圖形LCD在嵌入式應(yīng)用程序中的應(yīng)用

★★★★★【文章導(dǎo)讀】：圖形LCD在嵌入式應(yīng)用程序中的應(yīng)用具體內(nèi)容是：基本上，LCD是由許多充滿液晶的像素組成，它們放在光源(或反射源)前以產(chǎn)生彩色或黑白圖像。LCD的每個(gè)像素在所謂的銦錫氧化物(ITO)透明電極和偏光過濾器間是均衡的。LCD自身不產(chǎn)生任何光線，他們需要一個(gè)外部的光源。…

來(lái)源：日期：2013-11-19 19:15:59 人氣：標(biāo)簽：

基本上，LCD是由許多充滿液晶的像素組成，它們放在光源(或反射源)前以產(chǎn)生彩色或黑白圖像。LCD的每個(gè)像素在所謂的銦錫氧化物(ITO)透明電極和偏光過濾器間是均衡的。LCD自身不產(chǎn)生任何光線，他們需要一個(gè)外部的光源。大多數(shù)顯示器由放在LCD面板背后的光源提供光。

基于使用的有效尋址機(jī)制，我們可以把LCD分為無(wú)源矩陣尋址和有源矩陣尋址。無(wú)源矩陣尋址用于早期的顯示器，只有M + N個(gè)控制信號(hào)用于M×N像素顯示屏的尋址。要打開一個(gè)像素，一個(gè)電荷被下放，相應(yīng)的列和相應(yīng)的行接地。這一行和列交點(diǎn)的像素接收到電壓，解開該像素的液晶。當(dāng)我們禁用一個(gè)像素時(shí)，液晶就不能從一個(gè)狀態(tài)到另一狀態(tài)，因?yàn)檫@需要一段時(shí)間。此外，因?yàn)橐粋€(gè)像素相當(dāng)于一個(gè)電容器，兩個(gè)金屬電極由模具材料分開，當(dāng)要?jiǎng)h除一個(gè)電荷時(shí)，它需要一定時(shí)間給電容放電，從而減緩像素響應(yīng)時(shí)間。雖然無(wú)源矩陣尋址簡(jiǎn)單，但是響應(yīng)時(shí)間相當(dāng)緩慢。此外，它也很難準(zhǔn)確地控制充電，當(dāng)像素被解開，它周圍的像素也有部分地解開，致使圖像出現(xiàn)模糊。圖1顯示了無(wú)源矩陣顯示器的功能結(jié)構(gòu)。

有源矩陣尋址(見圖2)基于薄膜晶體管(TFT)快速使電容放電，從而提高響應(yīng)時(shí)間。國(guó)內(nèi)大多數(shù)產(chǎn)品，消費(fèi)設(shè)備和工業(yè)圖形LCD時(shí)下都采用了TFT技術(shù)。一個(gè)特定的像素通過切換適當(dāng)?shù)男胁⑾路乓粋€(gè)電荷到相應(yīng)的列來(lái)選擇。

由于所有其它行與此列的交點(diǎn)被關(guān)閉，只有指定的像素的電容接收到電荷。通過控制提供給晶體的電壓值我們可以控制解開的像素量。這樣顯示能加快響應(yīng)時(shí)間且能準(zhǔn)確地控制像素，從而產(chǎn)生了清晰的圖像。TFT顯示屏的制作是復(fù)雜和昂貴的。像素之間的晶體管在LCD玻璃上被高精度蝕刻。

彩色圖形LCD非常受歡迎，尤其是在消費(fèi)電子設(shè)備中。彩色LCD中的一個(gè)像素由紅，綠和藍(lán)三個(gè)子像素彩色濾光片組成。通過控制施加電壓我們可以修改每個(gè)超過256色調(diào)強(qiáng)度的子像素。因此，有了三個(gè)子像素，我們可以生成1680萬(wàn)色，需要大量在玻璃上蝕刻的晶體管。

現(xiàn)在有各種技術(shù)用于創(chuàng)建黑白和彩色顯示器，這些技術(shù)基于解開的液晶數(shù)量。一些常用的有：TN(Twisted NematIC)，HTN(High Twisted Nematic)，STN(Super Twisted Nematic)，F(xiàn)STN(Film compensated Super Twisted Nematic)，DTSN(Double Super Twisted Nematic)，CSTN(Colour Super Twisted nematic)和其它一些技術(shù)。GLCD模塊通常連同控制器芯片放置在PCB上，該芯片可以通過串口或并口連接。一些常用的GLCD控制器有T6963C，KS0108，LR35503，HDM6448等。大多嵌入式編譯器為GLCD顯示和處理圖像提供函數(shù)集形式的軟件庫(kù)。有了這些庫(kù)的幫助，用戶可以顯示位圖圖像，畫圖，畫正方形、矩形、圓形，顯示文本，等等。

