基于ARM與WindowsCE的LCD顯示器設(shè)計(jì)

1 引言

隨著電子信息技術(shù)不斷發(fā)展, 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在嵌入式電子測(cè)量系統(tǒng)中, LCD（Liquid Crystal Display,液晶顯示器）作為人機(jī)交互的主要設(shè)備,具有功耗低、外形尺寸小和優(yōu)越的字符和圖形顯示功能。WindowsCE是嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，它友好的圖形界面，成為嵌入式開發(fā)的主流操作系統(tǒng)，它使用圖形設(shè)備接口（GDI）來(lái)處理程序的圖形輸出，利用GDI所提供的眾多函數(shù)可方便地在LCD屏幕上輸出圖形和文本[1]。

基于嵌入式處理器IntelPXA270和WindowsCE設(shè)計(jì)LCD系統(tǒng)的原理，為嵌入式便攜設(shè)備提供了一種在高亮度顯示條件下維持低功耗的解決方案，適用于高檔PDA、便攜媒體播放器、手持式導(dǎo)航儀、便攜醫(yī)療和測(cè)試設(shè)備等領(lǐng)域，下文將介紹中國(guó)航空工業(yè)第608研究所新開發(fā)的鐵路機(jī)車故障診斷車載裝置LCD設(shè)備的主要設(shè)計(jì)原理。

2 基于IntelPXA270的LCD硬件系統(tǒng)

系統(tǒng)采用基于ARM處理核的IntelPXA270處理器, 64MB的SDRAM，M-System的DOC(Disk On Chip)H3芯片作為存儲(chǔ)系統(tǒng)，外接16位的800×480的TFT顯示屏。

2.1 ARM處理器IntelPXA270及其LCD控制

IntelPXA270是Intel公司推出的基于ARM微處理核的嵌入式處理器，主頻最高可達(dá)624MHz，IntelPXA270加入了Wireless MMX技術(shù)，大大提升了多媒體處理能力；同時(shí)還加入了Intel SpeedStep動(dòng)態(tài)電源管理技術(shù),在保證CPU性能的情況下,最大限度地降低了設(shè)備功耗。

IntelPXA270內(nèi)置的LCD控制器為IntelPXA270處理器和平板顯示器提供了一個(gè)接口，它所支持的平板顯示器包括被動(dòng)的DSTN液晶屏、主動(dòng)的TFT液晶屏以及帶有內(nèi)部幀緩沖區(qū)的液晶屏，中國(guó)航空工業(yè)第608研究所新開發(fā)的鐵路機(jī)車故障診斷車載裝置LCD設(shè)備使用的是TFT液晶屏。

LCD控制器用于傳輸顯示數(shù)據(jù)并產(chǎn)生必要的控制信號(hào)，表1[2]是IntelPXA270內(nèi)置的LCD控制器的控制信號(hào)：

表1 LCD控制器的控制信號(hào)

IntelPXA270內(nèi)置的LCD控制器支持多種顯示模式，其中包括了像素的數(shù)據(jù)格式，顯示屏的大小、掃描方式

、顏色模式等。IntelPXA270 LCD控制器內(nèi)部帶有很多寄存器，用于針對(duì)不同的液晶屏和不同的顯示模式

進(jìn)行配置。LCD控制器帶有專用的DMA，它可以自動(dòng)地將顯示數(shù)據(jù)從幀內(nèi)存?zhèn)魉偷絃CD驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)專用DMA

，可以在不需要CPU介入的情況下顯示數(shù)據(jù)。

2.2 TFT LCD液晶屏

TFT LCD是FG070053DSSWJGT1顯示屏，顯示屏大小為7寸，分辨率為800×480，其內(nèi)部集成了輸入

控制單元、TFT顯示模塊，掃描驅(qū)動(dòng)IC，背光燈，DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)IC等,圖1為

FG070053DSSWJGT1顯示屏內(nèi)部結(jié)構(gòu)[3]。

圖1 TFT內(nèi)部功能及接口

TFT LCD顯示屏要求的時(shí)序由幀同步（VSYNC）、行同步（HSYSNC）、比特時(shí)鐘（DCLK）及數(shù)據(jù)（Data[0：15]）構(gòu)成，幀同步和行同步指示每一幀和每一行的開始，如圖2所示。

圖2 TFT LCD時(shí)序圖

2.3 TFT屏的顯示接口電路