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        一種基于ARM9的彩色TFT-LCD模塊設計及實現

        作者: 時間:2011-01-12 來源:網絡 收藏

        1 引 言

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/151101.htm

          TFT-LCD因其厚度薄且畫面質量優異,可以實現信息的高速度、高亮度及高對比度顯示,已廣泛應用于圖像顯示系統中。雖然TFT-LCD具有良好的顯示性能,但TFT-LCD的驅動信號非常復雜,同時外圍的控制單元需要處理的數據量非常大,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的數據量,這對于傳統的單片機等處理器顯得無能為力。由于圖像數據量大,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據在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。模塊能夠實現對字符及彩色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格式的圖像數據,為了實現對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。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方法。液晶顯示模塊可以方便地與外接系統接口,實現圖像顯示模塊的功能。

          2 模塊結構設計與分析

          模塊硬件包括4個部分:ARM9S3C2440X處理器、數據存儲模塊、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。考慮到NOR Flash具有芯片內執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用來存儲海量數據,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。

          模塊實現的主要功能有:JPEG 格式圖像的解碼;支持24bit彩色RGB圖像數據及JPEG兩種格式圖像的顯示;字符的顯示;數據存儲容量為64Mbyte,可以實現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。

        模塊功能框圖

        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數據總線寬度。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。

          它內部的ARM920T 內核具有高速微控制器總線(AMBA BUS)結構及哈佛結構的高速緩沖存儲器(Cache),高速緩沖分別是16kbyte程序及16kbyte數據存儲器,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內部LCD控制器接口支持STNLCD及TFT-LCD的無縫連接,它支持單色、調色板彩色及24bit真彩色的顯示。根據不同的設計要求,通過程序編程可以實現相應的LCD分辨率,數據格式及幀頻等設置,從而滿足各種類型的LCD模塊。S3C2440XLCD控制器用來傳輸視頻數據VD [23:0],同時產生相應的控制信號VSYNC、HSYNC、VDEN及LEND,時序圖如圖1所示。實現LCD 控制器功能的關鍵是根據LCD時序的要求,合理配置控制器寄存器。

        TFT-LCD時序圖

        圖2 TFT-LCD時序圖。


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