Lcd драйвер как работает

Русские блоги

LCD Драйвер: Базовый

Me. Введение:

Для нормального отображения текста или изображений на ЖК-экране требуется не только драйвер ЖК-дисплея, но и подходящий драйвер ЖК-дисплея. Обычно производители выпускают драйверы ЖК-дисплеев вместе со стеклянными подложками ЖК-дисплеев в форме COF/COG, а драйверы ЖК-дисплеев реализуются с внешними схемами. Многие микроконтроллеры теперь интегрируют контроллеры LCD. Например, S3C2410/2440 и т. д. Драйвер ЖК-дисплея может генерировать управляющие сигналы, необходимые драйверу ЖК-дисплея для управления STN/TFT-дисплеем.

Что вам нужно знать:

1. блок-схема драйвера ЖКИ внутри S3C2440A выглядит следующим образом

Опишите его по паспорту:

а: контроллер ЖКИ состоит из REGBANK, LCDCDMA, TIMEGEN и регистры VIDPRCS;

b: REGBANK состоит из 17 групп программируемых регистров и 256 * 16 лепестков памяти, которые используются для настройки контроллера LCD;

c: LCDCDMA — это выделенный DMA, который может автоматически передавать видеоданные из памяти обнаружения на ЖК-контроллер. Используя этот канал DMA, данные изображения отображаются на ЖК-дисплее без вмешательства ЦП;

d: VIDPRCS получает данные от LCDCDMA, преобразует данные в подходящий формат данных, например, однократное сканирование 4/8 бит, 4 бита режим отображения с двойным сканированием, а затем передача видеоданных на контроллер ЖК-дисплея через порт данных VD [23:0] ;

e: TIMEGEN состоит из программируемой логики и генерирует управляющие сигналы, требуемые контроллером ЖК-дисплея, такие как VSYNC, HSYNC, VCLK, LEND и т. д., и эти управляющие сигналы относятся к LCDCON1/2/3/4/5 в группе регистров REGBANK. Конфигурации тесно связаны. В различных конфигурациях TIMEGEN может генерировать различные формы сигналов из этих сигналов, поэтому он совместим с различными драйверами ЖК-дисплеев (т. е. с разными экранами STN/TFT).

2. Принцип отображения:

Сигналы внешнего интерфейса, отображаемые на ЖК-дисплее:

VSYNC/VFRAME/STV : Сигнал вертикальной синхронизации (TFT) / Сигнал вертикальной синхронизации (STN) / Сигнал SEC TFT;

HSYNC/VLINE/CPV : Сигнал горизонтальной синхронизации (TFT) / Импульсный сигнал строчной синхронизации (STN) / Сигнал SEC TFT;

VCLK/LCD_HCLK : частота пикселей (TFT/STN)/SEC TFT;

VD[23:0] : выходной порт ЖК-дисплея (TFT/STN/SEC TFT);

VDEN/VM/TP : сигнал разрешения данных (TFT)/сигнал преобразователя переменного тока (STN)/SEC TFT;

LEND/STH : сигнал окончания линии ( TFT ) / SEC TFT сигнал;

LCD_LPCOE : SEC TFT OE сигнал;

LCD_LPCREV : SEC TFT сигнал REV;

LCD_LPCREVB : Сигнал SEC TFT REVB.

Все мониторы отображают изображение с ора вниз и слева направо. То есть вы можете думать об изображении как о прямоугольнике, состоящем из множества аккуратно расположенных точек, называемых пикселями. Далее принцип вывода этих изображений на ЖКИ:

О: Указатель на экране начинается с первой точки первой строки в верхнем левом углу прямоугольника и выводится на экран по одному . На приведенной выше временной диаграмме синхронизация VCLK, которую мы называем тактовой частотой пикселей,

B: когда указатель экрана отображается в дальнем правом углу прямоугольника, эта строка заканчивается, затем действие этой строки называется первой строкой на приведенной выше временной диаграмме;

