盤。行掃描法識(shí)別按鍵的原理如下：先使第0行接低電平，其余行為高電平，然后看第0行是否有鍵閉合。這是通過(guò)檢查列線電位來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即在第0行接低電平時(shí)，看是否有哪條列線變成低電平。如果有某列線變?yōu)榈碗娖?，則表示第0行和此列線相交位置上的鍵被按下；如果沒(méi)有任何一條列線為低電平，則說(shuō)明第

3、0行沒(méi)有任何鍵被按下。此后，再將第1行接低電平，檢測(cè)是否有變?yōu)榈碗娖降牧芯€。如此重復(fù)地掃描，直到最后一行。在掃描過(guò)程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一行有鍵閉合時(shí)，也就是列線輸入中有一位為0時(shí)，便退出掃描，通過(guò)組合行線和列線即可識(shí)別此刻按下的是哪一鍵。（2）行反轉(zhuǎn)法行反轉(zhuǎn)法也是識(shí)別鍵盤的常用方法。它的原理是：將行線接一個(gè)數(shù)據(jù)端口，先讓它工作在輸出方式；將列線也接到一個(gè)數(shù)據(jù)端口，先讓它工作在輸入方式。程序使CPU通過(guò)輸出端口往各行線上送低電平，然后讀入列線值。如果此時(shí)有某鍵被按下，則必定會(huì)使某列線值為0。接著，程序再對(duì)兩個(gè)端口進(jìn)行方式設(shè)置，使接行線的端口改為輸入方式，接列線的端口改為輸出方式。并且，將剛才讀得的列值

4、從列線所接端口輸出，再讀取行線的輸入值，那么，閉合鍵所在的行線值必定為0。這樣，當(dāng)一個(gè)鍵被按下時(shí)，必定可以讀得一對(duì)唯一的行值和列值。當(dāng)鍵盤設(shè)計(jì)時(shí)，除了對(duì)鍵碼的識(shí)別外，還有兩個(gè)問(wèn)題需要解決：抖動(dòng)和重鍵。當(dāng)用手按下一個(gè)鍵時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)按鍵在閉合和斷開(kāi)位置之間跳幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況；在釋放一個(gè)鍵時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)類似的情況，這就是抖動(dòng)。抖動(dòng)持續(xù)時(shí)間隨操作員而異，一般不大于10ms。抖動(dòng)問(wèn)題不解決就會(huì)引起對(duì)閉合鍵的錯(cuò)誤識(shí)別。所謂重鍵就是指兩個(gè)或多個(gè)鍵同時(shí)閉合。出現(xiàn)重鍵時(shí)，讀取的鍵值必然出現(xiàn)有一個(gè)以上的0。于是就產(chǎn)生了到底是否給予識(shí)別哪一個(gè)鍵的問(wèn)題，可以用連鎖法，巡回法加以識(shí)別PC/XT鍵盤（83），A

5、T鍵盤（84101），PS/2鍵盤（84101）,USB鍵盤一般，具有五腳連接器的鍵盤稱之為AT鍵盤，而具有六腳mini-DIN連接器的鍵盤則稱之為PS/2鍵盤。其實(shí)這兩種連接器都只有四個(gè)腳有意義。它們分別是Clock（時(shí)鐘腳）、Data數(shù)據(jù)腳、+5V（電源腳）和Ground(電源地）。在PS/2鍵盤與PC機(jī)的物理連接上只要保證這四根線一一對(duì)應(yīng)就可以了。PS/2鍵盤靠PC的PS/2端口提供+5電源。 圖4-7 PS/2鍵盤接口(1)檢測(cè)時(shí)鐘線電平，確認(rèn)它處于高電平,若不是，表示主機(jī)抑制通信，此時(shí)緩沖數(shù)據(jù)，直到主機(jī)釋放時(shí)鐘。(2)檢測(cè)數(shù)據(jù)線是否為高，如果為高則繼續(xù)執(zhí)行，如果為低，則放棄發(fā)送(此時(shí)

