常見液晶驅(qū)動(dòng)控制芯片詳解

前言

因此各位朋友在選擇 LCD液晶模塊的時(shí)候，在考慮到串行，還是并行的方式時(shí)，可根據(jù)其驅(qū)動(dòng)控制 IC的型號(hào)來判別，當(dāng)然你還需要看你選擇的LCD模塊引腳定義是固定支持并行，還是可選擇并行或串行的方式。

一、字符型LCD驅(qū)動(dòng)控制IC

市場上通用的8×1、8×2、16×1、16X2、16X4、20X2、20X4、40X4等字符型LCD，基本上都采用的
KS0066 作為 LCD 的驅(qū)動(dòng)控制器。

二、圖形點(diǎn)陣型LCD驅(qū)動(dòng)控制IC

2.1、點(diǎn)陣數(shù)122X32—SED1520。

2.2、點(diǎn)陣數(shù)128×64。

（1）RA8816，支持串行或并行數(shù)據(jù)操作方式，內(nèi)置中文漢字字庫。

（2）KS0108/RA8808，只支持并行數(shù)據(jù)操作方式，也是最通用的12864點(diǎn)陣液晶的驅(qū)動(dòng)控制IC。

（3）ST7565，支持中行或并行數(shù)據(jù)操作方式。

（4）S6B0724，支持中行或并行數(shù)據(jù)操作方式。

（5）RA6963，支持并行數(shù)據(jù)操作方式。

2.3、其他點(diǎn)陣數(shù)如192×64、240×64、320X64、240X128 的一般都是采用RA6963驅(qū)動(dòng)控制芯片。

2.4、點(diǎn)陣數(shù)320X240，通用的采用

RA8835 內(nèi)置ASCII字庫，以及 RA8806驅(qū)動(dòng)IC內(nèi)置ASCII和中文等字庫。

這里列舉的只是一些常用的，當(dāng)然還有其他 LCD 驅(qū)動(dòng)控制IC，在寫LCD 驅(qū)動(dòng)時(shí)要清楚是哪個(gè)型號(hào)的IC，再到網(wǎng)上去尋找對應(yīng)的IC 數(shù)據(jù)手冊吧。后面我將慢慢補(bǔ)上其它一些常見的。

三、12864 液晶的奧秘

CD1601/1602和 LCD12864 都是通常使用的液晶，有人以為12864是一個(gè)統(tǒng)一的編號(hào)，主要是12864 的液晶驅(qū)動(dòng)都是一樣的，其實(shí) 12864只是表示液晶的點(diǎn)陣是128*64點(diǎn)陣，而實(shí)際的12864 有帶字庫的，也有不帶字庫的：有5V電壓的，也有3.3V工作電壓：歸根到底的區(qū)別在于驅(qū)動(dòng)控制芯片，常用的控制芯片有RA8816、KS0108/RA8808、RA6963等等。

以下而介紹比較常用的四種：

（1）RA8816類這種控制器帶中文字庫，為用戶免除了編制字庫的麻煩，該控制器的液晶還支持畫圖方式。該類液晶支持8080、6800 時(shí)序8位和4位并口以及SPI串口。

（2）KS0108/RA8808類這種控制器指令簡單，不帶字庫。支持6800時(shí)序8位并口。

（3）RA6963類這種控制器功能強(qiáng)大，帶ASCII字庫。有文本和圖形兩種顯示方式。有文本和圖形兩個(gè)圖層，并且支持兩個(gè)圖層的疊加顯示，支持8080、6800時(shí)序8位并口。

（4）COG類常見的控制器有S6B0724
和 ST7565，這兩個(gè)控制器指令兼容、支持6800時(shí)序、8080時(shí)序8位并口和串口。COG類液晶的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)輕便，成本低。

