هناك العديد من أنواع الواجهات لشاشات العرض التي تعمل باللمس، والتصنيف جيد جدًا.يعتمد ذلك بشكل أساسي على وضع القيادة ووضع التحكم في شاشات TFT LCD.في الوقت الحاضر، هناك بشكل عام العديد من أوضاع الاتصال لشاشات LCD الملونة على الهواتف المحمولة: واجهة MCU (مكتوبة أيضًا كواجهة MPU)، واجهة RGB، واجهة SPI، واجهة VSYNC، واجهة MIPI، واجهة MDDI، واجهة DSI، إلخ. من بينها، فقط وحدة TFT لديها واجهة RGB.
يتم استخدام واجهة MCU وواجهة RGB على نطاق واسع.
واجهة مكو
لأنه يستخدم بشكل رئيسي في مجال الحواسيب الصغيرة ذات الشريحة الواحدة، فقد تم تسميته.وفي وقت لاحق، تم استخدامه على نطاق واسع في الهواتف المحمولة المنخفضة الجودة، وميزته الرئيسية هي أنه رخيص.المصطلح القياسي لواجهة MCU-LCD هو معيار الناقل 8080 الذي اقترحته شركة Intel، لذلك يتم استخدام I80 للإشارة إلى شاشة MCU-LCD في العديد من المستندات.
8080 هو نوع من الواجهة المتوازية، المعروف أيضًا باسم واجهة ناقل البيانات DBI (واجهة ناقل البيانات)، وواجهة MPU للمعالج الدقيق، وواجهة MCU، وواجهة وحدة المعالجة المركزية، وهي في الواقع نفس الشيء.
تم تصميم واجهة 8080 بواسطة Intel وهي عبارة عن بروتوكول اتصال متوازي وغير متزامن وثنائي الاتجاه.يتم استخدامه للتوسيع الخارجي لذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وذاكرة القراءة فقط (ROM)، ويتم تطبيقه لاحقًا على واجهة LCD.
هناك 8 بت، 9 بت، 16 بت، 18 بت، و 24 بت لنقل بت البيانات.وهذا يعني عرض البت لحافلة البيانات.
شائعة الاستخدام هي 8 بت، 16 بت، و24 بت.
الميزة هي: التحكم بسيط ومريح، بدون إشارة الساعة والتزامن.
العيب هو: استهلاك GRAM، لذلك من الصعب الحصول على شاشة كبيرة (أعلى من 3.8).
بالنسبة لـ LCM مع واجهة MCU، فإن رقاقتها الداخلية تسمى برنامج تشغيل LCD.وتتمثل الوظيفة الرئيسية في تحويل البيانات/الأوامر التي يرسلها الكمبيوتر المضيف إلى بيانات RGB لكل بكسل وعرضها على الشاشة.لا تتطلب هذه العملية ساعات نقطية أو خطية أو إطارية.
LCM: (وحدة LCD) هي وحدة عرض LCD ووحدة الكريستال السائل، والتي تشير إلى تجميع أجهزة عرض الكريستال السائل، والموصلات، والدوائر الطرفية مثل التحكم والقيادة، ولوحات دوائر PCB، والإضاءة الخلفية، والأجزاء الهيكلية، وما إلى ذلك.
GRAM: ذاكرة الوصول العشوائي للرسومات، أي مسجل الصور، تقوم بتخزين معلومات الصورة التي سيتم عرضها في الشريحة ILI9325 التي تشغل شاشة TFT-LCD.
بالإضافة إلى خط البيانات (هنا بيانات 16 بت كمثال)، والأخرى هي تحديد الشريحة، والقراءة، والكتابة، والبيانات/الأمر بأربعة دبابيس.
في الواقع، بالإضافة إلى هذه الأطراف، يوجد بالفعل دبوس إعادة تعيين RST، والذي عادةً ما تتم إعادة ضبطه برقم ثابت 010.
