图形LCD在嵌入式应用程序中的应用

图形LCD在嵌入式应用程序中的应用

　　LCD具有广泛的应用，包括便携式消费设备如手机，计算器，手表，MP3播放器;国内设备如微波炉，电视机，收音机，音响设备，视频播放器，厨具;汽车，飞机，船只用的仪器面板;还有其它方方面面的应用。LCD重量轻，携带方便，价格低廉，质量可靠。他们消耗很小的功率且更容易被眼睛接受。因为LCD不使用荧光粉及与大部分旧的CRT显示器相关的老化图像。彩色图形LCD(GLCDs)正越来越多地用于便携式应用，如手机，电子游戏，以及工业控制和监控设备。

　　基本上，LCD是由许多充满液晶的像素组成，它们放在光源(或反射源)前以产生彩色或黑白图像。LCD的每个像素在所谓的铟锡氧化物(ITO)透明电极和偏光过滤器间是均衡的。LCD自身不产生任何光线，他们需要一个外部的光源。大多数显示器由放在LCD面板背后的光源提供光。

　　基于使用的有效寻址机制，我们可以把LCD分为无源矩阵寻址和有源矩阵寻址。无源矩阵寻址用于早期的显示器，只有M + N个控制信号用于M×N像素显示屏的寻址。要打开一个像素，一个电荷被下放，相应的列和相应的行接地。这一行和列交点的像素接收到电压，解开该像素的液晶。当我们禁用一个像素时，液晶就不能从一个状态到另一状态，因为这需要一段时间。此外，因为一个像素相当于一个电容器，两个金属电极由模具材料分开，当要删除一个电荷时，它需要一定时间给电容放电，从而减缓像素响应时间。虽然无源矩阵寻址简单，但是响应时间相当缓慢。此外，它也很难准确地控制充电，当像素被解开，它周围的像素也有部分地解开，致使图像出现模糊。图1显示了无源矩阵显示器的功能结构。　　

　　有源矩阵寻址(见图2)基于薄膜晶体管(TFT)快速使电容放电，从而提高响应时间。国内大多数产品，消费设备和工业图形LCD时下都采用了TFT技术。一个特定的像素通过切换适当的行并下放一个电荷到相应的列来选择。

　　由于所有其它行与此列的交点被关闭，只有指定的像素的电容接收到电荷。通过控制提供给晶体的电压值我们可以控制解开的像素量。这样显示能加快响应时间且能准确地控制像素，从而产生了清晰的图像。TFT显示屏的制作是复杂和昂贵的。像素之间的晶体管在LCD玻璃上被高精度蚀刻。

　　彩色图形LCD非常受欢迎，尤其是在消费电子设备中。彩色LCD中的一个像素由红，绿和蓝三个子像素彩色滤光片组成。通过控制施加电压我们可以修改每个超过256色调强度的子像素。因此，有了三个子像素，我们可以生成1680万色，需要大量在玻璃上蚀刻的晶体管。

　　现在有各种技术用于创建黑白和彩色显示器，这些技术基于解开的液晶数量。一些常用的有：TN(Twisted Nematic)，HTN(High Twisted Nematic)，STN(Super Twisted Nematic)，FSTN(Film compensated Super Twisted Nematic)，DTSN(Double Super Twisted Nematic)，CSTN(Colour Super Twisted nematic)和其它一些技术。

　　GLCD模块通常连同控制器芯片放置在PCB上，该芯片可以通过串口或并口连接。一些常用的GLCD控制器有T6963C，KS0108，LR35503，HDM6448等。大多嵌入式编译器为GLCD显示和处理图像提供函数集形式的软件库。有了这些库的帮助，用户可以显示位图图像，画图，画正方形、矩形、圆形，显示文本，等等。