lvds液晶屏幕接口详解

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1、.1LVDS输出接口概述液晶显示器驱动板输出的数字信号中,除了包括RGB数据信号外,还包括行同步、场同步、像素时钟等信号,其中像素时钟信号的最高频率可超过28MHz。采用TTL接口,数据传输速率不高,传输距离较短,且抗电磁干扰EMI能力也比较差,会对RGB数据造成一定的影响；另外,TTL多路数据信号采用排线的方式来传送,整个排线数量达几十路,不但连接不便,而且不适合超薄化的趋势。采用LVDS输出接口传输数据,可以使这些问题迎刃而解,实现数据的高速率、低噪声、远距离、高准确度的传输。那么,什么是LVDS输出接口呢？LVDS,即Low Voltage Differential Signaling,

2、是一种低压差分信号技术接口。它是美国NS公司美国国家半导体公司为克服以TTL电平方式传输宽带高码率数据时功耗大、EMI电磁干扰大等缺点而研制的一种数字视频信号传输方式。LVDS输出接口利用非常低的电压摆幅约350mV在两条PCB走线或一对平衡电缆上通过差分进行数据的传输,即低压差分信号传输。采用LVDS输出接口,可以使得信号在差分PCB线或平衡电缆上以几百Mbits的速率传输,由于采用低压和低电流驱动方式,因此,实现了低噪声和低功耗。目前,LVDS输出接口在17in及以上液晶显示器中得到了广泛的应用。2LVDS接口电路的组成 在液晶显示器中,LVDS接口电路包括两部分,即驱动板侧的LVDS输出

3、接口电路LVDS发送器和液晶面板侧的LVDS输入接口电路LVDS接收器。LVDS发送器将驱动板主控芯片输出的17L电平并行RGB数据信号和控制信号转换成低电压串行LVDS信号,然后通过驱动板与液晶面板之间的柔性电缆排线将信号传送到液晶面板侧的LVDS接收器,LVDS接收器再将串行信号转换为TTL电平的并行信号,送往液晶屏时序控制与行列驱动电路。图1所示为LVDS接口电路的组成示意图。 图1 LVDS接口电路的组成示意图在数据传输过程中,还必须有时钟信号的参与,LVDS接口无论传输数据还是传输时钟,都采用差分信号对的形式进行传输。所谓信号对,是指LVDS接口电路中,每一个数据传输通道或时钟传输通

4、道的输出都为两个信号正输出端和负输出端。需要说明的是,不同的液晶显示器,其驱动板上的LVDS发送器不尽相同,有些LVDS发送器为一片或两片独立的芯片如DS90C383,有些则集成在主控芯片中如主控芯片gm5221内部就集成了LVDS发送器。3LVDS输出接口电路类型与TTL输出接口相同,LVDS输出接口也分为以下四种类型：l单路6位LVDS输出接口这种接口电路中,采用单路方式传输,每个基色即RGB三色中的其中任何一种颜色信号采用6位数据XOUT0、TXOUT0,TXOUT1、TXOUT1,TXOUT2、TXOUT2,共18位RGB6bit X 3RGB3色数据,因此,也称18位或18bit L

5、VDS接口。此,也称18位或18bit LVDS接口。2双路6位LVDS输出接口 这种接口电路中,采用双路方式传输,每个基色信号采用6位数据,其中奇路数据为18位,偶路数据为18位,共36位RGB数据,因此,也称36位或36bit LVDS接口。3单路8位1TL输出接口 这种接口电路中,采用单路方式传输,每个基色信号采用8位数据XOUT0、TXOUT0,TXOUT1、TXOUT1,TXOUT2、TXOUT2,TXOUT3+,TXOUT3-,共24位RGB数据,因此,也称24位或24bit LVDS接口。 4双路8位1TL输出位接口 这种接口电路中,采用双路方式传输,每个基色信号采用8位数据,其

