基于手持終端的LCD驅動電路的實現

引言

　　現在大部分的便攜式手持終端產品，如移動電話、導航系統等，都擁有一個小型LCD顯示屏，這使LCD驅動電路的設計成為手持終端設計的重要組成部分。

　　LCD驅動電路的設計是手持終端產品的重要組成部分。本文設計并實現了基于S3C2440A的手持終端LCD驅動電路。以應用于特殊行業的手持終端為例，敘述LCD驅動電路的設計實現方法。

　　硬件電路設計

　　硬件電路結構

　　本設計中手持終端CPU采用三星公司ARM920T內核處理器S3C2440A，其LCD控制器支持STN LCD和TFT LCD，實際使用的LCD為LTS350Q1-PE1_PI，屬于TFT LCD。

　　電路框圖如圖1所示。

　　驅動電路主要包括三部分：第一部分是LCD驅動，采用MAX1779芯片;第二部分是LED背光驅動，采用MP1521芯片;第三部分是VCOM信號驅動，采用LM8261芯片。這里主要敘述LCD驅動和背光電路的實現。

　　LCD驅動電路

　　由于LCD內集成有數字電路和模擬電路，需要外部提供數字電壓DVDD和模擬電壓AVDD。另外，為了完成數據掃描，需要TFT輪流開啟/關閉。當TFT開啟時，數據通過源極驅動器加載到顯示電極，顯示電極和公共電極間的電壓差再作用于液晶實現顯示，因此需要控制TFT的開啟電壓VGH、關閉電壓VGL，以及加到公共電極上的電壓VCOM。

　　MAX1779芯片能產生LCD需要的模擬電壓AVDD、柵極開啟電壓VGH及柵極關斷電壓VGL。芯片內部集成有3個DC-DC轉換器，其中包括兩個充電泵和一個升壓轉換器，可以為小型TFT液晶屏提供高效的調節電壓。LCD驅動電路如圖2所示。

　　這里，一個充電泵產生正電壓，作為TFT的開啟電壓VGH;另外一個充電泵產生負電壓，作為TFT的關閉電壓VGL。此外，芯片還可以產生-5V電壓輸出，設計時利用-5V輸出電壓協助LM8261產生VCOM信號。

　　LED背光驅動電路

　　LCD作為一種被動顯示器件本身并不能發光，必須要有背光模塊提供光源。白光LED由于復雜程度較低、成本低且尺寸較小，被普遍用做嵌入式手持設備的LCD背光源。本文中背光驅動電路如圖3所示。

　　驅動芯片采用MP1521，該芯片有3組獨立的電流反饋回路，可同時驅動3組并聯的LED。現將3組反饋回路FB1、FB2、FB3短接，可以提供更大的驅動電流，用于驅動6個白色串聯LED背光燈。

　　MP1521支持兩種方式控制LED亮度，一是將BRT連接在范圍為0.26V~1.2V的電壓上，另外一種是通過PWM信號控制LED亮度。設計時，將其連接在PWM端口，使用PWM控制LCD背光亮度。

　　S3C2440A有5個16bit定時器，其中定時器0、1、2、3有PWM功能。將BRT連接到能夠輸出PWM信號的CPU的TOUT0/GPB0引腳，利用定時器0產生的PWM信號控制LCD亮度。通過改變PWM信號的占空比調整LED亮度，而通過設置CPU內部寄存器的值可以改變PWM的占空比。

　　為了節省功耗，電路的使能(EN)端接CPU的LCD_PWREN管腳，高電平時背光電路工作;低電平時背光電路不工作。同時，可將EN端通過電阻直接連接到3.3V電源上以便調試時使用。

　　LCD_BCK+和LCD_BCK-分別連接到串聯LED的正負兩端。