مخطط مثال الواجهة كما يلي:
لا يجوز استخدام الإشارات المذكورة أعلاه جميعًا في تطبيقات دوائر محددة.على سبيل المثال، في بعض تطبيقات الدوائر، من أجل حفظ منافذ الإدخال والإخراج، من الممكن أيضًا توصيل إشارات تحديد الشريحة وإعادة ضبطها مباشرة إلى مستوى ثابت، وليس معالجة إشارة القراءة RDX.
تجدر الإشارة إلى النقطة المذكورة أعلاه: لا يتم نقل بيانات البيانات فحسب، بل يتم أيضًا نقل الأوامر إلى شاشة LCD.للوهلة الأولى، يبدو أنه يحتاج فقط إلى نقل بيانات لون البكسل إلى الشاشة، وغالبًا ما يتجاهل المبتدئون غير المهرة متطلبات نقل الأوامر.
نظرًا لأن ما يسمى بالاتصال بشاشة LCD يتواصل فعليًا مع شريحة التحكم في برنامج تشغيل شاشة LCD، وغالبًا ما تحتوي الرقائق الرقمية على سجلات تكوين مختلفة (ما لم تكن الشريحة ذات وظائف بسيطة جدًا مثل سلسلة 74 و555 وما إلى ذلك)، فهناك أيضا شريحة الاتجاه.تحتاج إلى إرسال أوامر التكوين.
هناك شيء آخر يجب ملاحظته: تحتاج شرائح برنامج تشغيل LCD التي تستخدم واجهة متوازية 8080 إلى GRAM (ذاكرة الوصول العشوائي للرسومات)، والتي يمكنها تخزين بيانات شاشة واحدة على الأقل.وهذا هو السبب في أن وحدات الشاشة التي تستخدم هذه الواجهة تكون بشكل عام أكثر تكلفة من تلك التي تستخدم واجهات RGB، ولا تزال تكلفة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) مرتفعة.
بشكل عام: تنقل واجهة 8080 أوامر التحكم والبيانات من خلال الناقل المتوازي، وتقوم بتحديث الشاشة عن طريق تحديث البيانات إلى GRAM الذي يأتي مع وحدة الكريستال السائل LCM.
شاشات TFT LCD واجهة RGB
واجهة RGB لشاشات TFT LCD، والمعروفة أيضًا بواجهة DPI (واجهة بكسل العرض)، هي أيضًا واجهة متوازية، تستخدم خطوط المزامنة والساعة والإشارة العادية لنقل البيانات، ويجب استخدامها مع الناقل التسلسلي SPI أو IIC للإرسال أوامر التحكم.
إلى حد ما، يتمثل الاختلاف الأكبر بينها وبين واجهة 8080 في أن خط البيانات وخط التحكم لواجهة RGB لشاشات TFT LCD منفصلان، بينما تكون واجهة 8080 متعددة الإرسال.
هناك اختلاف آخر وهو أنه نظرًا لأن واجهة العرض التفاعلية RGB تنقل باستمرار بيانات البكسل للشاشة بأكملها، فيمكنها تحديث بيانات العرض نفسها، لذلك لم تعد هناك حاجة إلى GRAM، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة LCM.بالنسبة لوحدات شاشة LCD التفاعلية بنفس الحجم والدقة، فإن واجهة RGB لعرض شاشة اللمس الخاصة بالشركة المصنعة العامة أرخص بكثير من واجهة 8080.
السبب وراء عدم حاجة وضع RGB لعرض شاشة اللمس إلى دعم GRAM هو أن ذاكرة الفيديو RGB-LCD تعمل بواسطة ذاكرة النظام، لذا فإن حجمها يقتصر فقط على حجم ذاكرة النظام، بحيث يكون RGB- يمكن تصنيع شاشات LCD بحجم أكبر، كما هو الحال الآن، لا يمكن اعتبار شاشة 4.3 بوصة إلا للمبتدئين، في حين بدأ استخدام الشاشات مقاس 7 بوصة و10 بوصة في أجهزة MID على نطاق واسع.
