一, rozhraní MCU: klasická volba v oblasti mikrokontrolérů
Rozhraní MCU (také známé jako rozhraní I80 nebo režim Intel 8080) je jedním z nejběžněji používaných typů rozhraní pro segmentové LCD, zvláště vhodné pro scénáře s ovladači mikrokontroléru. Jeho základní funkcí je přenos dat přes paralelní sběrnici a obsah displeje je přímo řízen hostitelem (jako je MCU).
1. Technické principy
Definice signálu: zahrnuje CS (výběr čipu), RS (výběr registru), WR (signál zápisu), RD (signál čtení), RESET (reset) a datové linky (8/9/16/18/24 bitů).
Logika ovladače: Hostitel zapisuje data do paměti GRAM (Graphics Random Access Memory) ovladače LCD prostřednictvím signálů WR a ovladač je pak převádí na signály pixelů pro výstup. Signál RS rozlišuje příkazy (jako je vymazání obrazovky, nastavení kontrastu) od dat (obsah zobrazení).
Řízení časování: Není potřeba externí synchronizace hodin, spoléhá se na hostitelský generátor časování pro řízení elektrod COM a SEG.
2. Scénáře aplikací
Malé přístroje, jako jsou 2,0palcové, 2,4palcové a 2,8palcové segmentové kódové obrazovky, jsou široce používány v inteligentních měřičích, vodoměrech, plynoměrech a dalších aplikacích.
Požadavek na nízké rozlišení: Vhodné pro zobrazení jednoduchých čísel nebo symbolů (jako jsou hodnoty teploty a tlaku) bez potřeby složité grafiky.
3. Výhody a nevýhody
výhody:
Jednoduché ovládání: Není potřeba složitých protokolů, vhodné pro mikrokontroléry s omezenými zdroji.
Nízká cena: Vysoká integrace čipů ovladače a jednoduchých periferních obvodů.
Nevýhody:
Omezení GRAM: Vnitřní kapacita GRAM je omezená, takže je obtížné podporovat velké{0}}displeje nebo displeje s vysokým{1}} rozlišením (obvykle menší nebo rovné 3,8 palce).
Nízká obnovovací frekvence: Data je třeba přenášet prostřednictvím GRAM, což má za následek špatné{0}}zobrazení v reálném čase.
2, rozhraní RGB: preferovaná volba pro velké obrazovky a vysokorychlostní-obrazovky
Rozhraní RGB dosahuje zobrazení prostřednictvím paralelního přenosu dat primární barvy červené, zelené a modré a je vhodné pro segmentované LCD, které vyžadují vysoké obnovovací frekvence nebo velké velikosti (jako je 5-palcový nebo větší TFT-LCD).
1. Technické principy
Definice signálu: zahrnuje VSYNC (vertikální synchronizace), HSYNC (horizontální synchronizaci), DOTCLK (hodiny pixelů), CS (výběr čipu), RESET a datové linky RGB (6/16/18/24 bitů).
Logika ovladače: Hostitel přímo vysílá data RGB na úrovni pixelů bez potřeby přenosu GRAM a řídí časování zobrazení pomocí synchronizačních signálů.
Formát dat: Podporuje RGB565 (16 bit), RGB666 (18 bit), RGB888 (24 bit), atd., s flexibilní barevnou hloubkou.
2. Scénáře aplikací
Průmyslový HMI panel: U dotykových obrazovek větších než 8 palců je třeba zobrazovat dynamické nabídky nebo poplachové zprávy.
Lékařský monitor: Aktualizace parametrů v reálném čase, jako je srdeční frekvence a krevní tlak, vyžadující nízkou latenci a vysokou spolehlivost.
3. Výhody a nevýhody
výhody:
Vysokorychlostní přenos: Data se zapisují přímo do vyrovnávací paměti displeje s obnovovací frekvencí přes 60 Hz.
Barevné: Podporuje vysokou barevnou hloubku, vhodné pro zobrazení složité grafiky.
Nevýhody:
Složitost pinů: vyžaduje velký počet datových linek (např. 24 linek pro 24bitové RGB), což zvyšuje obtížnost rozložení PCB.
Žádné interní úložiště: K udržení zobrazení je vyžadováno nepřetržité obnovování, jinak obrazovka zbělá.
3, SPI rozhraní: lehké řešení pro sériovou komunikaci
SPI (Serial Peripheral Interface) umožňuje přenos dat prostřednictvím malého počtu kolíků, takže je vhodný pro cenově citlivé nebo prostorově omezené segmentové LCD aplikace.
