CN102945658A - 一种tft-lcd控制器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种TFT-LCD控制器，用于控制TFT-LCD实现显示功能，并且不需要对客户端系统进行全面升级。本发明实施例提供的TFT-LCD控制器包括：复杂可编程逻辑器件CPLD和静态随机存取存储器SRAM，其中，所述CPLD的输入端口与嵌入式微处理器相连接，所述CPLD的输出端口与薄膜场效应晶体管液晶显示器TFT-LCD相连接，所述CPLD用于接收所述嵌入式微处理器发送的命令和显示数据，并根据所述命令驱动所述TFT-LCD实现显示功能，所述嵌入式微处理器用于获取客户端系统发送的命令和显示数据；所述SRAM与所述CPLD相连接，所述SRAM用于对所述显示数据进行存储。

Description

一种TFT-LCD控制器

技术领域

本发明涉及控制技术领域，尤其涉及一种薄膜场效应晶体管液晶显示器（TFT-LCD，Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display）控制器。

背景技术

RGB（红绿蓝）色彩模式是工业界的一种颜色标准。目前，TFT-LCD通常采用满足该标准的RGB接口，TFT-LCD在使用时必须要有相应的TFT-LCD控制器进行控制方可使用，尽管目前一些嵌入式系统的微处理器的外围扩展非常丰富，但是在一些应用场合中嵌入式系统的微处理器并未集成TFT-LCD控制器。例如，在使用8051单片机作为嵌入式微处理器的情况下，8051单片机并未集成有TFT-LCD控制器，故无法根据作为客户端的工业类产品发出的指令直接控制TFT-LCD显示画面。如图1所示，在这种情况下嵌入式系统只能被迫降低要求，选择老式的超扭转向列液晶显示器（STN-LCD，Super TwistedNematic）作为显示设备。

随着液晶显示技术的发展，TFT-LCD的使用越来越多，成本逐渐在降低，行业内发展的趋势就是将STN-LCD全部更新为TFT-LCD，因为相对于STN-LCD来说，TFT-LCD在显示色彩，对比度以及响应速度上的优势明显更高。而某些量产已久的工业类产品通常仍使用STN-LCD作为显示设备，若将STN-LCD全部更新为TFT-LCD，则需要对工业类产品的整个客户端系统重新设计电路或编写新的软件，这样客户端系统发出的指令才能够被TFT-LCD控制器识别，然而这样就需要客户端系统进行全面升级，难度很大，并且成本很高，且可行性不大。因此，如何在STN-LCD更新为TFT-LCD的情况下避免客户端系统的全面升级就能够控制TFT-LCD显示画面成为了业界讨论的一个难题。

发明内容

本发明实施例提供了一种TFT-LCD控制器，用于控制TFT-LCD实现显示功能，并且不需要对客户端系统进行全面升级。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例提供一种TFT-LCD控制器，包括：

复杂可编程逻辑器件CPLD和静态随机存取存储器SRAM，其中，

所述CPLD的输入端口与嵌入式微处理器相连接，所述CPLD的输出端口与薄膜场效应晶体管液晶显示器TFT-LCD相连接，所述CPLD用于接收所述嵌入式微处理器发送的命令和显示数据，并根据所述命令驱动所述TFT-LCD实现显示功能，所述嵌入式微处理器用于获取客户端系统发送的命令和显示数据；

所述SRAM与所述CPLD相连接，所述SRAM用于对所述显示数据进行存储。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

在本发明实施例中，TFT-LCD控制器包括有CPLD和SRAM，其中CPLD的输入端口与嵌入式微处理器相连接，CPLD的输出端口与TFT-LCD相连接，对于客户端系统而言，并不需要做任何的重新编写软件或重新设计电路，当客户端系统向嵌入式微处理器发送命令和显示数据时，CPLD可以从嵌入式微处理器侧获取到，能够根据该命令直接驱动TFT-LCD实现显示功能。由于可以避免客户端系统的全面升级，故可以降低了因升级所带来的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中嵌入式微处理器与STN-LCD相连接的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的TFT-LCD控制器的组成结构示意图；