ومع ذلك، في بداية تصميم MCU-LCD، من الضروري فقط مراعاة أن ذاكرة الكمبيوتر الصغير أحادي الشريحة صغيرة، لذا فإن الذاكرة مدمجة في وحدة LCD.ثم يقوم البرنامج بتحديث ذاكرة الفيديو من خلال أوامر عرض خاصة، لذلك لا يمكن في كثير من الأحيان جعل شاشة MCU التي تعمل باللمس كبيرة جدًا.وفي الوقت نفسه، تكون سرعة تحديث الشاشة أبطأ من سرعة RGB-LCD.هناك أيضًا اختلافات في أوضاع نقل بيانات العرض.
شاشة عرض RGB التي تعمل باللمس تحتاج فقط إلى ذاكرة فيديو لتنظيم البيانات.بعد بدء العرض، سيقوم LCD-DMA تلقائيًا بإرسال البيانات الموجودة في ذاكرة الفيديو إلى LCM من خلال واجهة RGB.لكن شاشة MCU تحتاج إلى إرسال أمر الرسم لتعديل ذاكرة الوصول العشوائي داخل MCU (أي لا يمكن كتابة ذاكرة الوصول العشوائي لشاشة MCU مباشرة).
من الواضح أن سرعة عرض شاشة اللمس RGB أسرع من سرعة MCU، ومن حيث تشغيل الفيديو، فإن MCU-LCD أبطأ أيضًا.
بالنسبة لـ LCM لواجهة RGB التي تعرض شاشة اللمس، فإن إخراج المضيف هو بيانات RGB لكل بكسل مباشرة، بدون تحويل (باستثناء تصحيح GAMMA، وما إلى ذلك).بالنسبة لهذه الواجهة، يلزم وجود وحدة تحكم LCD في المضيف لإنشاء بيانات RGB وإشارات مزامنة النقطة والخط والإطار.
تستخدم معظم الشاشات الكبيرة وضع RGB، وينقسم نقل بتات البيانات أيضًا إلى 16 بت و18 بت و24 بت.
تتضمن الاتصالات عمومًا: VSYNC، وHSYNC، وDOTCLK، وCS، وRESET، وبعضها يحتاج أيضًا إلى RS، والباقي عبارة عن خطوط بيانات.
إن تقنية الواجهة الخاصة بشاشة LCD التفاعلية هي في الأساس إشارة TTL من منظور المستوى.
تكون واجهة الأجهزة الخاصة بوحدة تحكم LCD للشاشة التفاعلية على مستوى TTL، وتكون واجهة الأجهزة الخاصة بشاشة LCD التفاعلية أيضًا على مستوى TTL.لذلك من الممكن أن يكون الاثنان متصلين بشكل مباشر، ويتم توصيل الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية ولوحات التطوير بشكل مباشر بهذه الطريقة (عادةً ما تكون متصلة بكابلات مرنة).
العيب في مستوى TTL هو أنه لا يمكن نقله بعيدًا.إذا كانت شاشة LCD بعيدة جدًا عن وحدة التحكم باللوحة الأم (متر واحد أو أكثر)، فلا يمكن توصيلها مباشرة بـ TTL، ويلزم التحويل.
هناك نوعان رئيسيان من الواجهات لشاشات TFT LCD الملونة:
1. واجهة TTL (واجهة ألوان RGB)
2. واجهة LVDS (حزمة ألوان RGB في نقل الإشارات التفاضلية).
تُستخدم واجهة TTL للشاشة البلورية السائلة بشكل أساسي لشاشات TFT صغيرة الحجم أقل من 12.1 بوصة، مع العديد من خطوط الواجهة ومسافة نقل قصيرة؛
تُستخدم واجهة LVDS لشاشة الكريستال السائل بشكل أساسي لشاشات TFT كبيرة الحجم التي يزيد حجمها عن 8 بوصات.تحتوي الواجهة على مسافة نقل طويلة وعدد صغير من الخطوط.
الشاشة الكبيرة تعتمد المزيد من أوضاع LVDS، ودبابيس التحكم هي VSYNC، HSYNC، VDEN، VCLK.يدعم S3C2440 ما يصل إلى 24 طرف بيانات، ومنافذ البيانات هي VD[23-0].
