一, MCU sąsaja: klasikinis pasirinkimas mikrovaldiklių srityje
MCU sąsaja (taip pat žinoma kaip I80 sąsaja arba Intel 8080 režimas) yra vienas iš dažniausiai naudojamų segmentinių LCD sąsajų tipų, ypač tinkantis mikrovaldiklio tvarkyklės scenarijams. Jo pagrindinė funkcija yra duomenų perdavimas lygiagrečia magistrale, o ekrano turinį tiesiogiai valdo pagrindinis kompiuteris (pvz., MCU).
1. Techniniai principai
Signalo apibrėžimas: apima CS (lusto pasirinkimas), RS (registro pasirinkimas), WR (rašymo signalas), RD (skaitymo signalas), RESET (atstatymas) ir duomenų linijas (8/9/16/18/24 bitai).
Tvarkyklės logika: pagrindinis kompiuteris įrašo duomenis į LCD tvarkyklės GRAM (grafikos laisvosios prieigos atmintį), naudodamas WR signalus, o tada tvarkyklė konvertuoja juos į pikselių signalus, kad būtų galima išvesti. RS signalas skiria komandas (pvz., ekrano išvalymą, kontrasto nustatymą) nuo duomenų (rodymo turinio).
Laiko valdymas: nereikia išorinio laikrodžio sinchronizavimo, pasikliaujama pagrindinio laiko generatoriumi, kad valdytų COM ir SEG elektrodus.
2. Taikymo scenarijai
Mažo dydžio prietaisai, tokie kaip 2,0 colio, 2,4 colio ir 2,8 colio segmento kodo ekranai, plačiai naudojami išmaniuosiuose skaitikliuose, vandens skaitikliuose, dujų skaitikliuose ir kitose programose.
Mažos skiriamosios gebos reikalavimas: tinka paprastiems skaičiams ar simboliams (pvz., temperatūros ir slėgio reikšmėms) rodyti be sudėtingos grafikos.
3. Privalumai ir trūkumai
Privalumai:
Paprastas valdymas: Nereikia sudėtingų protokolų, tinka mikrovaldikliams su ribotais ištekliais.
Maža kaina: didelė tvarkyklės lustų ir paprastų periferinių grandinių integracija.
Trūkumai:
GRAM apribojimas: vidinė GRAM talpa yra ribota, todėl sunku palaikyti didelius -dydžio arba didelės-raiškos ekranus (paprastai mažiau nei 3,8 colio).
Žemas atnaujinimo dažnis: duomenis reikia perkelti per GRAM, todėl realaus laiko{0}}vaizdas yra prastas.
2, RGB sąsaja: tinkamiausias pasirinkimas dideliems ekranams ir{1}}didelės spartos ekranams
RGB sąsaja rodoma lygiagrečiai perduodant pirminės raudonos, žalios ir mėlynos spalvos duomenis ir tinka segmentuotiems skystųjų kristalų ekranams, kuriems reikalingas didelis atnaujinimo dažnis arba dideli dydžiai (pvz., 5- colių ar didesnio TFT-LCD).
1. Techniniai principai
Signalo apibrėžimas: apima VSYNC (vertikalią sinchronizaciją), HSYNC (horizontalųjį sinchronizavimą), DOTCLK (pikselių laikrodį), CS (lusto pasirinkimą), RESET ir RGB duomenų linijas (6/16/18/24 bitai).
Tvarkyklės logika: pagrindinis kompiuteris tiesiogiai išveda pikselių lygio RGB duomenis, nereikalaujant GRAM relės, ir valdo rodymo laiką per sinchronizavimo signalus.
Duomenų formatas: palaiko RGB565 (16 bitų), RGB666 (18 bitų), RGB888 (24 bitų) ir kt., su lanksčiu spalvų gyliu.
2. Taikymo scenarijai
Pramoninis HMI skydelis: didesniems nei 8 colių jutikliniams ekranams turi būti rodomi dinaminiai meniu arba aliarmo pranešimai.
Medicininis monitorius: Realaus laiko parametrų, tokių kaip širdies ritmas ir kraujospūdis, atnaujinimas, reikalaujantis mažo delsos ir didelio patikimumo.
3. Privalumai ir trūkumai
Privalumai:
Didelės spartos perdavimas: duomenys tiesiogiai įrašomi į ekrano buferį, o atnaujinimo dažnis viršija 60 Hz.
Spalvinga: palaiko didelį spalvų gylį, tinka sudėtingai grafikai rodyti.
Trūkumai:
Smeigtukų sudėtingumas: reikia daug duomenų linijų (pvz., 24 eilutės 24 bitų RGB), todėl PCB išdėstymas tampa sudėtingesnis.
Nėra vidinės atminties: norint išlaikyti ekraną, reikia nuolat atnaujinti, priešingu atveju ekranas taps baltas.
3, SPI sąsaja: lengvas sprendimas serijiniam ryšiui
SPI (Serial Peripheral Interface) leidžia perduoti duomenis per nedidelį skaičių kontaktų, todėl jis tinkamas sąnaudoms jautrioms arba ribotos erdvės segmento LCD programoms.
