一種基于ARM9的彩色TFT－LCD模塊設計及實現(xiàn)

1 引 言

　　TFT-LCD因其厚度薄且畫面質(zhì)量優(yōu)異，可以實現(xiàn)信息的高速度、高亮度及高對比度顯示，已廣泛應用于圖像顯示系統(tǒng)中。雖然TFT-LCD具有良好的顯示性能，但TFT-LCD的驅(qū)動信號非常復雜，同時外圍的控制單元需要處理的數(shù)據(jù)量非常大，以一個分辨率為640×480的彩色TFT-LCD為例，顯示一幅彩色圖像就需要處理900kbyte的數(shù)據(jù)量，這對于傳統(tǒng)的單片機等處理器顯得無能為力。由于圖像數(shù)據(jù)量大，目前圖像大都采用壓縮后再存儲，其中JPEG (Joint PhotographicExperts Group)格式的壓縮圖像應用最為廣泛。

　　為了解決圖像等大容量數(shù)據(jù)在TFT-LCD顯示屏上的應用，本文提出了一種基于ARM9處理器S3C2440X的彩色液晶顯示模塊。模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對字符及彩色RGB格式圖像的顯示，同時還可以顯示JPEG格式的圖像。由于液晶顯示屏只能接收RGB格式的圖像數(shù)據(jù)，為了實現(xiàn)對JPEG格式的圖像顯示，必須對壓縮圖像進行解壓縮，JPEG格式圖像的解碼功能在ARM9處理器上實現(xiàn)。本文提出的方法簡化了彩色TFT-LCD圖像顯示的設計難度，同時為JPEG格式的解碼及液晶顯示提供了一種實現(xiàn)方法。液晶顯示模塊可以方便地與外接系統(tǒng)接口，實現(xiàn)圖像顯示模塊的功能。

　　2 模塊結(jié)構(gòu)設計與分析

　　模塊硬件包括4個部分：ARM9S3C2440X處理器、數(shù)據(jù)存儲模塊、液晶顯示模塊及RS232串口通信模塊。模塊中使用了兩種非易失性閃存NAND Flash和NOR Flash?？紤]到NOR Flash具有芯片內(nèi)執(zhí)行及可靠性高的特點，使用它來存儲ARM9處理器運行的程序代碼;存儲容量大且高單元密度的NAND Flash用來存儲海量數(shù)據(jù)，作為圖像庫及字符庫的存儲單元。SDRAM 作為外擴存儲器使用。TFT-LCD LQ080V3DG01作為模塊的顯示屏使用。與其他外部模塊通信采用RS232串口方式。

　　模塊實現(xiàn)的主要功能有：JPEG 格式圖像的解碼;支持24bit彩色RGB圖像數(shù)據(jù)及JPEG兩種格式圖像的顯示;字符的顯示;數(shù)據(jù)存儲容量為64Mbyte，可以實現(xiàn)對圖像庫及字符庫的更新;可以設置不同的串口波特率。模塊功能框圖如圖1所示。

圖1 模塊功能框圖。

　　2.1 ARM9嵌入式處理器S3C2440X

　　S3C2440X是一款基于ARM920T 內(nèi)核、主頻最高達400MHz、適用于嵌入式應用的RISC處理器。它支持可配置的8，16，32bit數(shù)據(jù)總線寬度。在存儲器接口方面，最多可以擴展6個通道的ROM 或RAM 存儲器，以及2 個通道的SDRAM，同時它還支持NAND Flash、NORFlash存儲器擴展。

　　它內(nèi)部的ARM920T 內(nèi)核具有高速微控制器總線(AMBA BUS)結(jié)構(gòu)及哈佛結(jié)構(gòu)的高速緩沖存儲器(Cache)，高速緩沖分別是16kbyte程序及16kbyte數(shù)據(jù)存儲器，使其具有良好的高速性能[3];具有豐富的外圍設備，包括LCD控制器、UART、USB、SD 及SPI等接口，可以滿足不同的設計要求。

　　2.1.1 LCD控制器

　　S3C2440X內(nèi)部LCD控制器接口支持STNLCD及TFT-LCD的無縫連接，它支持單色、調(diào)色板彩色及24bit真彩色的顯示。根據(jù)不同的設計要求，通過程序編程可以實現(xiàn)相應的LCD分辨率，數(shù)據(jù)格式及幀頻等設置，從而滿足各種類型的LCD模塊。S3C2440XLCD控制器用來傳輸視頻數(shù)據(jù)VD [23：0]，同時產(chǎn)生相應的控制信號VSYNC、HSYNC、VDEN及LEND，時序圖如圖1所示。實現(xiàn)LCD 控制器功能的關鍵是根據(jù)LCD時序的要求，合理配置控制器寄存器。

圖2 TFT-LCD時序圖。