TFT-LCD系统时序控制模块的设计

文章摘要： LCD分辨率选择：在实际的显示系统中，TFT-LCD有不同的尺寸与分辨率，一般中、小尺寸的TFT-LCD的分辨率有480*234(2.5"、3.5")、960*234(3.6"、5"、6.4")、1200*234(6.5")、1440*234(6.2"、7")、1920*234(9")等。对于不同分辨率的LCD，所需要的某些控制信号会有不同。 外部/PLL时钟模式选择：工作时钟源的提供有两种方式：锁相环电路(PLL)模式和外部时钟模式。在PLL工作模式中，VCO电路产生振荡，通过锁相环电路

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     LCD分辨率选择：在实际的显示系统中，TFT-LCD有不同的尺寸与分辨率，一般中、小尺寸的TFT-LCD的分辨率有480*234(2.5"、3.5")、
960*234(3.6"、5"、6.4")、1200*234(6.5")、1440*234(6.2"、7")、1920*234(9")等。对于不同分辨率的LCD，所需要的某些控制信号会有不同。
    外部/PLL时钟模式选择：工作时钟源的提供有两种方式：锁相环电路(PLL)模式和外部时钟模式。在PLL工作模式中，VCO电路产生振荡，通过锁相环电路调相后给TCON提供稳定的工作时钟；在外部工作模式中，工作时钟由外部提供。
    分离/复合模式选择：输入同步信号可分为复合同步信号和分离同步信号，这两种同步信号的同步脉冲标志位不相同。
    NTSC/PAL制式选择：NTSC和PAL制式的每帧行数和同步脉冲的标志位完全不同，因此在处理输入信号及产生控制信号以前应做出判断选择。高分辨率下的显示模式选择：高分辨率下有Full Mode、Normal Center Mode、Normal Wide Mode、Normal Left Mode、Normal Right Mode、Zooml Mode、Zoom2 Mode及Zoom3 Mode 8种不同的显示模式，不同显示模式下，其显示区域、输出控制信号脉宽会有所不同。

3.2 Gate Driver及Source Driver阵列控制
    TFT-LCD面板等效电路如图2所示，其中每一个TFT和电容代表一个显示的点，而一个基本的显示单元pixel，则需要三个这样显示的点，分别来代表RGB三原色。以一个480*234分辨率的TFT-LCD来说，共需要480*234*3个这样的点组合而成。整个面板的大致结构如图2。
 
图2 液晶面板等效电路
    TFT-LCD工作时，首先按一定顺序将每一行Gate Driver打开，然后整排的Source Driver同时将一整行的显示电极充电到各自所需的电压，显示不同的灰阶。当这一行充好电时，Gate Driver便将电压关闭，然后下一行的Gate Driver便将电压打开，再由相同的一排Source Driver对下一行显示电极进行充放电。如此依序下去，当充好了最后一行显示电极，便又回过来从头从第一行再开始充电。
    为了使上述过程正常进行，TCON模块就要产生正确的时序信号，控制Gate Driver及Source Driver在合适的时间打开与关闭，使TFT-LCD正
常工作。控制信号如图3所示。
 
图3 Driver控制信号
    如图3(a)所示，在TCON输出信号控制下，每一行的Gate Driver会依次打开，与此同时，如图3(b)所示，Source Driver的使能信号会对RGB数据进行采样，以确定需要达到的电压，最后对显示电极充电显示出图像。需要注意的是，Gate Driver使能信号脉冲持续的时间要足够长，能让SourceDriver使显示电极达到合适的电压。并且在实际的应用中，并非所有的数据信号都有效，而是有确定的行、场开始位置与显示区域，因此还要对GateDriver与Source Driver的开始进行控制，以确保只显示有效数据。

3.3 其它组件控制
    为了使整个TFT-LCD系统正常工作，除了要控制Driver以外，还需要控制一些其它组件，与Driver相配合，才可以正常显示。如解码器、TFT-LCD的Common电压、RGB数据输出顺序反转、PLL时钟模式时对锁相环电路的控制等。解码器：对于解码器，TCON要控制其工作时
机，使其解码输出工作时序与Gate Driver的工作时序相匹配。
    TFT-LCD的Common电压：在TFT－LCD设计中，为了降低Source Driver的最大工作电压及电路设计的复杂度与成本，并且由于液晶分子不能长时间固定在同一电压下的特性，所以TFT－LCD工作时，Common电压需要在TCON输出信号的控制下不停地做极性转换。

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