1. Techniniai principai
Signalo apibrėžimas: apima keturias eilutes: CS (lusto pasirinkimas), SCLK (laikrodis), SDI (duomenų įvestis), SDO (duomenų išvestis) (kai kurioms supaprastintoms schemoms reikia tik CS, SCLK, SDI).
Tvarkyklės logika: pagrindinis kompiuteris siunčia valdymo komandas ir ekrano duomenis per SPI magistralę, o LCD tvarkyklė analizuoja ir atnaujina ekraną.
Duomenų formatas: paprastai 8 bitų lygiagretus duomenų serializavimo perdavimas, kuriam reikalinga vidinė registro konfigūracija.
2. Taikymo scenarijai
Nešiojamiems įrenginiams, pvz., elektroniniams šokinėjimo lynams ir įkrovimo stočių ekranams, reikia mažo energijos suvartojimo ir mažo dydžio.
Paprasta sąsaja: rodyti fiksuoto formato duomenis (pvz., laiką, skaitiklius) be sudėtingų sąveikų.
3. Privalumai ir trūkumai
Privalumai:
Mažiau kaiščių: reikia tik 4 laidų, taupant PCB vietą.
Stiprūs anti-trukdžiai: nuoseklus perdavimas sumažina signalo trukdžių riziką.
Trūkumai:
Greičio apribojimas: dėl SPI magistralės greičio apribojimų (dažniausiai mažiau nei 50 Mb/s) sunku palaikyti didelės-raiškos arba dinaminį turinį.
Programinės įrangos sudėtingumas: reikia rankiniu būdu apdoroti duomenų serializavimą ir sinchronizavimą.
4, LVDS sąsaja: pramoninio lygio sprendimas, skirtas didelės spartos diferencialiniam signalizavimui
LVDS (Low Voltage Differential Signaling) perduoda duomenis per diferencialines poras, turinčias dideles anti-interferencines ir toli{1}}perdavimo galimybes, tinkamas segmentuotiems skystųjų kristalų ekranams pramoninėje aplinkoje.
1. Techniniai principai
Signalo apibrėžimas: konvertuokite TTL lygius į diferencinius signalus (pvz., V+, V -) ir persiųskite juos vytos poros arba kabeliu.
Vairuotojo logika: pagrindinio kompiuterio pusės LVDS siųstuvas koduoja lygiagrečius duomenis į diferencinius signalus, o LCD pusės imtuvas dekoduoja ir atkuria pradinius duomenis.
Perdavimo greitis: iki 1,5 Gbps ar daugiau, palaikomas 4K raiškos ekranas.
2. Taikymo scenarijai
Atšiaurioje aplinkoje esantys prietaisai, pvz., lauko maitinimo stebėjimo gnybtai, turi būti atsparūs elektromagnetiniams trukdžiams (EMI).
Perdavimas dideliais atstumais: pagrindinis kompiuteris ir ekranas yra išdėstyti atskirai (pvz., didesnis arba lygus 10 metrų) ir turi būti išlaikytas signalo vientisumas.
3. Privalumai ir trūkumai
Privalumai:
Stiprūs anti-trukdžiai: diferencialiniai signalai veiksmingai slopina bendro režimo triukšmą.
Didelis greitis: palaiko didelę skiriamąją gebą ir atnaujinimo dažnį.
Trūkumai:
Didelė kaina: reikia specialių LVDS lustų ir tikslių laidų.
Sudėtingas dizainas: reikia suderinti varžą ir gnybtų varžą, todėl sunku derinti.
5, MIPI sąsaja: mobiliųjų įrenginių ateities tendencija
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) perduoda duomenis per diferencinę nuosekliąją magistralę, derindama didelės spartos ir mažo energijos suvartojimo charakteristikas, palaipsniui tampant pirmenybe aukštos klasės{0}} segmentinio kodo LCD ekranams.
1. Techniniai principai
Signalo apibrėžimas: apima DSI (vaizdo nuosekliąją sąsają) ir CSI (kameros nuosekliąją sąsają), perduodamą naudojant diferencines poras.
Tvarkyklės logika: pagrindinis kompiuteris siunčia ekrano komandas ir duomenis per MIPI magistralę, o LCD tvarkyklė analizuoja ir atnaujina ekraną.
Perdavimo režimas: palaiko mažos-galios režimą (mažiau nei 10 Mbps arba lygų) ir didelės{2} spartos režimą (80 Mbps–1,5 Gbps).
2. Taikymo scenarijai
Išmaniesiems nešiojamiesiems įrenginiams, pvz., išmaniesiems laikrodžiams, reikia mažai energijos ir mažo dydžio.
Automobilio prietaisų skydelyje: pavyzdžiui, pilnas LCD prietaisų skydelis, reikalinga didelė raiška ir dinamiški efektai.
3. Privalumai ir trūkumai
Privalumai:
Mažas energijos suvartojimas: diferencinė transmisija sumažina signalo svyravimus ir energijos sąnaudas.
Didelė sparta: palaiko 4K/8K skiriamąją gebą ir 120 Hz atnaujinimo dažnį.
Trūkumai:
Patento apribojimas: MIPI Alliance licencijavimo mokesčiai turi būti sumokėti.
Aukštas kūrimo slenkstis: būtinas MIPI protokolų krūvos ir fizinio sluoksnio dizaino išmanymas.