图3为本发明实施例提供的CPLD的组成结构示意图；

图4为本发明实施例提供的TFT-LCD控制器与嵌入式微处理器、TFT-LCD相连接的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种TFT-LCD控制器，用于控制TFT-LCD实现显示功能，并且不需要对客户端系统进行全面升级。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中，对于那些量产已久的工业类产品，它们通常仍使用现有的STN-LCD作为显示设备，但是随着液晶显示技术的发展，TFT-LCD的使用越来越多，成本逐渐在降低，行业内发展的趋势就是将STN-LCD全部更新为TFT-LCD，因为相对于STN-LCD来说，TFT-LCD在显示色彩，对比度以及响应速度上的优势明显更高。当将显示设备从STN-LCD更新为TFT-LCD之后，则按照现有技术的做法，通常需要对工业类产品的整个客户端系统重新设计电路或编写新的软件，这样客户端系统发出的指令才能够被TFT-LCD控制器识别，然而这样就需要客户端系统进行全面升级，难度很大，并且成本很高，且可行性不大。本发明实施例正是基于如上使用场景而提出一种TFT-LCD控制器，具体可以用于控制TFT-LCD实现显示功能，并且不需要对客户端系统进行全面升级。接下来将结合具体的实施方式进行说明，请参照。

如图2所示，本发明实施例提供的TFT-LCD控制器200具体可以包括：复杂可编程逻辑器件（CPLD，Complex Programmable Logic Device）201和静态随机存取存储器（SRAM，Static Random Access Memory）202，其中，

CPLD201的输入端口与嵌入式微处理器相连接，CPLD201的输出端口与薄膜场效应晶体管液晶显示器（英文简称TFT-LCD）相连接，CPLD201用于接收该嵌入式微处理器发送的命令和显示数据，并根据该命令驱动TFT-LCD实现显示功能，嵌入式微处理器用于获取客户端系统发送的命令和显示数据；

SRAM202与该CPLD201相连接，SRAM202用于对显示数据进行存储。

需要说明的是，客户端系统是控制端，控制显示设备实现显示功能，当将STN-LCD更新为TFT-LCD之后，则客户端系统需要发送能够被TFT-LCD识别的命令和显示数据，这样才能够控制TFT-LCD实现显示功能。因此通常需要对客户端系统进行全面升级，由此带来的升级成本很高，在本发明实施例中，当显示设备从STN-LCD更新为TFT-LCD之后，不需要对客户端系统进行任何升级，客户端系统仍然可以发送原来的命令和显示数据，经过本发明实施例提供的TFT-LCD控制器的控制处理，就可以被TFT-LCD所识别，这样TFT-LCD就能够实现显示功能。通常客户端系统发送的命令和显示数据只能用于控制STN-LCD实现显示功能，客户端系统的接口软件通常遵循8080接口时序，客户端系统发送的是黑白显示数据（也称之为单色显示数据），经过本发明实施例提供的TFT-LCD控制器的控制处理，就能够使彩色的TFT-LCD显示双色画面。

在本发明实施例中，嵌入式微处理器上并不需要集成专用的TFT-LCD控制器，而是在嵌入式微处理器的外部设备中连接上本发明实施例提供的TFT-LCD控制器，该嵌入式微处理器的IO端口与CPLD的输入端口相连接，能够获取到客户端系统发出的命令和显示数据，然后传送给CPLD。另外，TFT-LCD作为显示设备，通常使用RGB接口与CPLD的输出端口相连接。

需要说明的是，本发明实施例提供的TFT-LCD控制器是外挂在嵌入式微处理器的IO端口上的，嵌入式微处理器通过IO端口发送具体命令给TFT-LCD控制器来控制其正确工作，并最后实现对TFT-LCD的控制。并且TFT-LCD控制器所包括的CPLD是可以编程的，其上的功能具有可以随着系统的程序变化而再次设计，由于采用了CPLD，所以TFT-LCD控制器本身是可以更新的，这样就可以根据系统的情况进行灵活配置了。且TFT-LCD控制器的功耗非常低的，其可靠性也比较高，适合用于手持产品甚至是工业类产品。

需要说明的是，由于CPLD不具备数据存储功能，本发明实施例中TFT-LCD控制器还同时在CPLD上搭配一个SRAM，该SRAM作为数据存储使用。SRAM的存储容量大小可以根据TFT-LCD连接的TFT-LCD的分辨率大小而选定。

对于本发明实施例提供的CPLD，作为其中可实现的方式之一，如图3所示，CPLD300具体可以包括：时钟控制模块301、8080接口控制模块302、寄存器模块303、TFT-LCD控制模块304和SRAM控制模块305，其中，

