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1、.可编程TFT驱动电路的设计 . . . 目录摘要1Abstract21 绪论31.1 TFT液晶屏的现状与发展31.2 驱动电路的应用32 TFT驱动电路总体方案设计42.1 系统功能需求42.2 系统总体结构规划42.3 设计原则及其扩展性53 系统硬件设计63.1 系统总体硬件原理图描述63.2 PIC单片机73.3 视频接口芯片IR3Y63M113.4 模块电路设计173.5 硬件开发环境254 系统软件设计304.1 主程序304.2 主要功能子程序315 程序烧写与系统运行355.1 程序编译、调试与烧写355.2 系统的运行366 扩展与展望376.1 车载摄像头检测376.2
2、系统展望377 设计小结39参考文献40附录A TFT驱动电路元器件清单41附录B 程序源代码43致谢61摘要本设计研究的是薄膜晶体管（TFT）液晶屏的驱动电路，以实现对4.2寸TFT屏的驱动。通过选用适当的视频接口芯片，在实现TFT驱动的前提下，可实现TFT测试功能。针对TFT液晶屏在数码产品中的广泛使用，以及我们目前对TFT屏幕测试的需要，此次设计实现TFT测试工装。整个系统的功能是驱动TFT液晶屏，并产生几种特定的视频信号，以便对TFT的好坏进行检测；系统经过少许的更改，可以用于使用TFT屏的产品中，直接作为产品TFT屏的驱动电路部分。设计的过程包括原理图、印刷电路板（PCB）图设计、电
3、路板制作、软件设计、程序编译与烧写等。做出成品后，TFT驱动电路的正常运行验证了设计方案的可行性。本TFT驱动电路的特点在于选用了合适的视频接口芯片，这使TFT驱动电路省去了很多硬件开销，也使驱动电路的设计变的更为简单。关键词：单片机；视频接口芯片；TFT液晶屏；视频信号AbstractThis design study on the TFT LCDs drive circuit to drive the 4.2-inch TFT screen. By selecting the appropriate video interface chip, TFT testing capabilitie
4、s can be realized under the realization of TFT-driven.As the TFT LCD screen is widely used for the digital products and we are in need of the TFT screen at present, the design is about to realize the TFT check tool. The whole systems function is to drive the TFT LCD screen. It have several specific
5、video signals, in order to test whether the TFT is stand or fall. After a few changes, it can be used for the products, directly as the drive circuit parts of the product.The design process includes Schematic design, PCB design, circuit board production, software design, compiling and programming pr
6、ocedures and so on. After finishing the product, the normal operation of the TFT driving circuit verify the feasibility of the design.The characteristics of the TFT driver circuit is the appropriate choice of video interface chip. This makes TFT save a lot of hardware spending and the design of the
7、drive circuit become easier.Key words: MCU; Video interface chip; TFT LCD; Video Signal1 绪论1.1 TFT液晶屏的现状与发展随着科学技术的进步和信息技术的迅猛发展，具有质量轻，图像细腻、清晰，色彩丰富、自然、逼真等优点的薄膜晶体管型液晶显示器(TFT-LCD)正逐渐取代传统的阴极射线管(CRT) 显示器，预计未来几年将成为显示器的主流产品。TFT-LCD显示器具有诸多优点：1）比普通CRT显示器能够节省大量空间；2）在重量、耗电等方面，TFT-LCD显示器的重量仅为同屏幕尺寸的CRT显示器的1/7左右，耗
8、电量仅为CRT显示器的1/4；3）TFT-LCD显示器有利于使用者的健康，可以说是一种真正意义上的无辐射产品；4）由于不存在电子束的汇聚问题，TFT-LCD显示器不存在几何失真和散焦现象，新一代的LCD还具有不受电磁场的干扰、亮度较高、视角宽广的特点。TFT-LCD技术已经成熟，长期困扰液晶平板显示器的三大难题：视角、色饱和度、亮度已经获得解决。正是TFT-LCD如此多的优点，使它得到了广泛的应用，并迅速成长为主流显示器。TFTLCD在国内外广泛地应用于笔记本电脑、液晶监视器、个人信息助理（PDA）、全球卫星定位系统（GPS）、游戏机、可视电话等各个领域。国内市场无论中小尺寸还是大尺寸TFTL
