圖形LCD在嵌入式應用程序中的應用

★★★★★【文章導讀】：圖形LCD在嵌入式應用程序中的應用具體內容是：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)前以產生彩色或黑白圖像。LCD的每個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自身不產生任何光線，他們需要一個外部的光源。…

來源：日期：2013-11-19 19:15:59 人氣：標簽：

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)前以產生彩色或黑白圖像。LCD的每個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自身不產生任何光線，他們需要一個外部的光源。大多數顯示器由放在LCD面板背后的光源提供光。

基于使用的有效尋址機制，我們可以把LCD分為無源矩陣尋址和有源矩陣尋址。無源矩陣尋址用于早期的顯示器，只有M + N個控制信號用于M×N像素顯示屏的尋址。要打開一個像素，一個電荷被下放，相應的列和相應的行接地。這一行和列交點的像素接收到電壓，解開該像素的液晶。當我們禁用一個像素時，液晶就不能從一個狀態到另一狀態，因為這需要一段時間。此外，因為一個像素相當于一個電容器，兩個金屬電極由模具材料分開，當要刪除一個電荷時，它需要一定時間給電容放電，從而減緩像素響應時間。雖然無源矩陣尋址簡單，但是響應時間相當緩慢。此外，它也很難準確地控制充電，當像素被解開，它周圍的像素也有部分地解開，致使圖像出現模糊。圖1顯示了無源矩陣顯示器的功能結構。

有源矩陣尋址(見圖2)基于薄膜晶體管(TFT)快速使電容放電，從而提高響應時間。國內大多數產品，消費設備和工業圖形LCD時下都采用了TFT技術。一個特定的像素通過切換適當的行并下放一個電荷到相應的列來選擇。

由于所有其它行與此列的交點被關閉，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時間且能準確地控制像素，從而產生了清晰的圖像。TFT顯示屏的制作是復雜和昂貴的。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，尤其是在消費電子設備中。彩色LCD中的一個像素由紅，綠和藍三個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超過256色調強度的子像素。因此，有了三個子像素，我們可以生成1680萬色，需要大量在玻璃上蝕刻的晶體管。

現在有各種技術用于創建黑白和彩色顯示器，這些技術基于解開的液晶數量。一些常用的有：TN(Twisted NematIC)，HTN(High Twisted Nematic)，STN(Super Twisted Nematic)，FSTN(Film compensated Super Twisted Nematic)，DTSN(Double Super Twisted Nematic)，CSTN(Colour Super Twisted nematic)和其它一些技術。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集形式的軟件庫。有了這些庫的幫助，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。

本文簡單介紹了GLCD的特點，并展示了基于TFT-彩色圖形LCD項目如何用專用的軟硬件工具輕松設計的。

GLCD軟件工具的應用

一個GLCD項目的開發需要編程每個GLCD像素來創建圖像。這個過程通常使用GLCD圖像制作軟件工具實現，因為手動制作非常繁瑣。該軟件工具使用戶在電腦屏幕上通過描影或著色創建所需的GLCD圖像，或從一個文件中導入圖像。

軟件后通常會創建許多位圖數據來描繪圖像，而這些數據可以加載到目標GLCD設備，以顯示所需的圖像。現在大部分可用的軟件工具都是采用位圖轉換格式，可轉換一個標準圖像文件為一個數據文件，這些數據文件可以用于高層次的編程語言。以下介紹一些流行的GLCD軟件工具。

bitmap2lcd軟件使用戶能夠導入一張標準圖形編程格式的黑白圖像到電腦屏幕上，然后創建此圖的GLCD數據文件，該數據文件可用于嵌入式C，Pascal，Basic或匯編的項目。帶有限制功能的免費版本的程序可以從下載。位圖轉換軟件可從GLCD工具下載，它可轉換位圖和圖標為用于嵌入式圖形LCD顯示的C和C + +程序。此程序的優點是黑白和彩色圖像都可以操縱。

mikroElektronika公司的GLCDFont Creator是一個免費軟件，它可為圖形LCD創建字體、符號和圖形圖標。這個軟件的優點是，它兼容所有的Windows字體以及那些導入和使用的字體。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用來設計字體。

可視化GLCD軟件是圖形開發軟件，根據觸摸屏機制支持大量黑白顯示。用戶可以通過放置可視化組件如標簽，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像素建立自己的GLCD圖像。

設計完整的GLCD屏幕可以不用任何編程知識。屏幕上的圖像轉換成一個數據文件后，可以導入并在程序中用來顯示創建的圖像。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其編譯器。

mikroElektronika開發的可視化TFT也許是市場上先進的嵌入式圖形液晶顯示編程工具之一。由于這個軟件用于文中給出的項目，值得看看這個先進的軟件工具的功能。

可視化TFT是一個基于GUI的彩色圖形LCD開發軟件，支持觸摸屏設備，應用于現代TFT GLCD的開發。該軟件可用于創建圖形圖像，通過用戶創建基于觸摸屏的可放置在屏幕上任意位置的事件驅動對象來創建圖形應用程序。例如，用戶可以放置一個按鈕在屏幕上，然后確定按下或點擊按鈕時應采取的行動。GLCD圖像代碼和用戶操作模板代碼全部由軟件自動創建。用戶只需要編寫用戶操作的程序代碼，例如當按鈕被點擊時的代碼。可視化TFT軟件支持mikroElektronika所有的TFT開發板。這些板被稱為多媒體(或mikromedia)板，其中有些板應用于高端的PIC單片機。

多媒體板一側主要包含一個320×240 TFT彩色顯示屏，另一側為一個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，閃存存儲器，SD卡接口和一個迷你USB接口。