CN201716967U - 支持jpeg格式图像的彩色tft-lcd液晶显示控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种支持JPEG格式图像的彩色TFT-LCD液晶显示控制装置，该装置包括嵌入式处理器、外部程序存储器、图像数据缓存器、图像数据存储器、串行接口、电平转换单元和液晶接口。本装置既可以实现对RGB格式及JPEG格式彩色图像的实时显示功能，又可以实现对存储器中彩色图像的更新；装置通过串行接口与其它外接主控系统通信，同时可通过液晶接口实现与不同型号的彩色TFT-LCD液晶显示屏的无缝连接，具有通用性。本实用新型降低了系统设计的难度，提高了开发效能，能够满足不同的实际需求，可以广泛应用于采用彩色TFT-LCD液晶的便携式图像显示设备。

Description

支持JPEG格式图像的彩色TFT-LCD液晶显示控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种彩色TFT-LCD液晶屏显示控制装置，尤其是使用彩色图像显示的便携式电子设备。

背景技术

TFT-LCD具有高清晰度和全彩色，其厚度薄且画面质量优异，可以实现对液晶屏信息的高速度、高亮度及高对比度显示，广泛应用于图像显示系统。

目前的TFT-LCD液晶屏显示控制解决方案主要有以下两种：

第一种是利用传统的单片机处理器，可以实现字符及简单图形的显示，设计简单，技术比较成熟。但是在系统有大量的彩色图像数据需要显示时，这种方法数据处理速度较低，很难实现对彩色图像的显示，在很多场合不能满足应用的要求。

第二种是通过具有操作系统的处理器驱动控制TFT-LCD显示彩色图像。这种方法可以利用丰富的软件资源，实现高品质的图像显示，但系统成本高，功耗大，体积大，无法满足便携式图像显示系统的要求。

总之，目前的TFT-LCD显示控制装置的缺点是：1、大多数只是提供了对字符和简单图形的显示，而没有提供对彩色图像的显示；2、一部分能实现彩色图像的显示，但只是针对专用的液晶屏，不具有通用性；且一般控制复杂，成本较高；3、不能支持对应用广泛的JPEG格式图像的显示。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺点，本实用新型提供了一种低成本的高效的结构化彩色TFT-LCD液晶显示控制装置，其可以实现对RGB格式的彩色图像的实时显示，也能方便地实现JPEG格式彩色图像的显示。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：

支持JPEG格式图像的彩色TFT-LCD液晶显示控制装置，包括嵌入式处理器、外部程序存储器、图像数据缓存器、图像数据存储器、串行接口、电平转换单元和液晶接口，所述嵌入式处理器分别与外部程序存储器、图像数据缓存器、图像数据存储器、电平转换单元和液晶接口电连接，所述串行接口与电平转换单元电连接。

本实用新型彩色TFT-LCD液晶屏显示控制装置中各模块的功能如下：

所述的嵌入式处理器是主要单元，主要功能包括：1)接收指令并对接收到的指令进行判断，然后执行相应的操作；2)对JPEG格式的彩色图像进行解码；3)将需要显示的图像数据及相应的控制信号传输至TFT-LCD液晶屏接口。

所述的外部程序存储器，用于存储外部程序。

所述的图像数据缓存器，用于缓存彩色图像数据。

所述的图像数据存储器，用于存储彩色图像数据，可以实现图像在液晶显示屏上的实时显示。

所述的串行接口，用于与其它外接主控系统进行通信。

所述的电平转换单元，用于将嵌入式处理器的输出信号转换为串行接口所需的电平信号。

所述的液晶接口，可以兼容不同型号的彩色TFT-LCD液晶，实现无缝的接口连接。

JPEG是一种广泛使用的静态图像压缩格式，采用这种格式的图像可以减少数据传输带宽及存储器使用量，在允许一定图像质量失真范围的情况下，降低了图像处理系统硬件的成本。但是，JPEG格式的图像必须经过解码之后才能在液晶屏上显示，为了解决JPEG格式彩色图像在TFT-LCD液晶屏上的显示，本实用新型提供了在嵌入式处理器上实现对JPEG格式图像的解码功能，从而支持JPEG格式彩色图像在TFT-LCD液晶屏的显示。