9、CD都处于正式启动阶段，需求极其旺盛。TFTLCD的出现和发展，使得显示器技术产生了革命性的飞跃。液晶产业在国民经济各个领域中的地位和作用愈来愈重要，其市场前景极其广阔。1.2 驱动电路的应用1.2.1 用于TFT屏的测试随着TFT液晶屏在各种数码产品中的广泛应用，TFT屏的入库检测就成了一个控制质量的重要环节。通过检测可以及时发现来料的质量问题，及时反馈异常情况。目前，国内的TFT技术和其检测设备尚属发展初期阶段。市场上提到的多数的检测设备都是面板检测设备，包括素玻璃检测、彩色滤光片检测、薄膜电晶体检测等。本课题的驱动电路可用于TFT液晶屏的测试，通过显示几种特定的标准信号，来检测TFT屏是
10、否能够正确的显示。1.2.2 用于产品屏幕的驱动车载设备产品中对TFT液晶屏有着较多的应用。比如，GPS导航仪需要一个TFT液晶屏用于显示主机的各种信息，车载调度屏也需要一个显示屏用于显示各种调度信息。课题中设计的驱动电路的方案可直接应用于产品，作为产品中的屏幕驱动部分。2 TFT驱动电路总体方案设计TFT驱动电路总体方案设计是确定能够满足设计要求的总体方案的环节。本章从系统功能需求出发，规划并确定了系统的总体结构，并在此基础上考虑了系统的可扩展性。2.1 系统功能需求TFT驱动电路系统主要有以下两大功能：1）实现对TFT屏的驱动；2）为满足对TFT屏的测试要求，在驱动屏幕的基础上，设计实现完
11、整的TFT测试工装功能。所以，要设计实现一种操作简单、实用的TFT屏测试工装。具体的设计要求如下：1）支持特定的模拟TFT屏以及其背光模组驱动。驱动电路需满足对4.2寸屏的检测；2）驱动电路可以输出一些必要的视频测试信号，用于判断屏的好坏程度，如彩条信号、灰度信号等等；3）具有人机操作界面，用于切换输出的视频信号和复位开关。驱动电路需能提供多种视频信号的输出，并能简单、有效地实现各视频信号之间的切换；4）驱动电路连接屏幕的接口要便于装卸。测试工装在驱动电路的基础上，实现对屏幕好坏的测试，在测试过程中测试目标（屏）的装卸应比较容易。需要考虑如接口损坏了容易更换、屏的接口线容易安装等问题。2.2
12、系统总体结构规划TFT驱动电路总体结构框图如图2.1所示。图2.1 驱动电路结构框图驱动电路实现对4.2寸TFT液晶屏的驱动。设计中使用SHARP公司的视频接口芯片IR3Y63M芯片，并通过对此芯片的控制，来驱动TFT液晶屏。IR3Y63M芯片需要外部处理器，根据使用的液晶屏的大小和分辩率等配置IR3Y63M的相关参数。外部处理器选择Microchip公司的PIC系列单片机，通过单片机系统实现对IR3Y63M的控制以及实现人机操作界面的设计。2.3 设计原则及其扩展性在硬件和软件设计中，为了设计合理，确保系统功能的实现，应该注意以下几个设计原则：1）视频接口芯片的选择在设计中使用了最新的、功能
13、完善的视频接口芯片。本系统设计所使用的IR3Y63M芯片是SHARP公司新推出的视频解码芯片，利用此芯片能够更加方便的实现对TFT液晶屏的驱动，并可以节约大量的软件、硬件方面的开销。另外，使用此最新的芯片，提高了系统的可靠性，并使设计留有余地，为以后的升级提供方便。2）硬件、软件实现方案的选择在系统功能能够确保实现的前提下，能够用软件完成的功能，尽量不使用硬件。这样不仅仅节省了成本，而且也提高了系统的可靠性和灵活性。3）系统的扩展因为软件的升级比硬件要方便的多，而且往往只需要修改或添加软件中的模块，就能大幅度地提高系统的功能，因此在硬件设计时应尽可能地留有余地，以方便将来的修改和扩充。正如本系
14、统中预留了一定的扩展接口，就是出于这方面的考虑。4）PCB图的布局与布线要设计出满足电磁兼容的PCB板，应深入了解PCB中存在的各种电磁干扰及其产生的原因，并根据PCB设计原则，合理进行布局与布线，使系统符合抗干扰设计的要求。3 系统硬件设计系统硬件设计是按照TFT驱动电路系统的规划，选用合适的视频接口芯片和单片机平台，并围绕选用平台完成各个电路模块的过程。系统硬件设计是软件设计的基础，也体现了本TFT驱动电路节省硬件开销、开发方便、可扩展性好等特点。3.1 系统总体硬件原理图描述TFT驱动电路总体硬件原理图如图3.1所示。总体电路通过分模块设计，实现TFT屏幕驱动和测试的功能。清晰的总体硬件
15、原理图见图纸1。图3.1 总体硬件原理图总体硬件原理图包括稳压电路、单片机控制电路、视频接口电路、TFT液晶屏连接电路、电源和地线连接电路、扫描驱动供电电路、TFT背光电路等模块。稳压电路供应系统内部各模块所需的5V电源；视频接口电路实现视频解码、时序控制和OSD功能，并通过单片机对其进行控制；通过单片机中按键电路还可以实现系统所需要的测试信号以及其他扩展功能的切换；为保证系统的电磁兼容性，还要合理处置电源线和地线的连接；扫描驱动供电电路向TFT提供所需的阴极和阳极电源，背光电路用于向TFT提供背光电源。以上各模块即构成了TFT驱动电路。3.2 PIC单片机3.2.1 PIC系列单片机概述由美国Microchip公司推出的PIC单片机系列产品，首先采用了RISC结构的嵌入式微控制器，其高速度、低电压、低功耗、大电流LCD驱动能力和低价位OTP技术等都体现出单片机产业的新趋势。PIC单片机从覆盖市场出发，已有三种(又称三层次)系列多种型号的产品问世，所以在全球都可以看到P