6、pc機(jī)在向ps/2設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，所以ps/2設(shè)備要轉(zhuǎn)移到接收程序處接收數(shù)據(jù))(3)輸出起始位(0)到數(shù)據(jù)線上。這里要注意的是：在送出每一位后都要檢測(cè)時(shí)鐘線，以確保機(jī)沒(méi)有抑制ps/2設(shè)備，如果有則終止發(fā)送；(4)輸出個(gè)數(shù)據(jù)位到數(shù)據(jù)線上；(5)輸出校驗(yàn)位；(6)輸出停止位；(1)拉低Clock至少100us來(lái)禁止通信. (2)拉低數(shù)據(jù)線，請(qǐng)求 Request-to-send, 然后釋放時(shí)鐘.(3)設(shè)備應(yīng)該在不超過(guò)10ms(注意，是毫秒)的間隔內(nèi)就要檢查一次這個(gè)狀態(tài),當(dāng)設(shè)備檢測(cè)到這個(gè)狀態(tài)，它將開(kāi)始產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。 (4)只有當(dāng)Clock為低的時(shí)候，主機(jī)才可以改變數(shù)據(jù)線（也就是將數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)線）。數(shù)據(jù)

7、將在Clock為高電平的時(shí)候被設(shè)備讀取。(5)在收到停止位之后，設(shè)備將通過(guò)拉低數(shù)據(jù)線，生成最后一個(gè)時(shí)鐘脈沖來(lái)應(yīng)答收到的字節(jié)圖4-9 主機(jī)到鍵盤的通信時(shí)序PS/2接口是目前最常見(jiàn)的鼠標(biāo)接口，最初是IBM公司的專利，俗稱“小口”。這是一種鼠標(biāo)和鍵盤的專用接口，是一種6針的圓型接口。但鼠標(biāo)只使用其中的4針傳輸數(shù)據(jù)和供電，其余2個(gè)為空腳。PS/2接口的傳輸速率比COM接口稍快一些，而且是ATX主板的標(biāo)準(zhǔn)接口，是目前應(yīng)用最為廣泛的鼠標(biāo)接口之一，但仍然不能使高檔鼠標(biāo)完全發(fā)揮其性能，而且不支持熱插拔。4.3.1 概述4.3.2 A/D轉(zhuǎn)換的原理和方法4.3.3 D/A轉(zhuǎn)換的方法4.3.4A/D轉(zhuǎn)換電路圖4-

8、10 典型的微型機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)圖中各部件的作用如下：(1)傳感器：亦稱換能器，是把現(xiàn)場(chǎng)各種物理信號(hào)按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與其對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。它是實(shí)現(xiàn)測(cè)量和控制的首要環(huán)節(jié)，是測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。(2)放大器：經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后的電量如電流、電壓的信號(hào)很小，很難進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，因此，必須有放大環(huán)節(jié)。放大器即把傳感器輸出的電信號(hào)放大到A/D轉(zhuǎn)換所需要的量程范圍。(3)低通濾波器：低通濾波器的作用是選出有用的頻率信號(hào)，抑制無(wú)用的雜散高頻干擾，提高信噪比。(4)多路開(kāi)關(guān)：在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，若測(cè)量的模擬信號(hào)有幾路或幾十路，考慮到控制系統(tǒng)的成本，可采用多路開(kāi)關(guān)對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行切換，使各種信號(hào)共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器。多路切換