时钟控制模块301，用于对外部输入的时钟进行分频处理，其中，分频后得到的时钟为CPLD300的基准时钟；

8080接口控制模块302，用于接收嵌入式微处理器通过8080接口发送的命令和显示数据，将命令传送到寄存器模块303和TFT-LCD控制模块304，将显示数据传送到SRAM控制模块305；

寄存器模块303，用于存储TFT-LCD控制器内部的寄存器地址，根据8080接口控制模块302传送的命令生成寄存器地址对应的控制信号；

TFT-LCD控制模块304，用于根据命令，将显示数据和控制信号传送至TFT-LCD，以使TFT-LCD实现显示功能；

SRAM控制模块305，用于将显示数据存储到SRAM中，根据TFT-LCD控制模块的调配从SRAM中读出显示数据，并发送给TFT-LCD控制模块304。

本发明实施例提供的TFT-LCD控制器对客户端系统的输入信号方面，本发明和现有技术的最本质区别是本发明采用了CPLD实现了对嵌入式微处理器输出的8080接口信号的转换，使得原来采用STN-LCD作为显示设备的客户端系统当显示设备更新为TFT-LCD之后可以不用做软硬件上的修改而直接控制TFT-LCD实现显示功能。

对于CPLD300具体包括的模块作出如下说明：

时钟控制模块301对外部输入的时钟进行分频处理，其中，分频后得到的时钟发送至8080接口控制模块302、寄存器模块303、TFT-LCD控制模块304和SRAM控制模块305作为基准时钟来使用。

8080接口控制模块302具体可以与嵌入式微处理器通过信号线RESET、CS#、WR#、RD#、A0#和DQ[7:0]相连接。8080接口是国际上一种通用的嵌入式微处理器总线接口，主要信号线有RESET、CS#、WR#、RD#、A0#和DQ[7:0]（也可以称之为DQ7 TO DQ0），嵌入式微处理器通常与STN-LCD相连接时都是采用8080接口，为了避免对嵌入式微处理器进行任何升级，本发明实施例中CPLD包括有8080接口控制模块，能够识别该8080接口。8080接口控制模块302主要用于接收嵌入式微处理器通过8080接口发送过来的命令和显示数据，并经过8080接口控制模块内部处理后再调配其他模块进行具体工作。

寄存器模块303中存储TFT-LCD控制器内部的多个寄存器地址，各个寄存器地址分别对应不同的控制信号，8080接口控制模块302发送的命令传送至相应的寄存器地址，生成具体对应的控制信号，以启动TFT-LCD控制器具体的控制显示功能。

TFT-LCD控制模块304具体可以与TFT-LCD通过信号线VSYNC、HSYNC、ENABLE、DCLK和DQ[23:0]相连接。TFT-LCD控制模块主要用于通过RGB接口来控制TFT-LCD显示。RGB接口也是国际上一种通用的LCD接口，共28条信号，分别为帧同步（VSYNC）、行同步（HSYNC）、数据使能（ENABLE）、时钟（DCLK）和数据总线DQ[23:0]（也可以称之为R[7:0]、G[7:0]和B[7:0]）。TFT-LCD控制模块工作时通过接收命令，将显示数据和控制信号传送至TFT-LCD，最后使TFT-LCD正确显示。

SRAM控制模块305主要用于控制SRAM的读写，由嵌入式微处理器发送的需要TFT-LCD显示的显示数据将被存储到SRAM中，然后再由TFT-LCD控制模块调配，通过SRAM控制模块从SRAM中读出，并发送给TFT-LCD控制模块，最后发送到TFT-LCD上。

需要说明的是，本发明实施例中，TFT-LCD控制器的工作原理具体可以描述为：当TFT-LCD控制器接收到嵌入式微处理器发送的信号之后，其内部的8080接口控制模块会对信号做相应的数据处理，判断该数据为命令或是显示数据，若为显示数据则发送至SRAM控制模块然后将显示数据写入到SRAM中存储起来以便于显示使用；若为命令则发送至寄存器模块，通过对相应的寄存器地址赋值，启动相关的控制显示功能。而TFT-LCD控制模块会不停地从SRAM控制模块读取SRAM中的显示数据发送到TFT-LCD上，保证TFT-LCD可以维持正常的显示功能。本发明实施例提供的TFT-LCD控制器接收嵌入式微处理器发送的命令和显示数据必须遵循8080接口的时序规范，此处不再赘述。

