LPC2478彩色模拟TFT-LCD的显示驱动设计

摘要：介绍了HX8817芯片的原理，结合LPC2478的LCD控制器，参照HX8817输入时序要求设计了驱动电路，并设置LPC2478的主要LCD寄存器。本文侧重从系统硬件设计出发，具体描述了系统硬件电路，同时也给出了相应的主要软件设计。
关键词：LPC2478；HX8817；TFT-LCD

引言
    目前，ARM在嵌入式系统中的应用越来越广泛。本文选用的是NXP公司32位LPC2478。LPC2478丰富的资源适合在工业领域中应用，该芯片的成本和功耗都比较低，是内部集成LCD控制器的ARM7芯片。在工业领域中，相比较数字屏而言，模拟屏具有驱动能力、抗干扰能力强和价格低等优点。根据实际项目应用，本设计中采用了群创公司的7in模拟屏。

1 HX8817芯片简介
    HX8817是一个带有ITUR BT．656和BT．601输入接口的TFT-LCD时序控制器。该控制器内置色彩空间转换电路、DAC和运算放大器，并且具有gamma校正和极性翻转功能，将数字数据转化为行极性变换方式的、模拟放大的RGB信号，同时产生模拟屏所需的水平和垂直时序。该芯片结构框图如图1所示。

2 LPC2478的LCD控制器
    LCD控制器直接为多种彩色和单色LCD显示屏的接口提供了所有必需的控制信号。显示分辨率最高支持1 024×768。LCD控制器用于将像素编码数据转换成所需格式，并产生相应的时序以驱动各种单屏或双屏的单色和彩色LCD显示屏。该LCD控制还具有两个独立的DMA FIFO缓存器，当液晶屏为单屏，可将这两个缓存器合并为32双字节容量来使用。采用了DMA FIFO之后，SDRAM中的Frame Buffer中的图像数据以DMA方式传输到LCD控制器数据缓存器FIFO，不占用系统总线时间。LCD控制器包含两个单独的AHB接口。一个是AHB从接口，主要被CPU用于访问LCD控制器内的控制寄存器和数据寄存器；另外一个是AHB主接口，被LCD控制器用来DMA访问存在于内存或系统其他地方的显示数据。LCD控制器的接口和控制信号引脚如表1所列。

3 系统硬件设计
    具体的硬件电路框图如图2所示。

    硬件电路可以分为以下部分：
    ①电源驱动电路设计。该电路主要功能是把5 V电源变成模拟屏所需的正负电压(VGL、VGH)。本设计采用MC34063芯片，该芯片外围电路简单，能很方便地设计出模拟屏所需的正负电压。
    ②ARM的LCD控制器与HX8817芯片接口设计。通过设定HX8817的IFl～IF3引脚，使得HX8817的输入为18位数字信号RGB(R5～R0，G5～GO，B5～B0)，具体设定IFl～IF3均为高电平。分辨率通过RESl～RES3引脚设定，本文设定分辨率为480×234。但是由于LPC2478的LCD控制器数据总线为24位，因此在数据总线连接的时候必须注意对应的连接顺序。为了保证颜色的失真最低，只能丢弃LCD 24位RGB中的每种颜色数据的低两位。其他引脚对应方式如下：LCD控制器的LCDDCLK接HX8817的CLKl，LCDFP接VS，LCDLP接HS，LCDENA接DE。
    ③HX8817与模拟屏接口。此处所要注意的是HX8817的POL信号要经过运放电路，然后叠加直流信号，产生VCOM信号送给模拟屏，具体参考电路如图3所示。其他引脚只要一一对应连接即可。通过调节VCOM的DC端，可以改变LCD的色彩；调节AC端，可以改变LCD的对比度。

4 系统软件设计
    本文的重点是讨论如何实现用LCD控制器的信号去驱动模拟屏，具体在显示上的一些GUI函数，不是本文讨论的内容，在此就不展开。HX-8817所需的时序信号是通过对LCD控制器的配置产生的，笔者根据实际项目应用，并比较HX8817输入时序信号和LCD控制器输出时序信号，对LPC2478的LCD控制器里的主要寄存器进行初始化设置。初始化函数Lcd_Init()主要代码如下：

5 总结
    本文给出了一种LCD控制器信号直接驱动模拟屏的设计方案，主要就硬件的实现展开论述。经过实验证明，该设计方案具有硬件接口电路设计简单、成本较低等特点，对具有数字屏的项目转换成模拟屏具有很实际的借鉴意义，可广泛应用于工业自动化产品中。