本实用新型的彩色TFT-LCD液晶显示控制装置的工作原理是：使用串行接口对接收到的指令进行判断，在嵌入式处理器的控制下执行相应的操作。当需要显示彩色图像时，如果图像是RGB格式图像，将需要显示的彩色图像数据从数据存储器中读取；如果图像数据是JPEG格式，必须经过图像解码，解码后得到原始的彩色图像的RGB格式图像数据；RGB格式的彩色图像数据按照从上到下，自左向右的顺序输出，通过液晶接口传输至与本实用新型装置连接的彩色TFT-LCD液晶屏，最终完成对彩色图像的显示。

本实用新型的有益效果是：支持对RGB格式彩色图像的显示，还可以实现对JPEG格式的彩色图像的显示功能；采用简单的串行接口，方便与外接主控系统进行通信，通用的液晶接口实现与不同型号的彩色TFT-LCD液晶显示屏的无缝连接，具有通用性；可以作为系统的一个彩色TFT-LCD液晶屏显示控制装置直接使用。

附图说明

图1是本实用新型支持JPEG格式图像的彩色TFT-LCD液晶显示控制装置的结构示意图。

图2是本实用新型一具体实施方式的彩色TFT-LCD液晶显示控制装置中主要器件的电路示意图。

图中：1、嵌入式处理器，2、外部程序存储器，3、图像数据缓存器，4、图像数据存储器，5、串行接口，6、电平转换单元，7、液晶接口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实用新型的支持JPEG格式图像的彩色TFT-LCD液晶显示控制装置，包括嵌入式处理器1、外部程序存储器2、图像数据缓存器3、图像数据存储器4、串行接口5、电平转换单元6和液晶接口7，所述嵌入式处理器1分别与外部程序存储器2、图像数据缓存器3、图像数据存储器4、电平转换单元6和液晶接口7电连接，所述串行接口5与电平转换单元6电连接。

本实用新型的装置使用串行接口5与其它外接控制系统通信，在约定的通信协议下，ARM9嵌入式处理器1对接收到的指令进行判断，根据有效的指令执行相应操作。当接收到显示图像指令时，由ARM9嵌入式处理器1读取相应的彩色图像数据，然后图像数据在时序的控制下传输给TFT-LCD液晶屏，最终完成彩色图像的显示。NAND Flash图像数据存储器4内的彩色数据图像可以更新，只需将存储器对应存储空间的内容替换即可。

上述嵌入式处理器1可以采用型号为S3C2440A的ARM9处理器，外部程序存储器2可以采用型号为Am29LV160D的NOR Flash存储器，图像数据缓存器3可以采用型号为K4S643232C的SDRAM缓存器，图像数据存储器4可以采用型号为K9F1216U0A的NAND Flash存储器，电平转换单元6可以采用型号为MAX3221的芯片。

由于彩色图像的数据量大，所以，使用NAND Flash来存储图像数据及实现图像数据的实时显示功能。图像数据存储器4被分为两个地址空间。用来存储RGB格式图像的空间是低地址的32M字节，每幅图像占用的空间大小是1M字节，可以存储32幅图像，图像分别使用0-31之间的序号予以区分。用来存储JPEG格式图像的空间是高地址的32M字节，考虑到这种格式的图像数据量比较小，每幅图像占用的空间大小是500K字节，可以存储64幅图像，图像分别使用0-63之间的序号予以区分。当需要对一幅图像操作时，只要通过图像的序号就可以识别相应的图像，减少了地址寻址的复杂性。

如图2所示，ARM9处理器1输出数据信号及时序控制信号，包括数据信号VD[23:0]，帧同步信号VSYNC，行同步信号HSYNC，时钟信号VCLK，数据使能信号VDEN及行结束信号LEND。外接的彩色TFT-LCD液晶屏通过图1中的液晶接口7与装置连接，液晶屏在接收数据信息的同时，在相应的时序信号控制下完成对彩色图像的显示。

如图2所示，使用芯片MAX3221进行串行接口端口的电平转换，芯片的数据接收端口是Rx，发送端口是Tx。外接主控系统通过端口Rx及Tx实现同本装置进行串行接口通信，装置对接收到的指令进行判别，执行相应的操作，最终实现彩色图像在TFT-LCD液晶屏上显示的功能。