C: затем указатель экрана возвращается к левой стороне прямоугольника и начинает отображать со второй строки. Обратите внимание, что экранному указателю требуется некоторое время, чтобы вернуться из правой части первой строки в левую часть второй строки. Мы называем эту линию изменением. ;

D: Точно так же указатель дисплея отображается строка за строкой, пока не появится правый нижний угол прямоугольника. Таким образом, построчное отображение на временной шкале HSYNC находится на временной шкале;

E: Однако ЖК-экран не является экраном с быстрым изображением. Для непрерывного и стабильного отображения изображения на ЖК-экране необходимо переключиться на другое изображение (второе изображение может совпадать или не совпадать с предыдущим изображением, цель состоит в том, чтобы непрерывно отображать изображение на ЖК-экране). ). Затем эта пара изображений называется кадром и представляется как 1 кадр на временной диаграмме, поэтому на временной диаграмме вы можете видеть, что 1 строка — это только одна строка в 1 кадре;

F : V аналогично между изменение кадра и изменение кадра занимает определенное время, мы называем это изменением кадра, тогда весь процесс ЖК-дисплея может быть выражен как VSYNC на временной диаграмме, когда вы видите на временной шкале.

Значение каждого параметра временной задержки на приведенной выше временной диаграмме следующее: (производители ЖК-дисплеев предоставят значения этих параметров в соответствии с данными)

VBPD (вертикальное заднее крыльцо) : указывает количество недопустимых строк за сигналом вертикальной синхронизации в начале изображения, соответствующее top_margin в драйвере;

VFBD (Vertical Front Porch) — указывает количество недопустимых строки перед сигналом вертикальной синхронизации после fi конец кадра, который соответствует нижнему краю драйвера;

VSPW (длительность импульса вертикальной синхронизации): указывает рассчитанную ширину вертикального синхроимпульса. используя соответствующий заказ чтение строк для vsync_len в контроллере;

HBPD (горизонтальное заднее крыльцо): указывает количество VCLK от начала сигнала горизонтальной синхронизации до начала допустимых данных для строки, которая соответствует левому краю в контроллере

HFPD (горизонтальный передний порт): указывает номер VCLK между концом допустимой строки данных и началом следующего горизонтального синхросигнала, который соответствует до right_margin в контроллере;

HSPW (длительность импульса горизонтальной синхронизации): указывает ширину импульса горизонтальной синхронизации, рассчитанную VCLK, соответствующую hsync_len в драйвере;

Значения этих параметров будут храниться в регистрах LCDCON1/2/3/4/5 в группе регистров REGBANK.

3. FrameBuffer в LCD контроллере

порядок RGB в 16BPP цветовой режим в байтах:

4. Палитра/LUT (см. таблицу)

Цветовая палитра доступна, только если цвет изображения меньше или равен до 256 цветов. 16-битный High Color и 24-битный 32-битный True Color не имеют цветовой палитры.

Важность существования палитры заключается исключительно в алгоритме сжатия, который использует индекс экономии места до 486. Теперь это это не так.

Цветовая палитра используется для экономии места и эквивалентна указателю. Используются только палитры размером менее 16 бит, truecolor не использует палитры

Цветовая палитра фактически представляет собой таблицу цветов RGB с 256 элементами, и каждый элемент в таблице цветов имеет 24-битное значение цвета RGB. При использовании палитры вместо хранения 24-битного значения цвета в видеопамяти сохраняется 4-битный или 8-битный индекс палитры.