1. Technické principy
Definice signálu: Obsahuje čtyři řádky: CS (výběr čipu), SCLK (hodiny), SDI (vstup dat), SDO (výstup dat) (některá zjednodušená schémata vyžadují pouze CS, SCLK, SDI).
Logika ovladače: Hostitel posílá řídicí příkazy a data zobrazení přes sběrnici SPI a ovladač LCD analyzuje a aktualizuje displej.
Formát dat: Obvykle 8bitový paralelní přenos serializace dat, který vyžaduje konfiguraci interního registru.
2. Scénáře aplikací
Přenosná zařízení, jako jsou elektronická švihadla a displeje nabíjecích stanic, vyžadují nízkou spotřebu energie a malé rozměry.
Jednoduché rozhraní: Zobrazte data v pevném formátu (jako je čas, počítadla) bez složitých interakcí.
3. Výhody a nevýhody
výhody:
Méně kolíků: Jsou potřeba pouze 4 vodiče, což šetří místo na desce plošných spojů.
Silná ochrana-rušení: sériový přenos snižuje riziko rušení signálu.
Nevýhody:
Omezení rychlosti: Kvůli omezení rychlosti sběrnice SPI (obvykle menší nebo rovno 50 Mb/s) je obtížné podporovat-vysoké rozlišení nebo dynamický obsah.
Softwarová složitost: vyžaduje se ruční zpracování serializace a synchronizace dat.
4, rozhraní LVDS: průmyslové řešení pro vysokorychlostní diferenciální signalizaci-
LVDS (Low Voltage Differential Signaling) přenáší data prostřednictvím diferenciálních párů s vysokou odolností proti -rušení a přenosem na velkou vzdálenost-, vhodný pro segmentované LCD v průmyslovém prostředí.
1. Technické principy
Definice signálu: Převeďte úrovně TTL na diferenciální signály (jako jsou V+, V -) a přenášejte je kroucenou dvojlinkou nebo kabelem.
Logika ovladače: Vysílač LVDS na hostitelské straně kóduje paralelní data do diferenciálních signálů a přijímač na straně LCD dekóduje a obnovuje původní data.
Přenosová rychlost: až 1,5 Gb/s nebo více, podpora zobrazení v rozlišení 4K.
2. Scénáře aplikací
Přístroje v drsném prostředí, jako jsou venkovní terminály pro monitorování napájení, musí odolávat elektromagnetickému rušení (EMI).
Přenos na velkou vzdálenost: Hostitel a obrazovka jsou umístěny odděleně (např. větší nebo rovna 10 metrům) a integrita signálu musí být zachována.
3. Výhody a nevýhody
výhody:
Silná ochrana-rušení: Diferenciální signály účinně potlačují šum v běžném režimu.
Vysoká rychlost: Podporuje vysoké rozlišení a obnovovací frekvenci.
Nevýhody:
Vysoká cena: vyžaduje vyhrazené čipy LVDS a přesné zapojení.
Komplexní design: vyžaduje přizpůsobení impedance a koncového odporu, což zvyšuje obtížnost ladění.
5, Rozhraní MIPI: Budoucí trend mobilních zařízení
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) přenáší data přes diferenciální sériovou sběrnici, kombinuje vysokou rychlost a nízkou spotřebu energie a postupně se stává preferovanou volbou pro špičkové-segmentové kódové LCD.
1. Technické principy
Definice signálu: Zahrnuje DSI (Display Serial Interface) a CSI (Camera Serial Interface), přenášené pomocí diferenciálních párů.
Logika ovladače: Hostitel odesílá příkazy zobrazení a data přes sběrnici MIPI a ovladač LCD analyzuje a aktualizuje zobrazení.
Režim přenosu: Podporuje režim nízké{0}}spotřeby (méně než nebo rovna 10 Mb/s) a vysoko{2}}rychlostní režim (80 Mb/s–1,5 Gb/s).
2. Scénáře aplikací
Chytrá nositelná zařízení, jako jsou chytré hodinky, vyžadují nízkou spotřebu energie a malé rozměry.
V přístrojové desce automobilu: jako je plnohodnotná LCD přístrojová deska, je vyžadováno vysoké rozlišení a dynamické efekty.
3. Výhody a nevýhody
výhody:
Nízká spotřeba energie: Diferenciální přenos snižuje kolísání signálu a spotřebu energie.
Vysoká rychlost: Podporuje rozlišení 4K/8K a obnovovací frekvenci 120Hz.
Nevýhody:
Patentové omezení: Je nutné zaplatit licenční poplatky MIPI Alliance.
Vysoký práh vývoje: Vyžaduje se obeznámenost se zásobníkem protokolů MIPI a návrhem fyzické vrstvy.