四、各種控制器的接口定義：

CS1 和 CS2 是K0108/RA8808類的標(biāo)志性引腳；

FS 是RA6963類液晶的標(biāo)志性引腳；

如果拿到的液晶接口有絲印的話，可以按照上表來判斷液晶的類型。

正是因?yàn)?2864的控制芯片有很多，則對應(yīng)的液晶驅(qū)動(dòng)方式大不相同，所以最好的辦法是你在購買液晶的時(shí)候向廠家的銷售人員咨詢清楚你所購買液晶的控制芯片，索要技術(shù)手冊。

五、TFT液晶屏常見驅(qū)動(dòng)控制芯片

TFT（薄膜晶體管）液晶屏的驅(qū)動(dòng)控制芯片負(fù)責(zé)將輸入的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為屏幕上的像素顯示。這些芯片（如瑞佑科技的RA8875、RA8889，YAMAHA的YGV642，adStar的D16MF512，ST的STM32F767）在顯示系統(tǒng)中扮演著核心角色，其主要功能是控制液晶屏的刷新、驅(qū)動(dòng)像素點(diǎn)以及管理顯示內(nèi)容。以下是TFT液晶屏驅(qū)動(dòng)控制芯片的工作原理和功能的詳細(xì)解釋。

5.1. TFT液晶屏的基本結(jié)構(gòu)

• 像素 ：TFT屏幕由許多像素組成，每個(gè)像素包含一個(gè)薄膜晶體管（TFT）和一個(gè)液晶單元。每個(gè)像素通常分為紅、綠、藍(lán)（RGB）三個(gè)子像素。
• 行列矩陣 ：這些像素排列成一個(gè)行列矩陣，由驅(qū)動(dòng)芯片逐行、逐列控制顯示內(nèi)容。

5.2. 驅(qū)動(dòng)控制芯片的功能

? TFT液晶屏驅(qū)動(dòng)控制芯片通常包含多個(gè)部分：時(shí)序控制器（TCON）、行驅(qū)動(dòng)電路、列驅(qū)動(dòng)電路、背光驅(qū)動(dòng)控制等。

(1) 時(shí)序控制器 (TCON)：

TCON 是TFT 液晶屏驅(qū)動(dòng)的核心組件，它負(fù)責(zé)管理顯示屏的時(shí)序信號(hào)。

• 它接收來自主控芯片（如 MCU 或 GPU）的
  RGB 數(shù)據(jù)和控制信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為適合液晶屏的信號(hào)格式（如行、列的同步信號(hào)）。
• 生成時(shí)鐘信號(hào)，以協(xié)調(diào)列驅(qū)動(dòng)和行驅(qū)動(dòng)電路的工作，使得每個(gè)像素在正確的時(shí)間點(diǎn)被更新。

(2) 行驅(qū)動(dòng)電路 (Gate Driver)：

• 行驅(qū)動(dòng)電路用于控制行掃描，逐行選擇 TFT 開關(guān)。它按順序向每一行發(fā)送掃描信號(hào)，打開該行的所有 TFT 開關(guān)。
• 每當(dāng)一個(gè)掃描信號(hào)激活一行時(shí)，該行的 TFT 開關(guān)就導(dǎo)通，這樣就可以在這行所有列中寫入顏色數(shù)據(jù)。

(3) 列驅(qū)動(dòng)電路 (Source Driver)：

• 列驅(qū)動(dòng)電路負(fù)責(zé)控制每一列的電壓，并將像素的顏色數(shù)據(jù)（通常為 RGB 信號(hào)）逐列輸入到屏幕中。
• 它將時(shí)序控制器傳送過來的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并應(yīng)用到相應(yīng)的列上，以形成正確的顏色顯示。
• 不同的電壓信號(hào)控制液晶分子的旋轉(zhuǎn)角度，從而調(diào)節(jié)每個(gè)像素的亮度和顏色。

