TFT—LCD显示及驱动电路的设计毕业设计

TFT—LCD显示及驱动电路的设计毕业设计

摘要

TFT—LCD显示及驱动电路设计由视频解码电路，LCD显示电路，电源控制电路和单片机控制电路四个模块组成。视频源产生模拟视频信号，由TVP5150视频解码把模拟视频信号解码输出数字视频信号，由LCD液晶屏显示。对视频解码和液晶显示器的配置是通过单片机完成的。本设计主要针对高校电视技术实践课程设计，应用于视频解码输出教学，实现信号处理可视模块化教学方案。

关键字

视频解码 LCD显示单片机

目录

第一章概述 (2)

1.1 设计背景 (2)

1.2系统框图 (2)

第二章 TFT--LCD液晶显示技术 (1)

2.1液晶基本性质及显示原理 (1)

2.2 PT035TN01—V6液晶显示屏 (1)

2.2.1 PT035TN01—V6模式选择 (1)

2.2.2 PT035TN01—V6屏的交直流电路设计 (1)

2.2.3 PT035TN01—V6屏的SPI电路设计 (2)

第三章图像解码的电路设计 (4)

3.1视频解码芯片的选取 (4)

3.2 TVP5150视频解码芯片 (4)

3.2.1 TVP5150芯片引脚功能 (4)

3.2.2 TVP5150典型寄存器 (5)

3.3 TVP5150视频解码系统配置 (5)

3.3 TVP5150典型电路 (6)

3.3.1 复位电路 (6)

3.3.2 A/D采样电路 (6)

3.3.3 晶振电路 (6)

3.4 TVP5150的具体配置 (7)

第四章 MCU 控制电路 (8)

4. 1单片机概述 (9)

4.2单片机的总线控制 (9)

4.2.1单片机对液晶屏的控制 (9)

4.2.2单片机对TVP5150的控制 (9)

第五章开关电源设计 (11)

5.1设计要求 (11)

5.1.1 电源芯片的选取 (11)

5.1.2功能分析 (11)

5.2 升压电路 (11)

5.2.1升压原理 (11)

5.2.2 升压电路 (11)

5.2 降压电路 (11)

5.2.1降压原理 (11)

5.2.2降压电路 (11)

第六章软件系统 (12)

6.1软件流程图 (12)

6.1.1 PT035TN01—V6液晶显示屏软件流程图 (12)

6.1.2 TVP5150解码电路程序框图 (13)

6.2 TVP5150 IIC程序见附录一 (13)

第七章系统调试与结果 (14)

7.1 硬件调试 (14)

7.1.1 调试方法 (14)

7.1.2 调试数据 (14)

7.2软件调试 (14)

7.2.1 编译环境 (14)

7.2.2 调试波形 (14)

总结 (15)

谢辞 (16)

参考文献 (17)

附录一 (18)

第一章概述1.1 设计背景

1.2系统框图

图1-1 系统框图

第二章TFT--LCD液晶显示技术

2.1液晶基本性质及显示原理

上把物质分为三态，固态、液态和气态。在自然界中，大部分材料随温度的变化只呈现固态、液态和气态。液晶（Liquid Crystal）是不同于通常的固态、液态和气态的一种新的物质状态，它是能在某个温度范围内兼有液体和晶体两者特性的物质状态，也叫液晶相或中介相，故又称为物质的第四态。

液晶最早是奥地利植物学家莱尼茨尔（F.Reinitzer）于1888年发现的。他在测定有机物的熔点时，发现某些有机物熔化后会经历一个透明的呈白色混浊状态，并发出多彩而美丽的珍珠光泽，只有继续加热到某一温度才会变成透明清亮的液体，这是人们对液晶认识的开始。次年，德国物理学家莱曼（O.Lehmann）使用偏光显微镜对这些酯类化合物进行了观察，他发现这些白而浑浊的液体外观上虽然属于液体，但却显示出各相异性晶体特有的双折射性。于是莱曼将其命名为液晶晶体，这就是液晶的由来。

2.2 PT035TN01—V6液晶显示屏

2.2.1 PT035TN01—V6模式选择

液晶屏有四种数据接收模式及引脚接入如图2-1所示。本设计采用屏的默认数据接收方式ITU-R BT 656，进行数据传输。

图2-1数据接收模式

2.2.2 PT035TN01—V6屏的交直流电路设计

电路主要控制屏的VCOM引脚实现翻转电压，如果液晶屏正常工作POL引脚会产生一个交流电压。电路图如图2-2所示

图2-2交直电路

2.2.3 PT035TN01—V6屏的SPI电路设计

单片机对屏的控制是通过SPENA、SPCK、SPDA端口进行的。屏内的Driver IC 里面有一些特殊功能寄存器。这些寄存器必须使用SPENA、SPCK、SPDA引脚进行设定。只有给这些寄存器设定正确的值后，液晶屏才能政策的显示。客户系统如图2-3，设定值参考如图2-4所示。

图2-3 DPI电路设计

图2-4 寄存器初始化值

第三章图像解码的电路设计

3.1视频解码芯片的选取

本系统设计中图像的输出为PAL制式的模拟视频信号，图像信号只有转换为数字信号才能够被系统处理器进行处理和控制以及数据传输，需要对图像信号进行转换。在设计这一部分电路时必须注意以下几点：

①能够完成模数转化（ADC），实现视频图像信号的数字化。

②要有同步信号，保证视频图像信号的正确采集和传输。

③能够对信号进行Y/C分离。由于数据必须通过LCD屏口传

回存储器存储，而LCD屏支持的是ITU-RBT656等视频格式，因此必须对视频图像数据进行Y/C分离，生成YUV(即YCbCr)色差信号，符合ITU-RBT656视频流格式。

④功耗低。因为本系统中用到四路图像转换电路，如果每一路的功耗大的话，那就造成系统的功耗大，对系统电源、系统布局等都造成影响。

⑤电路设计简单，保证系统设计的稳定性。

目前，世界上有两大视频解码芯片生产厂家：PHILIPS和TI公司，其代表产品有SAA7112（Philips）、SAA7113（Philips）、TVP5150（TI）和TVP5146（TI），这几款视频解码芯片在实际中都得到了广泛应用。其中，TVP5150以其优良的性能在这一方面占据优势：

①满足视频解码芯片的选取要求。在TVP5150芯片内部有一个9位高速的带模拟处理器的A/D转换器；有专门的场同步信号和垂直同步信号，保证信号的正确采集；内部有专门的Y/C分离电路，实现视频解码数据按照ITU-RBT656输出；

②芯片本身的功耗才115mW，功耗低，便于系统多路采集设计；电路设计简单，内部自带可编程的ROM以及支持部分RAM。

③内部自带程控增益放大电路（PGA）以及很好的电位钳置电路，能够捕捉微弱信号，具有很好的信噪比（S/N），保证了信号稳定正确采集。

3.2 TVP5150视频解码芯片

3.2.1 TVP5150芯片引脚功能

芯片一共有32个引脚，引脚功能图如图3-1所示。1、2脚是信号输入脚，