概述
英创公司主流的嵌入式工控主板均支持LCD显示接口,最高分辨率可达1024*768,主要以数字RGB信号与LVDS信号为主,在高端系统中,还可以支持HDMI显示接口。英创在售的主流工控主板中,下列型号均可支持LCD显示:EM928x、ESM928x、ES9281、ESM6800、EM335x、ESM335x、ESM6802。其中ESM335x与ESM6802系统直接支持LVDS显示接口;ESM6802支持HDMI显示接口。下表可以更加清淅地说明系统对显示的支持:
主板型号 | RGB接口 | LVDS接口 | HDMI接口 |
ESM6802 | √ | √ | √ |
ESM6800 | √ | ||
ESM335x | √ | √ | |
ESM928x | √ | ||
ES9281 | √ | ||
EM335x | √ | √ | |
EM928x | √ |
特别说明一下,ESM6802支持LVDS+HDMI双显示接口,HDMI显示接口可以支持1080高清显示。
无论是RGB数据接口的LCD屏,还是LVDS接口的LCD屏,不同厂家并没有统一的接口标准。因此需要针对具体型号的LCD显示屏,设计相应的信号转接板或连接线。英创公司针对常用尺寸的一部份LCD屏设计了专用的信号线转接板或连接线,方便客户选型及评估,从英创公司购买LCD,可以直接连接到英创工控主板上进行评估使用。下表是英创公司连接测试过的LCD选型说明:
型号 | 尺寸 | 分辨率 | 亮度d/m2 | 工作温度 | 接口 | 转接板 |
TM035KDH03 | 3.5”标屏 | 320 x 240 | 300 | -20℃ ~ 60℃ | RGB | ETA933 |
AT043TN24 | 4.3”宽屏 | 480 x 272 | 400 | -20℃ ~ 70℃ | RGB | ETA932 |
AT056TN53 | 5.6”标屏 | 640 x 480 | 350 | -20℃ ~ 70℃ | RGB | ETA931 |
AT070TN83 | 7.0”宽屏 | 800 x 480 | 300 | -20℃ ~ 70℃ | RGB | ETA920 |
HSD100PXTN | 10.0”标屏 | 1024 x 768 | 220 | -20℃ ~ 60℃ | LVDS | LVDS线 |
TM101DDHG | 10.1”宽屏 | 1024 x 600 | 420 | -20℃ ~ 70℃ | LVDS | LVDS线 |
G121XN01 | 12.1”标屏 | 1024 x 768 | 500 | -30℃ ~ 80℃ | LVDS | LVDS线 |
由于需求不同,客户也可能需要自行选择LCD显示屏的型号,则可以根据上面的RGB信号接口与LVDS接口所示的信号,来连接LCD显示屏。在这里,可分为RGB数字显示屏连接与LVDS显示屏连接,下面以ESMARC EVB评估底板为例,简单描述一下连接LCD屏的方法。
RGB数据接口LCD连接
EM系列工控主板的LCD-RGB接口在主板上,ESMARC系列的LCD-RGB信号均通过插件,引出到评估底板ESMARC EVB上,无论是那种型式,均采用的FPC0.5-40扁平线座,引脚信号定义一致,如下表所示:
PIN# | 信号名称 | 方向 | 信号简要描述 |
1 | GND | P | 公共地 |
2 | LCD_DCLK | O | 串行像素时钟输出(Stream Pixel Clock) |
3 | LCD_HSYNC# | O | 行同步脉冲,低有效 |
4 | LCD_VSYNC# | O | 场同步脉冲(或帧同步脉冲),低有效 |
5 | GND | P | 公共地 |
6-11 | R0 – R5 | O | 6-bit红色分量输出信号,R0为LSB,R5为MSB |
12 | GND | P | 公共地 |