(4) 背光驅(qū)動(dòng)控制：

• 背光驅(qū)動(dòng)通常不是直接集成在TFT驅(qū)動(dòng)芯片中，但也是顯示系統(tǒng)的重要組成部分。它控制屏幕后面的LED背光亮度，以確保屏幕有足夠的亮度和對比度。
• 驅(qū)動(dòng)芯片可以通過 PWM 信號(hào)控制背光的亮度，從而實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)或節(jié)能模式。

5.3. 顯示原理

• 當(dāng)TFT液晶屏接收到驅(qū)動(dòng)芯片的信號(hào)后，每一個(gè)像素點(diǎn)上的液晶分子會(huì)在電場作用下旋轉(zhuǎn)，從而改變通過液晶層的光的偏振方向。
• 光源（LED 背光）通過液晶層時(shí)，會(huì)根據(jù)液晶分子的排列和濾光片的顏色，使每個(gè)像素點(diǎn)顯示出不同的顏色。
• 驅(qū)動(dòng)芯片按照行掃描的方式逐行更新像素?cái)?shù)據(jù)，刷新整個(gè)屏幕的圖像內(nèi)容。

5.4. 驅(qū)動(dòng)接口類型

驅(qū)動(dòng)芯片通常支持多種接口類型，用于連接主控芯片（如MCU、GPU）：

• 并行接口（RGB/8080/6800） ：用于高數(shù)據(jù)傳輸速率的應(yīng)用，通常傳輸
  RGB 信號(hào)。
• 串行接口（SPI/I2C） ：傳輸速率較低，但所需引腳較少，適合小尺寸屏幕和簡單應(yīng)用。
• LVDS 或 MIPI DSI ：用于高分辨率和高速率的顯示場景，如手機(jī)或高清顯示器。

5.5. 常見TFT驅(qū)動(dòng)控制芯片示例

常見的 TFT 驅(qū)動(dòng)芯片有RA8875 、RA8889、 STM32F767、YGV642、D16MF512等。這些芯片都有內(nèi)置的時(shí)序控制器、行列驅(qū)動(dòng)電路，支持多種接口和顯示模式，并有豐富的控制寄存器來調(diào)節(jié)顯示效果（如亮度、對比度、顏色深度等）。

• 列舉幾款驅(qū)動(dòng)控制芯片的一些特性：

（1）
RA8875：最大可支持800*480 分辨率的屏，可支持的色深256/65K色，功能強(qiáng)大，網(wǎng)上資料齊全，開發(fā)起來容易。該芯片是早期的TFT LCD的優(yōu)選。

（2）
YGV642、D16MF512：最大可支持800*600分辨率的LCD，支持18bpp/24bpp，但這兩款芯片在網(wǎng)上的資料比較少，開發(fā)起來不方便，找不到技術(shù)支持。

（3）
STM32F767：ST公司推出的一個(gè)帶液晶驅(qū)動(dòng)控制的強(qiáng)大MCU，支持最大為1024*768，支持24bpp，開發(fā)難度大，液晶顯示部分完全由用戶通過代碼實(shí)現(xiàn)。

（4）
RA8889：瑞佑公司推出的升級(jí)版RA8875，支持8bpp/16bpp/18bpp/24bpp，支持的最大分辨率為：1366*2048，內(nèi)置顯存16Mbyte，功能比較強(qiáng)大，網(wǎng)上資料齊全，并且在大陸有專門的技術(shù)人員支持。

5.6.總結(jié)

TFT液晶屏的驅(qū)動(dòng)控制芯片通過控制行列掃描、管理像素點(diǎn)電壓和調(diào)節(jié)顯示時(shí)序，實(shí)現(xiàn)對屏幕的全面控制和內(nèi)容顯示。它們是 TFT 屏幕工作過程中不可或缺的核心部件。具體芯片的應(yīng)用和配置需要根據(jù)屏幕的分辨率、接口類型和應(yīng)用需求來設(shè)計(jì)和調(diào)整。

審核編輯 黃宇