В-третьих, анализ исходного кода Linux

1 Структура драйвера устройства фреймбуфера в подсистеме Linux выглядит следующим образом:

Как видно на картинке, fbmem.c является общей частью, а xxxfb.c является конкретной частью чипа. Самостоятельно проанализировав код, вы можете проверить s3c2410fb.c

Дополнительные специальные структуры:

структура структура fb_info

Метод разработки кода fbmem.c подобен методу ввод функциональной подсистемы, которая здесь не описана, просто чтобы суммировать шаги отладки для конкретного чипа, то есть идея xxxfb.c:

во входной функции модуля:

1) Назначить структуру fb_info

2) Установить fb_info

2.1) Установить фиксированный параметр fb_info-> fix

2.2) Установить параметры переменных fb_info-> var

2.3) Установить рабочую функцию fb_info-> fbops

2.4) Задайте другие элементы fb_info

3) Задайте работу оборудования

3.1) Настройте вывод ЖК-дисплея

3.2) Установите драйвер ЖК-дисплея в соответствии с руководством по эксплуатации ЖК-дисплея

3.3) Выделить фреймбуфер, указать драйвер LCD и адрес fb_info

4) Включить LCD и зарегистрировать fb_info: register_framebuffer()

4.1) Включить LCD непосредственно в функции инициализации ( можно оптимизировать )

Управляйте LCDCON5, чтобы включить сигнал PWREN,

Затем управляйте LCDCON1, чтобы вывести сигнал PWREN,

высокоуровневый выход GPB0, чтобы включить подсветку,

4.2) зарегистрируйте fb_info

В функции вывода драйвера:

1) удалите fb_info в ядре

2) Используйте LCDCON1, чтобы отключить сигнал PWREN, выключите Подсветка и отображение выходного адреса

3) Свободный адрес кеша DMA dma_free_writecombine()

4) Выдать зарегистрированный fb_info

В-четвертых, примеры:

Моя разработка плата jz2440, модель чипа S3C2440A, экран 4,3 дюйма

Функция dma_alloc_writecombine возвращает физический адрес s3c_lcd-> fix.smem_start и виртуальный адрес для s3c_lcd-> basic_screen

Видео-гайд: Lcd драйвер как работает

---

Приведен пример: почему смещение равно единице бит справа в этом примере?

Это связано с тем, что пиксель представлен 16 битами.

Переконфигурируйте ядро ​​и удалите ЖК-дисплей по умолчанию

S3C2410 не может быть скомпилирован в ядро, сконфигурированное как модуль, а модули генерируются модулем make.

Драйверы устройств-> Поддержка графики:

S3C2410 Поддержка кадрового буфера ЖК-дисплея

При кросс-компиляции приведенного выше примера это будет lcd.ko. lcd.ko использует вышеуказанный модуль, сконфигурированный как модуль:

Местоположение находится в [каталоге ядра] /drivers/video.

cfbcopyarea.ko cfbfillrect.ko cfbimgblt.ko s3c2410fb.ko

Нам нужно отправить первые три на доску вместе с lcd.ko, загрузить их все на доску и, наконец, загрузите lcd.ko

В этот момент мы видим, что экран включен,

Вы можете отправить данные на ЖК-дисплей следующим образом:

Echo hello> /dev/tty1 // Окно приветствия, отображаемое на ЖК-дисплее

Cat Makefile> /dev/tty1 // Содержимое файла Makeflie отображается на ЖК-дисплее

ИЛИ добавить в /etc/inittab

tty1 :: askfirst: — /bin / sh // Напечатать процесс sh (командная строка) на tty1, т.е. вывести информацию на LCD

Затем перезагрузить и загрузить все модули для отображения

Источник

Драйверы светодиодов: типы, назначение, подключение

Светодиодные источники должны подключаться к сети через специальные устройства стабилизации тока — драйверы для светодиодов. Это преобразователи переменного напряжения 220 В в постоянное с необходимыми параметрами для работы светодиодов. Только при их наличии можно гарантировать стабильную работу, длительный срок службы светодиодных источников, заявленную яркость, защиту от короткого замыкания и перегрева. Выбор драйверов невелик, поэтому лучше сначала купить преобразователь, а уже потом выбирать к нему светодиодные источники освещения. Собрать устройство можно самостоятельно по простой схеме. Читайте наш обзор о том, что такое светодиодный контроллер, какой купить и как им правильно пользоваться.

Что такое драйверы светодиодов и зачем они нужны?

