原创 【博客大赛】FPGA实战演练逻辑篇26：LCD显示驱动子板详细设计

LCD显示驱动子板详细设计

本文节选自特权同学的图书《FPGA设计实战演练（逻辑篇）》

配套例程下载链接：http://pan.baidu.com/s/1pJ5bCtt

          54PIN的FPC插座用于连接LCD进行驱动，这个LCD的驱动接口原理图如图3.56所示，其接口详细定义和功能描述如表3.5所示。（特权同学，版权所有）

图3.56 LCD接口电路

我们可以将该表中的信号接口归为五类。第一类是数字信号接口，如RESET、SPENA、SPCLK、SPDAT、Rx（x为0到7）、Gx、Bx、HSYNC、VSYNC、DCLK和DE。此类信号主要是传输显示数据给LCD面板，这么多接口，是不是所有的引脚都要用上呢？不是的，其实仔细看这款LCD的datasheet，我们发现它提供了多种数据传输方式，有常见的并行RGB数据传输，也有CCIR601/656等方式。前者通常驱动时钟慢一些，而需要的数据总线宽一些，传输协议也更简单，我们也更倾向于采用前者进行通信。由于这里的数据接口合计是24bit的，也就是说每个像素点的色彩可以显示2的24次方种，即通常所说的1600万色。不过实际上我们并没有用足这24bit数据线，我们的图片是16bit的，基本上人眼感觉已经够绚丽了。因此，在硬件连接上，我们做了如图3.56所示的处理，为的是减少数据位宽。SPENA、SPCLK、SPDAT是SPI接口，用于给LCD的一些控制寄存器写数据，有些液晶屏需要在LCD上电后用该接口做一些配置才能够正常使用，而我们使用的这款屏则不需要，因此我们可以不必理会这些引脚。时序的控制上既可以用HSYNC/VSYNC模式（我们的电路上使用了该模式），也可以用只有DE的模式。（特权同学，版权所有）

第二类接口，即液晶的模式设置专用输入接口，包括了IF0、IF1、IF2等接口，它们的主要功能就是设置使用哪种数据传输方式，我们的设计中统一采用并行RGB数据传输。第三类接口是触摸屏信号接口，是模拟信号，如Y1、X1、Y2、X2，这些引脚是否使用需要看液晶屏是否真的接好了触摸屏。第四类接口是电源接口，即VCC（接3.3V）和GND信号。第五类是背光电源，即VBL+和VBL-信号，这部分硬件上设计了专门的背光电源电路产生19.8V电压进行供电。（特权同学，版权所有）

         如图3.57所示，LCD内部的背光是6个LED串联，每个LED的额定电压是3.3V，电流是20mA。因此，要驱动这6个LED就需要19.8V/20mA的电压。我们的系统输入电源是5V，必须升压才能够得到19.8V。（特权同学，版权所有）

图3.57 LCD的背光驱动条件

         LCD驱动的背光电路如图3.58所示，这里使用了升压芯片RT9293，该芯片为恒流控制，只要设定驱动电流即可使LCD的背光正常工作。FB引脚和GND之间有两个33ohm电阻并联，得到的阻值是16.5ohm，该阻值对应设置了约20mA的驱动电流。（特权同学，版权所有）

图3.58 LCD背光驱动电路

         触摸屏驱动器芯片AW2083电路如图3.59所示。它由两路的差分模拟电压输入，用于采集电阻式触摸屏的模拟电压。数字端有一个IRQ中断信号可以连接到FPGA，FPGA接收到中断后，作为主机，可以通过I2C接口读取的当前的触摸屏坐标数据。（由于我们所使用的3.5寸液晶屏LQ035NC111带触摸屏版本已经停产，所以我们电路上只是保留，但不焊接芯片）

图3.59 触摸屏驱动电路