摘要：介绍lcd的控制驱动及基与mcu接口的特点；详细阐述嵌入式系统人机界面中各种常见lcd的控制驱动与mcu接口设计，以及一些基础lcd外围电路设计。

关键词：lcd mcu接口 控制驱动 电路设计

液晶显示，稳定可靠、成本低、功耗小、控制驱动方便、接口简单易用、模块化结构紧凑，在嵌入式系统中作为人机界面获得了广泛的应用。近年来，国内许多厂商，如紫晶、冀雅、晶华、信利、蓬远等已经能够满足各种定制液晶显示的需求；很多著名半导体厂商，如hitachi、seiko epson、toshiba、holtek、solomon、samsung等相继推出了许多控制驱动器件。本文以现有的控制驱动器件和液晶显示器如何构成各种结构紧凑、成本低廉、简单易用、性能优良的嵌入式人机界面的设计进行综合阐述。

1 液晶显示及其控制驱动与接口概述

液晶显示lcd（liquid crystal display），是利用液晶材料在电场作用下发生位置变化 而遮蔽/通透光线的性能制作成为一种重要平板显示器件。通常使用的lcd器件有tn型（twist nematic，扭曲向列型液晶）、stn型（super tn，超扭曲向列型液晶）和tft型（thin film transistor，薄膜晶体管型液晶）。tn、stn、tft型液晶，性能依次增强，制作成本也随之增加。tn和stn型常用作单色lcd。stn型可以设计成单色多级灰度lcd和伪彩色lcd，tft型常用作真彩色lcd。tn和stn型lcd，不能做成大面积lcd，其颜色数在2 18种以下。2 18种颜色以下的称为伪色彩，2 18种及其以上颜色的称为真彩色。tft型可以实现大面积lcd真彩显示，其像素点可以做成0.3mm左右。tft-lcd技术日趋成熟，长期困扰的难题已获解决：视角达170°，亮度达500cd/m2(500尼特)，显示器尺寸达101.6cm(40in)，变化速度达60帧/s。

进行lcd设计主要是lcd的控制/驱动和外界的接口设计。控制主要是通过接口与外界通信、管理内/外显示ram，控制驱动器，分配显示数据；驱动主要是根据控制器要求，驱动lcd进行显示。控制器还常含有内部ascii字符库，或可外扩的大容量汉字库。小规模lcd设计，常选用一体化控制/驱动器；中大规模的lcd设计，常选用若干个控制器、驱动器，并外扩适当的显示ram、自制字符ram或rom字库。控制与驱动器大多采用低压微功耗器件。与外界的接口主要用于lcd控制，通常是可连接单片机mcu的8/16位ppi并口或若干控制线的spi串口。显示ram除部分samsung器件需用自刷新动态sdram外，大多公司器件都用静态sram。嵌入式人机界面中常用的lcd类型及其典型控制/驱动器件与接口如下：

段式lcd，如ht1621（控/驱）、128点显示、4线spi接口；

字符型lcd，如hd44780u（控/驱）、2行×8字符显示、4/8位ppi接口；

单色点阵lcd，如sed1520（控/驱）、61段×16行点阵显示、8位ppi接口，又如t6863（控）+t6a39（列驱+t6a40（行驱）、640×64点双屏显示、8位ppi接口；

灰度点阵lcd，如hd66421（控/驱）、160×100点单色4级灰度显示、8位ppi接口；伪彩点阵lcd，如ssd1780（控/驱）、104rgb×80点显示、8位ppi或3/4线spi接口；

真彩色点阵lcd，如hd66772（控/源驱）+hd66774（栅驱）、176rgb×240点显示、8/9/16/18位ppi接口、6/16/18动画接口、同步串行接口；

视频变换lcd，如hd66840（crt-rgb→cd-rgb）、720×512点显示、单色/8级灰度/8级颜色/4位ppi接口。

控制驱动器件的供电电路、驱动的偏压电路、背光电路、振荡电路等构成lcd控制驱动的基本电路。它是lcd显示的基础。

lcd与其控制驱动、接口、基本电路一起构成lcm（liquid crystal module,lcd模块）。常规嵌入式