显示器简介

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一、显示器简介
显示器属于计算机的IO设备，即输入输出设备。常见的有CRT显示器、液晶显示器、LED点阵显示器及OLED显示器。液晶显示器，简称LCD(Liquid Crystal Display)，相对于上一代CRT显示器（阴极射线管显示器），LCD显示器功耗低、体积小、承载的信息量大。
利用液晶控制的原理，做出可控红、绿、蓝光输出强度的显示结构，把三种显示结构组成一个显示单位，通过控制红绿蓝的强度，可以使该单位混合输出不同的色彩，这样的一个显示单位被称为像素。
几种显示器简介：
（1） LED点阵彩色显示器的单个像素点内包含红绿蓝三色LED灯，通过控制红绿蓝颜色的强度进行混色，实现全彩颜色输出，多个像素点构成一个屏幕。由于每个像素点都是LED灯自发光的，所以在户外白天也显示得非常清晰，但由于LED灯体积较大，导致屏幕的像素密度低，所以它一般只适合用于广场上的巨型显示器。相对来说，单色的LED点阵显示器应用得更广泛。
（2）OLED显示器与LED点阵彩色显示器的原理类似，但由于它采用的像素单元是“有机发光二极管”(Organic Light Emitting Diode),所以像素密度比普通LED点阵显示器高得多。OLED显示器不需要背光源、对比度高、轻薄、视角广及响应速度快等优点。
对于不同种类的显示器，其控制程序原理是类似的，都是以操控像素点为基础。
显示器基本参数：
（1）像素：像素是组成图像的最基本单元要素，显示器的像素指它成像最小的点，即上文提到的一个基本显示单元。
（2）分辨率：一些嵌入式设备的显示器常常以“行像素值x列像素值”表示屏幕的分辨率。如分辨率800x480表示该显示器的每一行有800个像素点，每一列有480个像素点，也可理解为有800列，480行。
（3）色彩深度：色彩深度指显示器的每个像素点能表示多少种颜色，一般用“位”（bit）来表示。如单色屏的每个像素点能表示亮或灭两种状态(即实际上能显示2种颜色)，用1个数据位就可以表示像素点的所有状态，所以它的色彩深度为1bit，其它常见的显示屏色深为16bit（2的16次方，RGB565）、24bit（2的24次方，RGB888）。
（4）点距：指两个相邻像素点之间的距离，它会影响画质的细腻度及观看距
离，相同尺寸的屏幕，若分辨率越高，则点距越小，画质越细腻。如现在有些手机的屏幕分辨率比电脑显示器的还大，这是手机屏幕点距小的原因;LED点阵显示屏的点距一般都比较大，所以适合远距离观看。
二、液晶控制原理
完整的显示屏由液晶显示面板、电容触摸面板以及PCB底板构成。
触摸面板带有触摸控制芯片，该芯片处理触摸信号并通过引出的信号线与外部器件通讯面板中间是透明的，它贴在液晶面板上面，一起构成屏幕的主体，触摸面板与液晶面板引出的排线连接到PCB底板上。
根据实际需要PCB底板上可能会带有“液晶控制器芯片”。因为控制液晶面板需要比较多的资源，所以大部分低级微控制器都不能直接控制液晶面板，需要额外配套一个专用液晶控制器来处理显示过程，外部微控制器只要把它希望显示的数据直接交给液晶控制器即可。而不带液晶控制器的PCB底板，只有小部分的电源管理电路，液晶面板的信号线与外部微控制器相连，直接控制。STM32F429系列的芯片不需要额外的液晶控制器，它把专用液晶控制器的功能集成到STM32F429芯片内部，节约了额外的控制器成本。STM32 F407系列的芯片控制液晶时，液晶屏需带有液晶控制器。

控制信号线：（不带液晶控制器）

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液晶面板的控制信号
同步时钟信号CLK：
液晶屏与外部使用同步通讯方式，以CLK信号作为同步时钟，在
同步时钟的驱动下，每个时钟传输一个像素点数据。
水平同步信号HSYNC：
水平同步信号HSYNC(Horizontal Sync)用于表示液晶屏一行像素数据的传输结束，每传输完成液晶屏的一行像素数据时，HSYNC会发生电平跳变，如分辨率为800x480的显示屏(800列，480行)，传输一帧的图像HSYNC的电平会跳变480次。
垂直同步信号VSYNC：
垂直同步信号VSYNC(Vertical Sync)用于表示液晶屏一帧像素数据的传输结束，每传输完成一帧像素数据时，VSYNC会发生电平跳变。其中“帧”是图像的单位，一幅图像称为一帧，在液晶屏中，一帧指一个完整屏液晶像素点。人们常常用“帧/秒”来表示液晶屏的刷新特性，即液晶屏每秒可以显示多少帧图像，如液晶屏以60帧/秒的速率运行时，VSYNC每秒钟电平会跳变60次。
数据使能信号DE：
数据使能信号DE(Data Enable)用于表示数据的有效性，当DE信号线为高电平时，RGB信号线表示的数据有效。
液晶数据传输时序
像素点数据一般都是从左到右且从上到下传输的。液晶屏显示的图像可看作一个矩形，液晶屏有一个显示指针，它指向将要显示的像素。显示指针的扫描方向方向从左到右、从上到下，一个像素点一个像素点地描绘图形。这些像素点的数据通过RGB数据线传输至液晶屏，它们在同步时钟CLK的驱动下一个一个地传输到液晶屏中，交给显示指针，传输完成一行时，水平同步信号HSYNC电平跳变一次，而传输完一帧时VSYNC电平跳变一次。
显存
液晶屏中的每个像素点都是数据，在实际应用中需要把每个像素点的数据缓存起来，再传输给液晶屏，这种存储显示数据的存储器被称为显存。显存一般至少要能存储液晶屏的一帧显示数据，如分辨率为800x480的液晶屏，使用RGB888格式显示，每个像素点占3个字节，因此它的一帧显示数据大小为:3x800x480=字节;若使用RGB565格式显示，每个像素点占2个字节，一帧显示数据大小为:2x800x480=字节。F429中，像素数据都是储存在外部的SDRAM中（相当于外接显卡），而F407中的液晶控制器充当显存的功能（相当于集成显卡）。显存空间必须要大于单帧像素点数据大小才能成功显示。

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