LCD显示屏原理与应用

1、什么是LCD？

(1)LCD(Liquid Crystal Display)俗称液晶.
(2)液晶是一种材料，液晶这种材料具有一种特点：可以在电信号的驱动下液晶分子进行旋转，旋转时会影响透光性，因此我们可以在整个液晶面板后面用白光照（称为背光），可以通过不同电信号让液晶分子进行选择性的透光，此时在液晶面板前面看到的就是各种各样不同的颜色，这就是LCD显示。
(3)被动发光和主动发光。有些显示器（譬如LED显示器、CRT显示器）自己本身会发光称为主动发光，有些（LCD）本身不会发光只会透光，需要背光的协助才能看起来是发光的，称为被动发光。
(4)液晶应用领域：电视机、电脑显示屏、手机显示屏、工业显示屏等····

2、LCD显示单位：帧（frame）

(1)显示器上一整个画面的内容成为一个帧(frame)，整个显示器工作时是一帧一帧的在显示。
(2)电影实际就是以每秒种24帧的速度在播放图片。
(3)帧内数据：一帧分为多行，一行分为多像素，因此一帧图像其实就是多个像素组成的矩阵。
(4)帧外数据：整个视频由很多个帧构成，最终播放视频时逐个播放各个图像帧即可。

 

3、为了向前兼容出现的六个时序参数

HSPW 水平同步信号脉宽
HBPD 水平同步信号前肩
HFPD 水平同步信号后肩
VSPW 垂直同步信号脉宽
VBPD 垂直同步信号前肩
VFPD 垂直同步信号后肩

(1)一行的通信过程是这样的：LCD控制器先发送一个HSYNC高电平脉冲（脉冲宽度是HSPW），脉冲告诉驱动器下面的信息是一行信息。然后开始这一行信息，这一行信息包括3部分：HBPD+有效行信息+HFPD。其中前肩和后肩都属于时序信息（和LCD屏幕具体有关），有效行信息就是横向分辨率。所以你可以认为一行总共包含4部分：HSPW+HBPD+有效行信息+HFPD。
(2)一帧图像其实就是一列，一列图像由多个行组成，每行都是上面讲的这个时序。
(3)一帧图像的通信过程是这样的：整个帧图像信号分为4部分：VSPW+VBPD+帧有效信号+VFPD。VSPW是帧同步信号宽度，用来告诉驱动器一帧图像要开始了；VBPD和VFPD分别是垂直同步信号前后肩。
(4)必须说明：这6个参数对于LCD显示器其实本来是没用的，这些信号其实是老式的CRT显示器才需要的，LCD本身不需要，但是出于历史兼容性要求，LCD选择了兼容CRT显示器的这些时序要求，所以理解LCD显示器时序和编程时，用CRT的方式来理解不会错。
(5)要注意，这几个时序参数本身是LCD屏幕本身的参数，与LCD控制器无关。所以同一个主板如果接的屏幕不一样则时序参数设置也会不同。这些参数的来源一般是：第一，厂家会直接给出，一般以实例代码的形式给出；第二，来自于LCD的数据手册。
第一种方式，查看九鼎的210裸机教程（x210v3裸机开发教程\src\template-framebuffer-font\source\hardware\s5pv210-fb.c的第774行）
.h_fp = 210, 　　 // 160-210-354
.h_bp = 38, 　　 // 46
.h_sw = 10, 　　 // 1-40
.v_fp = 22, 　　 // 7-22-147
.v_fpe = 1,
.v_bp = 18,　　 // 23
.v_bpe = 1,
.v_sw = 7, 　　 // 1-20
第二种方式，查看LCD数据手册（X210光盘资料\A盘\DataSheet\AT070TN92.pdf）

LCD显示的主要相关概念
1、像素（pixel）
　　(1)整个图像是由一个个的像素组成的，像素就是一个显示点。
2、像素间距（pitch）
　　(1)pitch是连续2个像素的像素中心的距离。一般的像素是方形的，所以横向pitch和纵向的pitch一样的。但是也有不一样的。
　　(2)像素间距会影响屏幕的最佳观看距离。像素间距大的适合远距离看，像素间距小的适合近距离看。

3、分辨率（resolution）
　　(1)整个屏幕的横向和纵向的像素个数就叫分辨率，譬如X210开发板用的屏幕是800×480.
　　(2)屏幕尺寸和分辨率无关的，像开发板的屏幕尺寸是7寸的（纯屏幕对角线尺寸是7英寸）。
　　(3)屏幕尺寸和分辨率和像素间距三者之间有关联。

4、清晰度
　　(1)清晰度是一个主观概念，是人眼对显示效果的一个主观判断。说白了就是人看起来感觉清晰不清晰。
　　(2)客观来讲，清晰度由分辨率和像素间距共同决定。一般的，屏幕尺寸固定时分辨率越高越清晰，分辨率越低就越不清晰；分辨率固定下，屏幕尺寸越小越清晰，越大越不清晰。
　　(3)清晰度还由其他很多因素共同决定。

5、像素深度（bits per pixel，简称bpp）
　　(1)一个像素在计算机中由多少个字节数据来描述。
　　(2)计算机中用二进制位来表示一个像素的数据，用来表示一个像素的数据位越多，则这个像素的颜色值更加丰富、分的更细，颜色深度就更深。
　　(3)一般来说像素深度有这么几种：1位、8位、16位、24位、32位。

应用

　　要想LCD工作，必须给LCD屏幕和显存之间建立一个映射（映射是在CPU初始化LCD控制器来完成的）。（这也是LCD显示的2个阶段的第一阶段，第二阶段中我们只需要给显存中丢入相应的数据，LCD屏幕就会自动显示相应内容）

#define FB_ADDR            (0x23000000)
#define ROW                (600)
#define COL                (1024)
#define HOZVAL            (COL-1)
#define LINEVAL            (ROW-1)

#define XSIZE            COL
#define YSIZE            ROW
u32 *pfd = (u32 *)FB_ADDR;
void draw_xy(u32 x,u32 y, u32 color)
{
*(pfd + COL * y + x) = color;
}

绘制点函数，通过初始化将内存中一段地址作为显存。向显存中地址写入相应值，就会让相应点显示颜色。