本发明实施例中，应用CPLD来完成黑白STN-LCD到TFT-LCD的升级，客户端系统不需要任何软件的升级就可以完成从STN-LCD到TFT-LCD的更新切换，显示效果和可靠性都得到了提高。对工业类产品不需要做任何软件开发来升级产品提供了可行性，降低了因为升级切换的难度和成本的增加。

前述分别说明了嵌入式微处理器、TFT-LCD，接下来介绍本发明实施例提供的TFT-LCD控制器分别与嵌入式微处理器、TFT-LCD相连接，如图4所示，TFT-LCD控制器与嵌入式微处理器通过信号线RESET、CS#、WR#、RD#、A0#和DQ[7:0]相连接，TFT-LCD控制器与TFT-LCD通过信号线VSYNC、HSYNC、ENABLE、DCLK和DQ[23:0]相连接，TFT-LCD控制器包括：CPLD和SRAM，CPLD与SRAM通过信号线CS#、WR#、RD#、ADDRESS和DQ[7:0]相连接。

需要说明的是，在本发明实施例中，TFT-LCD控制器接收到的命令具体可以包括：睡眠模式、显示开/关、滚动显示、显示方向、字节滚动、层叠显示、写入数据地址、读取数据地址、数据写入、数据读出。

为了对这些命令进行说明，请参阅如下表1，是TFT-LCD控制器的总体功能和对应的功能寄存器的详细说明。

表1为TFT-LCD控制器的功能寄存器描述说明

在本发明实施例中，TFT-LCD控制器包括有CPLD和SRAM，其中CPLD的输入端口与嵌入式微处理器相连接，CPLD的输出端口与TFT-LCD相连接，对于客户端系统而言，并不需要做任何的重新编写软件或重新设计电路，当客户端系统向嵌入式微处理器发送命令和显示数据时，CPLD可以从嵌入式微处理器侧获取到，能够根据该命令直接驱动TFT-LCD实现显示功能。由于可以避免客户端系统的全面升级，故可以降低了因升级所带来的成本。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种TFT-LCD控制器进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种TFT-LCD控制器，其特征在于，包括：复杂可编程逻辑器件CPLD和静态随机存取存储器SRAM，其中，

所述CPLD的输入端口与嵌入式微处理器相连接，所述CPLD的输出端口与薄膜场效应晶体管液晶显示器TFT-LCD相连接，所述CPLD用于接收所述嵌入式微处理器发送的命令和显示数据，并根据所述命令驱动所述TFT-LCD实现显示功能，所述嵌入式微处理器用于获取客户端系统发送的命令和显示数据；

所述SRAM与所述CPLD相连接，所述SRAM用于对所述显示数据进行存储。

2.根据权利要求1所述的TFT-LCD控制器，其特征在于，所述CPLD，包括：时钟控制模块、8080接口控制模块、寄存器模块、TFT-LCD控制模块和SRAM控制模块，其中，

所述时钟控制模块，用于对外部输入的时钟进行分频处理，其中，分频后得到的时钟为所述CPLD的基准时钟；

所述8080接口控制模块，用于接收所述嵌入式微处理器通过8080接口发送的命令和显示数据，将所述命令传送到所述寄存器模块和所述TFT-LCD控制模块，将所述显示数据传送到所述SRAM控制模块；

所述寄存器模块，用于存储所述TFT-LCD控制器内部的寄存器地址，根据8080接口控制模块传送的命令生成所述寄存器地址对应的控制信号；

所述TFT-LCD控制模块，用于根据所述命令，将所述显示数据和所述控制信号传送至所述TFT-LCD，以使所述TFT-LCD实现显示功能；

所述SRAM控制模块，用于将所述显示数据存储到所述SRAM中，根据所述TFT-LCD控制模块的调配从所述SRAM中读出所述显示数据，并发送给TFT-LCD控制模块。

3.根据权利要求2所述的TFT-LCD控制器，其特征在于，所述8080接口控制模块与所述嵌入式微处理器通过信号线RESET、CS#、WR#、RD#、A0#和DQ[7:0]相连接。

4.根据权利要求2所述的TFT-LCD控制器，其特征在于，所述TFT-LCD控制模块与所述TFT-LCD通过信号线VSYNC、HSYNC、ENABLE、DCLK和DQ[23:0]相连接。

5.根据权利要求1所述的TFT-LCD控制器，其特征在于，所述命令包括：睡眠模式、显示开/关、滚动显示、显示方向、字节滚动、层叠显示、写入数据地址、读取数据地址、数据写入、数据读出。

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