9、的方法有兩種：一種是外加多路模擬開(kāi)關(guān)，如多路輸入一路輸出的多路開(kāi)關(guān)有：AD7501，AD7503，CD4097，CD4052等。另一種是選用內(nèi)部帶多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的A/D轉(zhuǎn)換器，如ADC0809等。(5)采樣保持電路：從啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換結(jié)束的數(shù)字量輸出，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間， 而模擬量轉(zhuǎn)換期間，要求模擬信號(hào)保持不變，所以必須用采樣保持器。該電路具有兩個(gè)功能：采樣跟蹤輸入信號(hào)；保持暫停跟蹤輸入信號(hào)，保持已采集的輸入信號(hào)，確保在A/D轉(zhuǎn)換期間保持輸入信號(hào)不變。(6)A/D轉(zhuǎn)換器：把采樣保持電路鎖存的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，等待CPU用輸入指令讀到計(jì)算機(jī)內(nèi)。實(shí)現(xiàn)A/D(模，數(shù))轉(zhuǎn)換的方法很多，常用的方法有:

10、1.計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換法2.雙積分法3.逐次逼近法4.A/D轉(zhuǎn)換的重要指標(biāo)圖4-11計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換原理圖具體工作過(guò)程如下：(1)首先啟動(dòng)“開(kāi)始轉(zhuǎn)換”信號(hào)S。當(dāng)S由高變低時(shí)，“計(jì)數(shù)器”清0，D/A轉(zhuǎn)換器輸出V0=0，“比較器”輸出1，即C=1，計(jì)數(shù)器允許計(jì)數(shù)。 (2)當(dāng)S由低變高時(shí)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，隨著計(jì)數(shù)的進(jìn)行，不斷增加。致使輸出電壓u不斷上升。 在V0V1，“比較器”輸出0。一方面C=0，計(jì)數(shù)停止；另一方面，“比較器”的輸出也作為“轉(zhuǎn)換結(jié)束”信號(hào)EOC，它用來(lái)通知計(jì)算機(jī)，己完成一次A/D轉(zhuǎn)換。此時(shí)，計(jì)數(shù)器的值作為轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量。圖4-12 雙積分式A/D轉(zhuǎn)換原理圖具體工作過(guò)程如下：(1)轉(zhuǎn)

11、換前，“控制邏輯”輸出S0=1，使積分電容C完全放電。(2)當(dāng)“轉(zhuǎn)換開(kāi)始”信號(hào)Vs由低變高時(shí)，轉(zhuǎn)換開(kāi)始，S0斷開(kāi)，允許積分電容C充電?！翱刂七壿嫛笔筍1=1，模擬輸入Vi對(duì)電容C充電，比較器輸出高電平。（第一次積分）(3)經(jīng)T1時(shí)間后，“控制邏輯”使S1=0，電容C對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電壓Vr放電，同時(shí)啟動(dòng)“計(jì)數(shù)器”開(kāi)始計(jì)數(shù)，比較器輸出高電平。（第二次，反向積分）。(4)當(dāng)電容放電使放大器輸出0時(shí)，比較器輸出低電平，轉(zhuǎn)換結(jié)束，計(jì)數(shù)停止。圖4-13 逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換原理圖具體工作過(guò)程如下：(1)首先發(fā)出“啟動(dòng)信號(hào)”信號(hào)S。當(dāng)S由高變低時(shí)，“逐次逼近寄存器SAR”清0，DAC輸出Vo=0，“比較器”輸出1。

12、當(dāng)S變?yōu)楦唠娖綍r(shí)， “控制電路”使SAR開(kāi)始工作。(2)SAR首先產(chǎn)生8位數(shù)字量的一半，即10000000B,試探模擬量的Vi大小，若VoVi，“控制電路”清除最高位，若VoVi,清除最高位。(3)在最高位確定后，SAR又以對(duì)分搜索法確定次高位，即以低7位的一半y1000000B(y為已確定位) 試探模擬量Vi的大小。在bit6確定后，SAR以對(duì)分搜索法確定bit5位，即以低6位的一半yy100000B(y為已確定位) 試探模擬量Vi的大小。重復(fù)這一過(guò)程，直到最低位bit0被確定。(4)在最低位bit0確定后，轉(zhuǎn)換結(jié)束，“控制電路”發(fā)出“轉(zhuǎn)換結(jié)束”信號(hào)EOC。該信號(hào)的下降沿把SAR的輸出鎖存在