13-18 | G0 – G5 | O | 6-bit绿色分量输出信号,G0为LSB,G5为MSB |
19 | GND | P | 公共地 |
20-25 | B0 – B5 | O | 6-bit蓝色分量输出信号,B0为LSB,B5为MSB |
26 | GND | P | 公共地 |
27 | LCD_DE | O | 显示使能控制信号 |
28-29 | +3.3V | P | 3.3V电源输出,最大输出电流<200mA |
30 | LCD_BL# | O | 背光控制信号,低电平有效,可PWM调节背光亮度 |
31 | NC | 空引脚 | |
32 | NC | 空引脚 | |
33-34 | +5.0V | P | 5V电源输出,最大输出电流<200mA |
35 | NC | 空引脚 | |
36 | X- / INT# | I/O | 4线电阻触摸屏X方向差分输入- / 电容触摸屏中断信号 |
37 | X+ / RST# | I/O | 4线电阻触摸屏X方向差分输入+ / 电容触摸屏复位信号 |
38 | Y- / I2C_SCL | I/O | 4线电阻触摸屏Y方向差分输入- / 电容触摸接口芯片I2C信号 |
39 | Y+ / I2C_SDA | I/O | 4线电阻触摸屏Y方向差分输入+ / 电容触摸接口芯片I2C信号 |
40 | GND | P | 公共地 |
对于RGB数字接口的TFT-LCD的连接,需要设计一张电路板,将LCD端的显示屏信号,与英创公司的RGB数字显示接口信号一一对应连接起来。RGB数字接口的LCD屏,一般都会采用LED背光源,所以需要给LCD提供两组电源:DC3.3V,给LCD驱动电路提供工作电源;DC5.0V,给LCD的LED背光提供电源。部份LCD需要多组工作电源,或者背光需要采用专用LED驱动器,需要参考相应LCD的数据手册来设计相应的驱动电路。
下面以英创公司所使用的4.3“LCD屏AT043TN24为例,展示信号转接、背光驱动转接板(ETA932)、LCD的连接:
ETA932信号转接板电路图
ETA932 LCD信号转接板PCB
ESM6802通过ETA932信号转接板连接AT043TN24显示屏
LVDS接口LCD连接
在ESMARC EVB评估底板上,CN20是LVDS显示屏接口。通过ESMARC工控主板配置,可以使用LVDS显示屏接口,直接连接LVDS显示屏。LVDS插针信号定义如下:
信号名称及简要描述 | PIN# | PIN# | 信号名称及简要描述 |
VCC,电源输出,5V/3.3V可选 | 1 | 2 | VCC,电源输出,5V/3.3V可选 |
U/D,LCD垂直扫描方向控制 | 3 | 4 | R/L,LCD左右扫描方向控制 |
LVDS_OUT0- | 5 | 6 | LVDS_OUT0+ |
GND,公共地 | 7 | 8 | LVDS_OUT1- |
LVDS_OUT1+ | 9 | 10 | GND,公共地 |
LVDS_OUT2- | 11 | 12 | LVDS_OUT2+ |
GND,公共地 | 13 | 14 | LVDS_CLK- |
LVDS_CLK+ | 15 | 16 | GND,公共地 |
SEL6/8,18/24位显示选择 | 17 | 18 | NC |
LVDS_OUT3- | 19 | 20 | LVDS_OUT3+ |
GND,公共地 | 21 | 22 | GND,公共地 |
X+ ,4线电阻触摸屏信号 | 23 | 24 | X- ,4线电阻触摸屏信号 |
Y+ ,4线电阻触摸屏信号 | 25 | 26 | Y- ,4线电阻触摸屏信号 |