بيانات الصورة المرسلة بواسطة وحدة المعالجة المركزية أو بطاقة الرسومات هي إشارة TTL (0-5 فولت، 0-3.3 فولت، 0-2.5 فولت، أو 0-1.8 فولت)، وتستقبل شاشة LCD نفسها إشارة TTL، لأن إشارة TTL تكون تنتقل بسرعة عالية ومسافات طويلة، وأداء الوقت ليس جيدًا، والقدرة على مقاومة التداخل ضعيفة نسبيًا.لاحقًا، تم اقتراح مجموعة متنوعة من أوضاع النقل، مثل LVDS، وTDMS، وGVIF، وP&D، وDVI، وDFP.في الواقع، يقومون فقط بتشفير إشارة TTL المرسلة من وحدة المعالجة المركزية أو بطاقة الرسومات إلى إشارات مختلفة للإرسال، وفك تشفير الإشارة المستلمة على جانب شاشة LCD للحصول على إشارة TTL.
ولكن بغض النظر عن وضع الإرسال الذي يتم اعتماده، فإن إشارة TTL الأساسية هي نفسها.
واجهة سبي
نظرًا لأن SPI عبارة عن إرسال تسلسلي، فإن عرض النطاق الترددي للإرسال محدود، ولا يمكن استخدامه إلا للشاشات الصغيرة، بشكل عام للشاشات التي يقل حجمها عن 2 بوصة، عند استخدامها كواجهة لشاشة LCD.وبسبب اتصالاته القليلة، فإن التحكم في البرنامج أكثر تعقيدًا.غير مجدية لذلك.
واجهة MIPI
MIPI (واجهة معالج صناعة الهاتف المحمول) هو تحالف تم إنشاؤه بواسطة ARM وNokia وST وTI وشركات أخرى في عام 2003. يتميز بالتعقيد وزيادة مرونة التصميم.توجد مجموعات عمل مختلفة ضمن تحالف MIPI، والتي تحدد سلسلة من معايير الواجهة الداخلية للهاتف المحمول، مثل واجهة الكاميرا CSI، وواجهة العرض DSI، وواجهة تردد الراديو DigRF، وواجهة الميكروفون/مكبر الصوت SLIMbus، وما إلى ذلك. ميزة معيار الواجهة الموحدة هو أن مصنعي الهواتف المحمولة يمكنهم اختيار شرائح ووحدات مختلفة من السوق بمرونة وفقًا لاحتياجاتهم، مما يجعل تغيير التصميمات والوظائف أسرع وأكثر ملاءمة.
يجب أن يكون الاسم الكامل لواجهة MIPI المستخدمة لشاشة LCD هو واجهة MIPI-DSI، وتطلق عليها بعض المستندات ببساطة واجهة DSI (واجهة العرض التسلسلية).
تدعم الأجهزة الطرفية المتوافقة مع DSI وضعي تشغيل أساسيين، أحدهما هو وضع الأوامر والآخر هو وضع الفيديو.
يمكن أن نرى من هذا أن واجهة MIPI-DSI تتمتع أيضًا بقدرات اتصال الأوامر والبيانات في نفس الوقت، ولا تحتاج إلى واجهات مثل SPI للمساعدة في نقل أوامر التحكم.
واجهة مدي
يمكن للواجهة MDDI (الواجهة الرقمية لعرض الهاتف المحمول) التي اقترحتها شركة Qualcomm في عام 2004 تحسين موثوقية الهواتف المحمولة وتقليل استهلاك الطاقة عن طريق تقليل الاتصالات.بالاعتماد على حصة كوالكوم في السوق في مجال رقائق الهاتف المحمول، فهي في الواقع علاقة تنافسية مع واجهة MIPI المذكورة أعلاه.
تعتمد واجهة MDDI على تقنية النقل التفاضلي LVDS وتدعم معدل نقل أقصى يبلغ 3.2 جيجابت في الثانية.يمكن تقليل خطوط الإشارة إلى 6، وهو أمر لا يزال مفيدًا للغاية.
يمكن ملاحظة أن واجهة MDDI لا تزال بحاجة إلى استخدام SPI أو IIC لنقل أوامر التحكم، وهي تنقل البيانات نفسها فقط.
وقت النشر: 01 سبتمبر 2023