在图1中，本装置与外接主控系统通过串行接口5通信，在约定的串口波特率115200b/s下，根据通信协议接收的不同指令执行相应操作，实现相应的功能。通信协议采用简单的指令方式，指令的帧格式是：0xFF(帧头)+指令码+数据+0xEE(帧尾)，指令数据均以十六进制表示。

指令码类型包括：1)设置外接彩色TFT-LCD显示屏分辨率参数指令码0x50；2)显示RGB格式彩色图像指令码0x51；3)显示JPEG格式彩色图像指令码0x52；4)更新RGB格式彩色图像指令码0x53；5)更新JPEG格式彩色图像指令码0x54。

编号为0到9的RGB格式图像存储空间已经存储默认的彩色图像数据，考虑到实际需求，将编号为10到31的RGB格式图像存储空间用来存储用户自定义的彩色图像数据；同样，编号为0到9的JPEG格式存储空间已经存储默认的彩色图像数据，将编号为10到63的JPEG格式图像存储空间用来存储用户自定义的彩色图像数据；当需要显示存储器中的彩色图像时，向本装置发送相应指令就可以实现对图像的显示；当需要显示用户定义的彩色图像时，首先需要完成对存储器中图像数据的更新，然后再发送相应的指令即可。

具体实施例如下：

1、当使用外接彩色TFT-LCD液晶屏应用于本显示控制装置时，首先需要设置液晶屏分辨率参数。外接主控系统通过串口向装置发送0xFF+0x50+液晶屏水平分辨率参数(两个字节)+液晶屏垂直分辨率参数(两个字节)+0xEE。以分辨率640*480的TFT-LCD液晶屏为例，水平分辨率参数是0x02+0x80(高字节在前)，垂直分辨率参数是0x01+0xE0(高字节在前)。设置液晶屏参数后，就可以通过本显示控制装置实现对外接彩色TFT-LCD液晶屏的控制。

2、显示RGB格式彩色图像时，外接主控系统通过串行接口向装置发送0xFF+0x51+图像在存储器中的编号+0xEE，ARM9处理器将存储器中的图像数据读出，传送给外接彩色TFT-LCD液晶屏显示。

3、显示JPEG格式彩色图像时，外接主控系统通过串行接口向装置发送0xFF+0x52+图像在存储器中的编号+0xEE，ARM9处理器将存储器中的图像数据读出，由ARM9处理器中的JPEG图像解码单元完成图像解码功能，得到图像的原始数据后，最终实现对JPEG格式图像在外接彩色TFT-LCD液晶屏上的显示。

4、当需要更新RGB格式的用户彩色图像数据时，外接主控系统通过串行接口向本装置发送0xFF+0x53+图像在存储器中的编号+0xEE，然后发送用户自定义的彩色图像数据。接下来，图像数据由装置的接收单元完成接收功能，并将接收到的图像数据存储到相应的RGB格式彩色图像的存储空间。

5、当需要更新JPEG格式的用户彩色图像数据时，外接主控系统通过串行接口向装置发送0xFF+0x54+图像在存储器中的编号+0xEE，然后发送用户自定义的彩色图像数据。同样，由装置的接收单元完成图像数据的接收，最后将接收到的图像数据存储到JPEG格式彩色图像的存储空间。

Claims (2)

1.支持JPEG格式图像的彩色TFT-LCD液晶显示控制装置，其特征在于，该装置包括嵌入式处理器(1)、外部程序存储器(2)、图像数据缓存器(3)、图像数据存储器(4)、串行接口(5)、电平转换单元(6)和液晶接口(7)，所述嵌入式处理器(1)分别与外部程序存储器(2)、图像数据缓存器(3)、图像数据存储器(4)、电平转换单元(6)和液晶接口(7)电连接，所述串行接口(5)与电平转换单元(6)电连接。

2.如权利要求1所述的支持JPEG格式图像的彩色TFT-LCD液晶显示控制装置，其特征在于，所述嵌入式处理器(1)采用型号为S3C2440A的ARM9处理器，所述外部程序存储器(2)采用型号为Am29LV160D的NOR Flash存储器，所述图像数据缓存器(3)采用型号为K4S643232C的SDRAM缓存器，所述图像数据存储器(4)采用型号为K9F1216U0A的NAND Flash存储器，所述电平转换单元(6)采用型号为MAX3221的芯片。

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