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大家好,我是王工。
物聯網行業中,LCD顯示屏的應用非常廣泛,尤其是在智能家居、工業物聯網、智能穿戴等領域。因為廣泛應用,所以今天咱們來簡要看看顯示屏的接口,比如I2C、SPI、UART、RGB、LVDS、MIPI、EDP等,下面簡要總結一下。

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一般3.5寸以下的小尺寸LCD屏,顯示數據量比較少,普遍采用低速串口,如I2C、SPI、UART。
I2C:
I2C總線是半雙工,兩線。
I2C總線的工作速度分為3種:
S(標準模式):100Kbps,即 100/8 = 12.5KB/s
F(快速模式):400Kbps,即400/8 = 50KB/s
HS(高速模式):3.4Mbps,即3.4M/8 = 435KB/s
超高速模式:5Mbit/s,即5M/8 = 525KB/s
SPI:
SPI總線是全雙工,三線或四線制。
SPI沒有官方化,速率不統一,根據器件不同傳輸速率不一,有幾M,十幾M的,也有幾十M的,比I2C速度快。
UART:
無限制,速度取決于波特率,常用9600bps(1.2KB/s)和115200bps(14.4KB/s)。
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高分辨率屏,幾乎都是高速串口的接口。主要是LVDS、MIPI-DSI和EDP接口。手機上都是MIPI接口的屏,車載和數碼產品上有大量的LVDS接口的屏。
RGB一般是指RGB色彩模型(RGB color model),是工業界的一種顏色標準。通過對三個顏色通道的變化以及它們相互之間的疊加來得到各式各樣的顏色。
a. Parallel RGB
分辨率:1920 * 1080
時鐘頻率:1920*1080*60*1.2 = 149MHz
b. Serial RGB
分辨率:800 * 480
時鐘頻率:800*3*480*60*1.2 = 83MHz
特點:
1、RGB接口占用的資源較多,所以這個接口的LCD刷新率非常快,軟件控制也比較簡單;
2、RGB接口的顯示數據不需要寫入內存進行處理,可以直接寫入LCD進行顯示,所以響應速度和刷新速度都比MCU接口快很多;
3、缺點是控制需要增加電路,軟件初始化需要增加程序,占用資源較多;
4、時鐘頻率要設置合適。太快,LCD反應不過來,顯示不了,太慢也不合適,這個范圍可以根據你的刷新率需求和LCD的規格書(一般會有一個最少響應周期)來確定。
LVDS(Low Voltage Differential Signal)即低電壓差分信號。1994年由美國國家半導體(NS)公司為克服以TTL電平方式傳輸寬帶高碼率數據時功耗大、電磁干擾大等缺點而研制的一種數字視頻信號傳輸方式。它是一種電平標準,廣泛應用于液晶屏接口。
其中發送端是一個3.5mA的電流源,產生的3.5mA的電流通過差分線中的一路到接收端。由于接收端對于直流表現為高阻,電流通過接收端的100Ω的匹配電阻產生350mV的電壓,同時電流經過差分線的另一路流回發送端。當發送端進行狀態變化時,通過改變流經100Ω電阻的電流方向產生有效的'0'和'1' 態。

特點:
4、LVDS接口只用于傳輸視頻數據;
5、LVDS接口主要將RGB TTL非平衡傳輸信號轉換成LVDS平衡傳輸信號進行傳輸。
6、LVDS不支持熱插拔。
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) 是2003年由ARM, Nokia, ST ,TI等公司成立的一個聯盟,目的是把手機內部的接口如攝像頭、顯示屏接口、射頻/基帶接口等標準化,從而減少手機設計的復雜程度和增加設計靈活性。

MIPI聯盟下面有不同的WorkGroup,分別定義了一系列的手機內部接口標準,比如
攝像頭接口CSI(Camera Serial Interface)
顯示接口DSI(Display Serial Interface)
射頻接口DigRF
麥克風 /喇叭接口SLIMbus
接口示意圖

特點:
1、MIPI不僅能夠傳輸視頻數據,還能傳輸控制指令;
2、MIPI DSI接口是按照特定的握手順序和指令規則傳輸屏幕控制所需的視頻數據和控制數據;
3、MIPI接口的模組,相較于并口具有速度快,傳輸數據量大,功耗低,抗干擾好。并且專門為移動設備進行的優化,因而更適合手機和智能平板的連接。
全稱為Embedded DisplayPort,用于筆記本、平板電腦的一種數字接口。是視訊電子標準協會(VESA)針對行動裝置應用。

特點:
1、eDP協議是針對DP應用在嵌入式方向架構和協議的拓展,所以eDP協議完全兼容DP協議;
2、eDP接口屬內部接口,可以用做芯片與芯片之間的傳輸,也可用顯示屏與驅動板之間的傳輸;
3、由于該類接口能夠實現多數據高速同時傳輸,且電磁干擾小,目前正在逐漸取代傳統的低電壓差動訊號(LVDS)接口。
除了上面介紹的,還有一種大家很少聽過的VB1接口,具有高帶寬、抗干擾能力和簡化布線的特點,使其成為大尺寸LCD的理想選擇(主要在27~65寸)。


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