屏幕接口类型集锦(MCU,RGB,MIPI,LVDS,HDMI)
电路一点通 2025-04-03


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一、内部接口(板载接口,用于嵌入式系统)

1. 并行接口

(1)MCU接口

  • MCU 接口(微控制器接口)的标准术语是Intel 提出的 8080 总线标准,因此在多数文档中直接称为I8080 接口8080 接口。其命名源于早期主要应用于单片机(MCU)领域,如嵌入式系统、中低端手机等。

  • MCU 接口的两种模式
    MCU 接口包含两种时序模式

    • 8080 模式(Intel 标准):控制信号为 CSRSRDWR,通过并行数据线传输数据,应用最广泛。
    • 6800 模式(Motorola 标准):控制信号为 CSRSE(锁存信号),时序与 8080 不同,现已较少使用。
  • 其他别称

    8080 接口还有多种别称,如:

    • DBI(Data Bus Interface):数据总线接口;
    • MPU 接口:微处理器接口;
    • CPU 接口:强调与处理器直接连接。
  • 与 RGB 接口的区别

    • MCU 接口:依赖屏幕内置的GRAM(显存),需通过命令写入数据,适合小屏(如 2.8~4.3 寸)、低刷新率场景(如静态图片)接口常见CSRSRDWR信号。(如正点原子、野火的开发板屏幕)
    • RGB 接口:直接由系统内存提供显存(比如有些SOC/MCU芯片内部集成的DDR2/DDR3/PSRAM/nor FLASH这些)。通过同步信号(如HSYNCVSYNC)传输像素数据,适合大屏、高刷新率场景(如视频播放)。

(2)RGB 接口(DPI 接口)


  • 定义:直接传输像素的 RGB 数据,无需 GRAM,显存由系统内存提供
  • 特点
    • 控制信号:HSYNC(行同步)、VSYNC(场同步)、DOTCLK(像素时钟)。
    • 数据位宽:16/18/24 位,支持高速刷新(适合视频)。
  • 应用:中尺寸屏(2~10 寸),如智能仪表、车载中控、平板。


对比项目 RGB565 RGB666 RGB888
位深度 16 位(5 位红、6 位绿、5 位蓝) 18 位(红、绿、蓝各 6 位) 24 位(红、绿、蓝各 8 位)
色彩数量 65536 种 262144 种 16777216 种
色彩精度和表现 色彩数量少,复杂色彩过渡和细微颜色差异易失真 比 RGB565 色彩精度高,过渡更自然,但仍有色彩损失 色彩表现丰富,过渡平滑,可完美还原真实色彩
数据存储和传输 每个像素 2 字节,数据量小,占用资源少 每个像素 2.25 字节,数据量适中 每个像素 3 字节,数据量大,对存储和传输要求高
应用场景 嵌入式设备、低分辨率显示屏 对色彩有一定要求,需平衡存储和处理成本的场景 计算机显示器、高清电视、数码相机、专业图像和视频处理软件等

2. 串行接口


(1)SPI 接口


  • 特点:3/4 线串行传输,速度低,仅支持小屏(≤2 寸)。
  • 应用:段式 LCD、小尺寸 OLED(如手环屏幕)。

三线SPI(SCK,SDIO,SS),四线(SCK.MISO.MOSI,SS)。


(2)MIPI-DSI 接口


  • 定义:移动行业标准高速串行接口,差分信号传输。
  • 特点
    • 引脚少(如 D0P/D0N 差分对),抗干扰强,支持高分辨率(720P~2K)。
    • 双向通信,支持省电模式。
  • 应用:手机、平板、小尺寸笔记本。

1.注意区分:


上层协议(应用层) 物理层
显示屏

MIPI DSI

(Display Serial Interface)

MIPI D-PHY
摄像头

MIPI CSI

(Camera Serial Interface)

MIPI C-PHY

2. 什么是MIPI的Lane,1Lane的mipi和4Lane的mipi又有什么区别?

Lane可以理解成数据传输通道,MIPI的1lane,2lane,4lane,分别代表1个数据通道,2个数据通道和4个数据通,道通道越多,数据传输能力越强,此外,各自还得搭配一对差分时钟。

Lane 数量 带宽 引脚数量 成本 功耗 适用场景 差分对数量
1 Lane 小型、低分辨率屏幕 2对
2 Lane 适中 适中 适中 中等尺寸、中等分辨率屏幕 3对
4 Lane 高分辨率、高帧率屏幕 5对


(3)LVDS 接口


  • 定义:低电压差分信号接口,将 RGB 数据编码为差分信号传输。
  • 特点
    • 传输距离长(10 米以上),抗干扰强,适合大屏。
    • 需专用芯片转换 TTL/RGB 信号。
  • 应用:车载屏幕、工业显示器、大尺寸平板。

二、外部接口(通用标准接口,用于设备互联)

1. VGA(D-Sub)


  • 定义:模拟信号接口,传输 RGB 三原色及行场同步信号。
  • 特点:兼容性强,但易受干扰,逐渐被数字接口取代
  • 应用:老旧电脑、投影仪。
2. DVI


  • 定义:数字接口,分DVI-D(纯数字)DVI-I(兼容模拟)
  • 特点:支持高清(1080P),无信号转换损耗。
  • 应用:电脑显示器、显卡。
3. HDMI


  • 定义:高清多媒体接口,同时传输音视频
  • 特点
    • 带宽高(HDMI 2.1 达 48Gbps),支持 4K/8K、HDR。
    • 支持 HDCP 版权保护。
  • 应用:电视、机顶盒、游戏主机。
4. EDP


  • 定义:嵌入式 DisplayPort,高速串行接口
  • 特点:引脚少、带宽高,支持 2K/4K 大屏。
  • 应用:笔记本、显示器、一体机。

补充:EDP 接口EPD(常指电子纸显示器,Electronic Paper Display)是两个完全不同的概念

三、接口对比与选择建议


接口类型 传输方式 显存位置 典型尺寸 场景
MCU/8080 并行 内置 GRAM 2~4.3 寸 单片机、低端设备
RGB 并行 系统内存 2~10 寸 智能硬件、车载中控
MIPI-DSI 串行差分 系统内存 3~10 寸 手机、平板
LVDS 串行差分 系统内存 7 寸以上 车载、工业显示器
HDMI/DVI 外部标准 主机内存 10 寸以上 电视、电脑外接显示器

总结


  • 小屏(≤4.3 寸):优先选MCU/8080 接口(如 STM32 驱动的屏幕)。
  • 中屏(2~10 寸)RGB 接口性价比高,需高速选MIPI-DSI。(如ITE,Sigmastar等)
  • 大屏(>7 寸)LVDSEDP,长距离传输首选 LVDS。
  • 外部连接HDMI是主流,老旧设备用 VGA。


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