13、“緩沖寄存器”里，從而得到數(shù)字量輸出。 從轉(zhuǎn)換過(guò)程可以看出啟動(dòng)信號(hào)為負(fù)脈沖有效。 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)為低電平。(1)分辨率(Resolution)分辨率反映A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入微小變化響應(yīng)的能力，通常用數(shù)字輸出最小有效位(LSB)所對(duì)應(yīng)的模擬輸入的電平值表示。(2)精度(Accuracy)精度有絕對(duì)精度(Absolute Accuracy)和相對(duì)精度(Relative Accuracy)兩種表示方法。絕對(duì)精度：在一個(gè)轉(zhuǎn)換器中，對(duì)應(yīng)于一個(gè)數(shù)字量的實(shí)際模擬輸入電壓和理想的模擬輸入電壓之差并非是一個(gè)常數(shù)。我們把它們之間的差的最大值，定義為“絕對(duì)精度”。通常以數(shù)字量的最小有效位(LSB)的分?jǐn)?shù)值來(lái)表示絕對(duì)精度

14、，例如1LSB等。絕對(duì)精度包括量化精度和其它所有精度。相對(duì)精度：相對(duì)精度是指整個(gè)轉(zhuǎn)換范圍內(nèi)，任一數(shù)字量所對(duì)應(yīng)的模擬輸入量的實(shí)際值與理論值之差，用模擬電壓滿量程的百分比表示。(3)轉(zhuǎn)換時(shí)間(Conversion Time)轉(zhuǎn)換時(shí)間是指完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間，即由發(fā)出啟動(dòng)轉(zhuǎn)換命令信號(hào)到轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)開(kāi)始有效的時(shí)間間隔。 轉(zhuǎn)換時(shí)間的倒數(shù)稱為轉(zhuǎn)換速率。例如AD570的轉(zhuǎn)換時(shí)間為25ps，其轉(zhuǎn)換速率為40kHz。(4)量程量程是指所能轉(zhuǎn)換的模擬輸入電壓范圍，分單極性、雙極性兩種類型。1.D/A轉(zhuǎn)換的基本原理D/A轉(zhuǎn)換器的基本功能是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成與此相對(duì)應(yīng)的模擬量。數(shù)模轉(zhuǎn)換器(即DAC)是數(shù)字系統(tǒng)和模

15、擬系統(tǒng)的接口，它將輸入的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬電壓輸出。數(shù)模轉(zhuǎn)換有多種方法，如權(quán)電流法、權(quán)電阻法、T型R2R網(wǎng)絡(luò)法等。D/A轉(zhuǎn)換的原理，不妨從基本的數(shù)字表達(dá)式來(lái)切入，通常一個(gè)模擬量可以用加權(quán)的二進(jìn)制數(shù)字來(lái)表示，其中加權(quán)系數(shù)為“”或“”。而在物理實(shí)現(xiàn)上，這“”或“”正是門控信號(hào)，至于加權(quán)的物理意義，可以是“權(quán)電阻”或“權(quán)電流”等。于是有了相應(yīng)的權(quán)電阻方式或電流方式（又稱型電阻方式）。對(duì)于A/D轉(zhuǎn)換原理而言，有兩種基本方式，即直接方式和間接方式。直接方式的測(cè)量機(jī)理類似于“天平”，在天平的一端“放”待測(cè)的模擬量，另一端則“放”有D/A轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的已知模擬量；間接方式的原理是將待測(cè)的模擬量轉(zhuǎn)換成