Светодиоды — это полупроводниковые элементы. Ток, а не напряжение, отвечает за яркость вашего свечения. Для их работы нужен постоянный ток определенной величины. При p-n переходе напряжение падает на одинаковое количество вольт для каждого элемента. Задача драйвера — обеспечить оптимальную работу светодиодных источников с учетом этих параметров.

В паспорте должно быть указано, какой вид энергии необходим и насколько велико падение напряжения в p-n данных светодиода соединительный свет есть. Диапазон параметров инвертора должен находиться в пределах этих значений.

По сути, регулятор является источником питания. Но основным выходным параметром этого устройства является стабилизированный ток. Они производятся по принципу ШИМ-преобразования с использованием специальных или транзисторных микросхем. Последние называются простыми.

Преобразователь питается от обычной сети и вырабатывает напряжение определенного диапазона, который обозначается двумя цифрами: минимальное и максимальное значение. Обычно от 3 В до нескольких десятков. Например, с помощью преобразователя с выходным напряжением 9 ÷ 21 В и мощностью 780 мА можно обеспечить работу 3 ÷ 6 светодиодных элементов, каждый из которых создает в сети падение на 3 В. заданные параметры светотехнического оборудования, что обеспечивает его нормальную работу и длительный срок службы.

Внешний вид светодиодного драйвера

Где использовать

Спрос на инверторы растет вместе с популярностью светодиодов. Светодиодные источники света — дешевые, мощные и компактные устройства. Они используются для различных целей:

• для уличного освещения;
• в повседневной жизни;
• для устройств освещения;
• в фарах автомобилей и велосипедов;
• в фонарях;

При подключении к сети 220 В всегда нужен регулятор, на случай, если при использовании постоянного напряжения допускается применение резистора.

Уличное светодиодное освещение: мощное и экономичное

Принцип работы устройства

Принцип работы драйверов светодиодов для светодиодов заключается в поддержании заданного выходного тока вне зависимости от изменения напряжения. Ток, проходящий через резисторы внутри устройства, стабилизируется и приобретает нужную частоту. Затем он проходит через мостовой выпрямительный диод. На выходе получаем стабильный постоянный ток, достаточный для работы определенного количества светодиодов.

Основные характеристики драйверов

Основные параметры устройств преобразования тока, которым следует доверять при выборе:

1. Номинальная мощность устройства. В диапазоне указано . Максимальное значение обязательно должно быть немного выше энергопотребления подключенного осветительного прибора.
2. Выходное напряжение. Значение должно быть больше или равно сумме падений напряжения на каждом элементе цепи.
3. Номинальный ток. Должна соответствовать мощности лампы, чтобы обеспечить достаточную яркость.

В зависимости от этих характеристик определите, какие светодиодные источники можно подключить с помощью конкретного контроллера.

Всю важную информацию можно найти здесь в корпусе устройства

Типы преобразователей тока по типу устройства

Регуляторы выпускаются двух типов: линейные и импульсные. У них есть функция, но они отличаются сферой применения, техническими особенностями и стоимостью. Сравнение преобразователей разных типов представлено в таблице:

Тип устройства	Технические характеристики	Плюсы	Минусы	Диапазон

P-канальный генератор тока на транзисторах, плавная стабилизация переменного тока Отсутствие помех, низкая цена КПД менее 80%, очень горячий Маломощные светодиодные лампы, ленты, фонарики

Питание от широтно-импульсной модуляции Высокий КПД (до 95%), подходит для высокопроизводительной бытовой техники, продлевает срок службы компонентов Генерирует электромагнитные помехи Тюнинг автомобилей, уличного освещения, дома Источники светодиодов

Как выбрать драйвер светодиода и рассчитать его технические параметры

Драйвер для светодиодной ленты не подходит для мощного уличного фонаря и наоборот, поэтому необходимо как можно точнее его выключить прочитать основные параметры устройства и учесть условия эксплуатации.