本文簡(jiǎn)單介紹了GLCD的特點(diǎn)，并展示了基于TFT-彩色圖形LCD項(xiàng)目如何用專用的軟硬件工具輕松設(shè)計(jì)的。

GLCD軟件工具的應(yīng)用

一個(gè)GLCD項(xiàng)目的開發(fā)需要編程每個(gè)GLCD像素來(lái)創(chuàng)建圖像。這個(gè)過程通常使用GLCD圖像制作軟件工具實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槭謩?dòng)制作非常繁瑣。該軟件工具使用戶在電腦屏幕上通過描影或著色創(chuàng)建所需的GLCD圖像，或從一個(gè)文件中導(dǎo)入圖像。

軟件后通常會(huì)創(chuàng)建許多位圖數(shù)據(jù)來(lái)描繪圖像，而這些數(shù)據(jù)可以加載到目標(biāo)GLCD設(shè)備，以顯示所需的圖像。現(xiàn)在大部分可用的軟件工具都是采用位圖轉(zhuǎn)換格式，可轉(zhuǎn)換一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖像文件為一個(gè)數(shù)據(jù)文件，這些數(shù)據(jù)文件可以用于高層次的編程語(yǔ)言。以下介紹一些流行的GLCD軟件工具。

bitmap2lcd軟件使用戶能夠?qū)胍粡垬?biāo)準(zhǔn)圖形編程格式的黑白圖像到電腦屏幕上，然后創(chuàng)建此圖的GLCD數(shù)據(jù)文件，該數(shù)據(jù)文件可用于嵌入式C，Pascal，Basic或匯編的項(xiàng)目。帶有限制功能的免費(fèi)版本的程序可以從下載。位圖轉(zhuǎn)換軟件可從GLCD工具下載，它可轉(zhuǎn)換位圖和圖標(biāo)為用于嵌入式圖形LCD顯示的C和C + +程序。此程序的優(yōu)點(diǎn)是黑白和彩色圖像都可以操縱。

mikroElektronika公司的GLCDFont Creator是一個(gè)免費(fèi)軟件，它可為圖形LCD創(chuàng)建字體、符號(hào)和圖形圖標(biāo)。這個(gè)軟件的優(yōu)點(diǎn)是，它兼容所有的Windows字體以及那些導(dǎo)入和使用的字體。該軟件受mikroElektronika公司所有的嵌入式編譯器支持，且視覺效果如倒置，描繪輪廓和移們都可應(yīng)用來(lái)設(shè)計(jì)字體。

可視化GLCD軟件是圖形開發(fā)軟件，根據(jù)觸摸屏機(jī)制支持大量黑白顯示。用戶可以通過放置可視化組件如標(biāo)簽，方框，圈，圖像等在屏幕上，或者通過啟用或禁用屏幕上的單個(gè)像素建立自己的GLCD圖像。

設(shè)計(jì)完整的GLCD屏幕可以不用任何編程知識(shí)。屏幕上的圖像轉(zhuǎn)換成一個(gè)數(shù)據(jù)文件后，可以導(dǎo)入并在程序中用來(lái)顯示創(chuàng)建的圖像。可視化GLCD完全受mikroElektronika公司所有的嵌入式編譯器支持，屏幕圖像可以很容易地包含進(jìn)其編譯器。

mikroElektronika開發(fā)的可視化TFT也許是市場(chǎng)上先進(jìn)的嵌入式圖形液晶顯示編程工具之一。由于這個(gè)軟件用于文中給出的項(xiàng)目，值得看看這個(gè)先進(jìn)的軟件工具的功能。

可視化TFT是一個(gè)基于GUI的彩色圖形LCD開發(fā)軟件，支持觸摸屏設(shè)備，應(yīng)用于現(xiàn)代TFT GLCD的開發(fā)。該軟件可用于創(chuàng)建圖形圖像，通過用戶創(chuàng)建基于觸摸屏的可放置在屏幕上任意位置的事件驅(qū)動(dòng)對(duì)象來(lái)創(chuàng)建圖形應(yīng)用程序。例如，用戶可以放置一個(gè)按鈕在屏幕上，然后確定按下或點(diǎn)擊按鈕時(shí)應(yīng)采取的行動(dòng)。GLCD圖像代碼和用戶操作模板代碼全部由軟件自動(dòng)創(chuàng)建。用戶只需要編寫用戶操作的程序代碼，例如當(dāng)按鈕被點(diǎn)擊時(shí)的代碼。可視化TFT軟件支持mikroElektronika所有的TFT開發(fā)板。這些板被稱為多媒體(或mikromedia)板，其中有些板應(yīng)用于高端的PIC單片機(jī)。

多媒體板一側(cè)主要包含一個(gè)320×240 TFT彩色顯示屏，另一側(cè)為一個(gè)4層PCB，上面有微控制器，觸摸屏硬件，電源，立體聲MP3解碼器，加速器芯片，閃存存儲(chǔ)器，SD卡接口和一個(gè)迷你USB接口。