16、計(jì)算機(jī)容易測(cè)量的物理量，如時(shí)間、頻率等。一個(gè)簡(jiǎn)單的權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器，如圖4-14所示，它由四個(gè)基本單元構(gòu)成，即：(1) 電阻網(wǎng)絡(luò):包括2R、4R、8R、2nR（共n個(gè)電阻），分別用來(lái)產(chǎn)生權(quán)重電流I0、I1、n。(2) 開(kāi)關(guān)：共有S0、S1、S2、Sn共n個(gè)開(kāi)關(guān)，根據(jù)數(shù)值“”或“”分別接通或切斷各個(gè)權(quán)重電流I0、I1、I2、In。(3) 參考電壓:參考電壓VR、是模擬量基準(zhǔn)值。(4) 運(yùn)算放大器:運(yùn)算放大器將每一位權(quán)重電流I0、I1、n疊加起來(lái)，并將總電流轉(zhuǎn)換成電壓V0。運(yùn)算放大器的增益和阻抗很高，可以認(rèn)為它的反相輸入端點(diǎn)的電壓VA近似地等同于同相輸入端電壓VB，是地電位，則稱VA是虛

17、地?！纠?-1】位權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換電路如圖4-14所示。它由求和運(yùn)算放大器、基準(zhǔn)電壓UREF、權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)和電子模擬開(kāi)關(guān)S0S3等四部分組成。在位權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換中，當(dāng)電子開(kāi)關(guān)S0S3都接1端時(shí)，流入求和運(yùn)算放大器反相輸入端A的總電流為多少,輸出電壓是多少？圖4-14 權(quán)電阻解碼原理圖4.4.1觸摸屏的工作原理4.4.2 S3C2410觸摸屏控制器4.4.3 S3C2410觸摸屏軟件設(shè)計(jì)1.觸摸屏的分類2.觸摸屏的工作原理(1)紅外線觸摸屏(2)電阻式觸摸屏 (3)電容式觸摸屏 (4)聲表面波式觸摸屏最常見(jiàn)的是電阻式觸摸屏，因此這里只介紹電阻式觸摸屏。電阻觸摸屏是一多層的復(fù)合膜，由一層玻

18、璃或有機(jī)玻璃作為基層，表面涂有一層透明的導(dǎo)電層，上面再蓋有一層塑料層，它的內(nèi)表面也涂有一層透明的導(dǎo)電層，在兩層導(dǎo)電層之間有許多細(xì)小的透明隔離點(diǎn)把它們隔開(kāi)絕緣，如圖4-18所示。 圖4-18 觸摸屏結(jié)構(gòu)當(dāng)手指或筆觸摸屏幕時(shí)，平常相互絕緣的兩層導(dǎo)電層就在觸摸點(diǎn)位置有了一個(gè)接觸，因其中一面導(dǎo)電層（頂層）接通 X 軸方向的 5V 均勻電壓場(chǎng)(圖 a)，使得檢測(cè)層（底層）的電壓由零變?yōu)榉橇?，控制器偵測(cè)到這個(gè)接通后，進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與 5V 相比即可得觸摸點(diǎn)的 X軸坐標(biāo)為（原點(diǎn)在靠近接地點(diǎn)的那端）： Xi=Lx*Vi/V（即分壓原理） 同理得出 Y軸的坐標(biāo)，這就是所有電阻觸摸屏共同的基

19、本原理。 圖4-19 觸摸屏基本原理4.5.1 CRT顯示器4.5.2 LED顯示器4.5.3 LCD顯示器4.5.4 LCD控制器4.5.5 LCD接口編程圖4-23 陰極射線管結(jié)構(gòu)圖圖4-24 CRT顯示器LED（light emitting diode，發(fā)光二極管）是一種通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。自從1968年第一批發(fā)光二極管開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)，至今已有三十多年，隨著新材料的開(kāi)發(fā)和工藝的改進(jìn)，發(fā)光二極管趨于高亮度化、全色化，在氮化鎵基底的藍(lán)色發(fā)光二極管出現(xiàn)后，更是擴(kuò)展了其應(yīng)用領(lǐng)域，包括：大屏幕彩色顯示、照明燈具