对于LVDS接口的显示屏,大多数情况下,会有一条LCD连接线配套LCD一起送到用户手中。这条连接线的一端是LCD接口专用连接件,而另外一端,是2.0mm间距的双排接线插座。所以连接LVDS接口的显示屏的主要工作,就是参考ESMARC EVB评估底上的LVDS接口信号定义的表格与LCD显示屏手册中关于LCD信号接口的定义,调整这条连接线双排插座这一端的线序,使LCD端的信号与ESMARC EVB上的LVDS信号接口一一对应连接起来。对于上表格中,U/D、R/L、SEL6/8这3个信号,在部份LCD中有,部份LCD中没有,所以对于没有这些信号的LCD屏,将这些信号引脚悬空即可。
如果LCD有SEL6/8配置信号线,则可以通过SEL6/8信号,设置LCD18bit或24bit显示模式:
● 当连接18-bit的LCD时,使用LVDS_DATA0、LVDS_DATA1、LVDS_DATA2(MSB)和LVDS_CLK。
● 当连接24-bit LCD时,使用LVDS_DATA3(LSB)、LVDS_DATA0、LVDS_DATA1、LVDS_DATA2(MSB)和LVDS_CLK。
对于大多数LVDS接口的LCD,其工作电源为DC3.3V,在ESMARC EVB评估底板上,设计为DC5V和DC3.3V可选,通过跳线器JP12,为LVDS显示接口提供电源选择(CN20.P1、CN20.P2脚)。引脚定义如下表:
引脚 | 信号 | 描述 |
1 | +3.3V电源 | 短接1-2脚,LVDS供电为+3.3V |
2 | 电源输出 | 连接到CN20(P1、P2)电源脚 |
3 | +5.0V电源 | 短接3-2脚,LVDS供电为+5.0V |
下图示意了JP12为LVDS供电的短接方法:
+3.3V供电 +5.0V供电
下图示意了通过ESMARC EVB的LVDS显示屏接口连接TM101DDHG显示屏:
ESM6802连接TM101DDHG LVDS显示屏
《ESMARC工控主板如何连接显示屏》是一篇关于ESMARC主板LCD接口更详细的技术说明文章。
LCD背光接口
现在市面上,大多LCD屏都采用了LED背光源。一般情况下,LVDS接口的LCD屏的背光电源,是与LCD屏的工作电源相互独立的,且电源电压也不同,常见的LCD屏的背光电源是DC12V和DC5V。为了方便一部份LCD屏背光电源连接,在ESMARC EVB评估底板上,设置了专用的LCD背光电源及控制信号接口CN21。背光电源及控制信号接口如下表所示:
引脚 | 信号 | 描述 |
1 | +5.0V | DC5V输出,可用于LCD背光电源 |
2 | GND | 公共地 |
3 | NC | 留空 |
4 | LCD_BH | TTL电平LCD背光控制信号,高有效 |
LCD_BH信号是LCD背光控制信号,可输出PWM信号,实现LCD背光的开/关、亮度调节。可以软件编写程序控制。
LCD电阻触摸屏接口
绝大多数的LVDS显示屏的触摸屏,都是额外配套了一张触摸板,所以触摸屏的信号线是没有和LVDS显示信号在一起的。为了方便连接这种情况下的LCD触摸屏,在ESMARC EVB评估底板上设置了专用的4线电阻触摸屏接口CN22,它的信号定义如下:
引脚 | 信号 | 描述 |
1 | X+ | 4线电阻触摸屏接口 |
2 | Y+ | |
3 | X- | |
4 | Y- |
信号中的X/Y信号地相对的,可以横向定义为X信号,纵向定义为Y信号,也可以横向定义为Y信号,纵向定义为X信号。4线电阻触摸屏信号是无源信号,所以直接用连接线将X/Y信号成对地连接到CN22的对应信号脚上,然后再从系统中对触摸屏进行校正一次,即可正常使用。
在WEC7系统中,LCD校正进入与校正界面:
1、进入控制面板后,点击“笔针”
2、在弹出的“笔针属性”界面上,选择“校准”页面,再点击“再校准”按钮
3、进入校准界面后,按LCD屏上的提示,点一下十字架的中心,校正完一个点后,会自动移动到下一个点。一共5个点。全部校正完以后,退出即可。
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