Параметр	Что это зависит от	Как рассчитать
Расчет мощности устройства	Определяется мощностью всех подключенных светодиодов	Рассчитывается по формуле P = P источника светодиода × n , где P — мощность драйвера ; P LED-источник – мощность подключаемого элемента; n : количество элементов. Для запаса хода 30% необходимо Р умножить на 1,3. Полученное значение представляет собой максимальную мощность регулятора, необходимую для привода устройства. освещение
Расчет выходного напряжения	Определяется падением напряжения в каждом элементе	Значение зависит от цвета яркости элементов , это указано на самом устройстве или на упаковке. Например, к драйверу на 12 В можно подключить 9 зеленых или 16 красных светодиодов.
Расчет тока	Зависит от мощности и яркости светодиода	Определяется параметрами подключенного устройства

Передатчики доступны в футляре или без него. Первые имеют более эстетичный вид и защищены от влаги и пыли, вторые используются для встраивания и стоят дешевле. Еще одна характеристика, которую следует учитывать, — допустимая рабочая температура. Для линейных и импульсных преобразователей она отличается.

Важно! Основные параметры и производитель должны быть указаны на упаковке вместе с устройством.

Способы подключения преобразователей тока

Подключение светодиодов к устройству возможно двумя способами: параллельно (несколько цепочек с одинаковым количеством элементов) и последовательно (один к одному в цепи).

Для параллельного соединения 6 ячеек с падением напряжения 2В на двух линиях нужен стабилизатор 6В 600мА. А при последовательном подключении преобразователь должен быть рассчитан на 12 В и 300 мА.

Последовательное подключение лучше, потому что все светодиоды будут светиться одинаково, а параллельное подключение может иметь разную яркость между линиями. При последовательном соединении большого количества элементов потребуется драйвер с большим выходным напряжением.

Способы подключения светодиодов

Диммируемые преобразователи тока для светодиодов

Диммирование – это регулирование интенсивности света, излучаемого осветительным устройством. Диммируемые контроллеры для светодиодных светильников позволяют изменять параметры входного и выходного тока. Благодаря этому яркость светодиодов увеличивается или уменьшается. С помощью затемнения можно изменить цвет свечения. Если мощность ниже, то белые элементы могут стать желтыми, если выше, то синими.

Затемнение светодиода с пульта

Китайские драйвера: стоит сэкономить

Драйверы производятся в Китае в больших количествах. Они дешевы, поэтому достаточно востребованы. Имеют гальваническую развязку. Их технические параметры часто завышены, поэтому нужно учитывать это при покупке дешевого устройства.

В большинстве случаев это импульсные инверторы мощностью 350÷700 мА. У них не всегда есть корпус, что удобно, даже если устройство приобретается для экспериментов или обучения.

Недостатки китайской продукции:

• Простые и дешевые микросхемы используются в качестве основы; Устройства
• не защищены от колебаний сети и перегрева;
• вызывают радиопомехи;
• создает на выходе высокие пульсации;
• являются краткосрочными и не могут быть гарантированы.

Не все китайские драйвера плохие, есть более надежные устройства, например на базе PT4115. Их можно использовать для подключения домашних светодиодных источников, ламп, ленты.

Срок службы драйвера

Срок службы светодиодного драйвера для светодиодных ламп зависит от внешних условий и стандартного качества устройства. Расчетный срок службы проводника составляет от 20 до 100 тысяч часов.

На срок службы могут влиять следующие факторы:

• колебания температуры;
• высокая влажность;
• всплеск;
• Устройство заряжено не полностью (если регулятор рассчитан на 100 Вт, а использует 50 Вт, напряжение вернется и вызовет перегрузку).

Известные производители дают водителям гарантию в среднем на 30 000 часов. Но если устройство было использовано не по назначению, это ответственность покупателя. Если светодиодный источник не загорается или перестает работать, возможно проблема с преобразователем, плохой контакт или неисправность осветительного прибора.

Как проверить работоспособность светодиодного драйвера, см. видео ниже. продолжение:

Источник