20、、激光器、多媒體顯像、LCD背景光源、探測(cè)器、交通信號(hào)燈、儀器儀表、光纖通訊、衛(wèi)星通訊、海洋光通訊、圖形識(shí)別等等，但目前還主要是作為照明和顯示用。LED顯示器有多種形式，常用的是七段LED顯示器和點(diǎn)陣LED顯示器。LED可以分為共陽(yáng)極和共陰極兩種結(jié)構(gòu)，將所有的陽(yáng)極接在一起，稱為共陽(yáng)極，數(shù)碼輸入端低電平有效，當(dāng)某一段得到低電平時(shí)便發(fā)光。將所有的陰極接在一起稱為共陰極，數(shù)碼顯示端高電平有效，當(dāng)某段處于高電平時(shí)便發(fā)光。由于每個(gè)發(fā)光二極管通常需要2mA20 mA 的驅(qū)動(dòng)電流才能發(fā)光，電流越大，二極管越亮，因此七段LED顯示器必須用一個(gè)七段的驅(qū)動(dòng)器才能正常工作，共陰極一般比共陽(yáng)極亮，所以，多數(shù)場(chǎng)合用共陰

21、極。如圖4-27(c)所示，采用共陰極數(shù)碼管，陰極接地；如果采用共陽(yáng)極數(shù)碼管，則陽(yáng)極接地。驅(qū)動(dòng)電路一般由三極管構(gòu)成，也可以用小規(guī)模集成電路。圖4-25 LED數(shù)碼管與并行口的連接點(diǎn)陣LED顯示器分為圖文顯示屏和視頻顯示屏，均由LED矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形；視頻顯示屏采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，圖文、圖像并茂，以實(shí)時(shí)、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維、三維動(dòng)畫、錄像、電視、VCD節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。LED顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫，動(dòng)如電影，廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管

22、理和其它公共場(chǎng)所。圖4-26 點(diǎn)陣式顯示器結(jié)構(gòu)液晶顯示器(LCD)英文全稱為L(zhǎng)iquid Crystal Display，它一種是采用了液晶控制透光度技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)色彩的顯示器。和CRT顯示器相比，LCD的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的。由于通過(guò)控制是否透光來(lái)控制亮和暗，當(dāng)色彩不變時(shí)，液晶也保持不變，這樣就無(wú)須考慮刷新率的問(wèn)題。LCD顯示器還通過(guò)液晶控制透光度的技術(shù)原理讓底板整體發(fā)光，所以它做到了真正的完全平面。一些高檔的數(shù)字LCD顯示器采用了數(shù)字方式傳輸數(shù)據(jù)、顯示圖像，這樣就不會(huì)產(chǎn)生由于顯卡造成的色彩偏差或損失。完全沒(méi)有輻射，即使長(zhǎng)時(shí)間觀看LCD顯示器屏幕也不會(huì)對(duì)眼睛造成很大傷害。體積小、能耗低也是CRT顯示器

23、無(wú)法比擬的，一般一臺(tái)15寸LCD顯示器的耗電量也就相當(dāng)于17寸純平CRT顯示器的三分之一。1.LCD的分類2.LCD基本原理3.LCD的主要概念4.LCD驅(qū)動(dòng)接口就使用范圍分:LCD可分為筆記本電腦（Notebook）LCD以及桌面電腦（Desktop）LCD按照物理結(jié)構(gòu)分:LCD可分為無(wú)源矩陣和有源矩陣顯示器，前者常用的有雙掃描無(wú)源陣列顯示器（DSTN-LCD），后者常用的有薄膜晶體管有源陣列顯示器（TFT-LCD）。圖4-27 LCD原理圖液晶的這些特點(diǎn)使得它可以被用來(lái)當(dāng)作一種開(kāi)關(guān)即可以阻礙光線，也可以允許光線通過(guò)。液晶單元的底層是由細(xì)小的脊構(gòu)成的，這些脊的作用是讓分子呈平行排列。上表面也

24、是如此，在這兩側(cè)之間的分子平行排列，不過(guò)當(dāng)上下兩個(gè)表面之間呈一定的角度時(shí)，液晶隨著兩個(gè)不同方向的表面進(jìn)行排列，就會(huì)發(fā)生扭曲。結(jié)果便是這個(gè)扭曲的螺旋層使通過(guò)的光線也發(fā)生扭曲。如果電流通過(guò)液晶，所有的分子將會(huì)按照電流的方向進(jìn)行排列，這樣就會(huì)消除光線的扭轉(zhuǎn)。如果將一個(gè)偏振濾光器放置在液晶層的上表面，扭轉(zhuǎn)的光線通過(guò)(如圖4-27 圖 A)，而沒(méi)有發(fā)生扭轉(zhuǎn)的光線(如圖4-27 圖B)將被阻礙。因此可以通過(guò)電流的通斷改變 LCD 中的液晶排列，使光線在加電時(shí)射出，而不加電時(shí)被阻斷。也有某些設(shè)計(jì)為了省電的需要，有電流時(shí)，光線不能通過(guò)，沒(méi)有電流時(shí)，光線通過(guò)。LCD 顯示器的基本原理就是通過(guò)給不同的液晶單元供電

25、，控制其光線的通過(guò)與否，從而達(dá)到顯示的目的。因此，LCD 的驅(qū)動(dòng)控制歸于對(duì)每個(gè)液晶單元的通斷電的控制，每個(gè)液晶單元都對(duì)應(yīng)著一個(gè)電極，對(duì)其通電，便可使光線通過(guò)（也有剛好相反的，即不通電時(shí)光線通過(guò)，通電時(shí)光線不通過(guò)）。像素：一個(gè)像素就是LCD上的一個(gè)點(diǎn)，是顯示屏上所能控制的最小單位。分辨率：最大分辨率是指顯示卡能在顯示器上描繪點(diǎn)數(shù)的最大數(shù)量，通常以“橫向點(diǎn)數(shù)縱向點(diǎn)數(shù)”表示，例如“640480”，這是圖形工作者最注重的性能，在嵌入式系統(tǒng)中橫向和縱向點(diǎn)數(shù)通常用到的數(shù)目為320，240，480，640，等幾種組合。色深：是指在某一分辨率下，每一個(gè)像素點(diǎn)可以有多少種色彩來(lái)描述，它的單位是“bit”位。刷新

26、頻率：是指圖像在屏幕上更新的速度，也即屏幕上的圖像每秒鐘出現(xiàn)的次數(shù)，它的單位是赫茲（HZ）。顯存：是用于存放數(shù)據(jù)的，只不過(guò)它存放的是需要顯示的數(shù)據(jù)，在嵌入式系統(tǒng)中，顯存一般是占用片外的SDRAM，然后通過(guò)某種方式（一般采用DMA方式）將需要顯示的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絃CD緩存上，用于顯示。【例4-1】如果要在1024X768分辨率下達(dá)到16位色深，顯存必須最少為多大？分析：顯存與分辨率、色深的關(guān)系是：顯存分辨率X 色深，因此需要1024X768 X16=12582912bit的信息，由于1Bytes(字節(jié))8bit（位），計(jì)算機(jī)中的1KB（千字節(jié)）1024 Bytes，1MB（兆字節(jié)）1024KB，所以顯存至少125829128102410241.5M。4.6.1 LCD控制器概述4.6.2 控制流程4.6.3 LCD接口編程圖4-28 LCD控制器結(jié)構(gòu) S3C2410芯片提供的接口信號(hào)線包括24根數(shù)據(jù)線和9根控制信號(hào)線，主要使用的信號(hào)有如下幾種： VCLK/LCD_HCLK：象素時(shí)鐘信號(hào)（STN/TFT）/SEC TFT信號(hào) 。