6、中奇路数据为24位,偶路数据为24位,共48位RGB数据,因此,也称48位或48bit LVDS接口4典型LVDS发送芯片介绍典型的LVDS发送芯片分为四通道、五通道和十通道几种,下面简要进行介绍。1四通道LVDS发送芯片图2 所示为四通道LVDS发送芯片DS90C365内部框图。包含了三个数据信号其中包括RGB、数据使能DE、行同步信号HS、场同步信号VS通道和一个时钟信号发送通道。图2 4通道LVDS发送芯片内部框图4通道LVDS发送芯片主要用于驱动6bit液晶面板。使用四通道LVDS发送芯片可以构成单路6bit LVDS接自电路和奇偶双路6bit LVDS接口电路。2五通道LVDS发送芯

7、片 图3 所示为五通道LVDS发送芯片DS90C385内部框图。包含了四个数据信号其中包括RGB、数据使能DE、行同步信号IIS、场同步信号vs通道和一个时钟信号发送通道。图3 5通道LVDS发送芯片内部框图五通道LVDS发送芯片主要用于驱动8bit液晶面板。使用五通道LVDS发送芯片主要用来构成单路8bit LVDS接口电路和奇偶双路8bit LVDS接口电路。3十通道LVDS发送芯片 图4所示为十通道LVDS发送芯片DS90C387内部框图。包含了八个数据信号其中包括RGB、数据使能DE、行同步信号HS、场同步信号VS通道和两个时钟信号发送通道。图4 十通道LV DS发送芯片内部框图十通道

8、LVDS发送芯片主要用于驱动8bit液晶面板。使用十通道LYDS发送芯片主要用来构成奇偶双路8bit LVDS位接口电路。 在十通道LVDS发送芯片中,设置了两个时钟脉冲输出通道,这样做的目的是可以更加灵活的适应不同类型的LVDS接收芯片。当LVDS接收电路同样使用一片十通道LVDS接收芯片时,只需使用一个通道的时钟信号即可；当LVDS接收电路使用两片五通道LVDS接收芯片时,十通道LYDS发送芯片需要为每个LVDS接收芯片提供单独的时钟信号。5LVDS发送芯片的输入与输出信号1LVDS发送芯片的输入信号 LVDS发送芯片的输入信号来自主控芯片,输入信号包含RGB数据信号、时钟信号和控制信号三

9、大类。 数据信号：为了说明的方便,将RGB信号以及数据选通DE和行场同步信号都算作数据信号。 在供6bit液晶面板使用的四通道LVDS发送芯片中,共有十八个RGB信号输入引脚,分别是R0R5红基色数据6bit红基色数据,R0为最低有效位,R5为最高有效位六个,G0G5绿基色数据六个,B0B5蓝基色数据六个；一个显示数据使能信号DE数据有效信号输入引脚；一个行同步信号HS输入引脚；一个场同步信号VS输入引脚。也就是说,在四通道LYDS发送芯片中,共有二十一个数据信号输入引脚。在供8bit液晶面板使用的五通道LVDS发送芯片中,共有二十四个RGB信号输入引脚,分别是红基色数据R0W8bit红基色数

10、据,R0为最低有效位,R7为最高有效位八个,绿基色数据G0G7八个,蓝基色数据B0B7八个；一个有效显示数据使能信号DE数据有效信号输入引脚；一个行同步信号HS输入引脚；一个场同步信号VS输入引脚；一个各用输入引脚。也就是说,在五通道LVDS发送芯片中,共有二十八个数据信号输入引脚。应该注意的是,液晶面板的输入信号中都必须要有DE信号,但有的液晶面板只使用单一的DE信号而不使用行场同步信号。因此,应用于不同的液晶面板时,有的LVDS发送芯片可能只需输入DE信号,而有的需要同时输入DE和行场同步信号。输入时钟信号：即像素时钟信号,也称为数据移位时钟在LVDS发送芯片中,将输入的并行RGB数据转换

11、成串行数据时要使用移位寄存器。像素时钟信号是传输数据和对数据信号进行读取的基准。待机控制信号POWER DOWN：当此信号有效时一般为低电平时,将关闭LVDS发送芯片中时钟PLL锁相环电路的供电,停止IC的输出。数据取样点选择信号：用来选择使用时钟脉冲的上升沿还是下降沿读取所输入的RGB数据。有的LVDS发送芯片可能并不设置待机控制信号和数据取样点选择信号,但也有的除了上述两个控制信号还设置有其他一些控制信号。 2LVDS发送芯片的输出信号LVDS发送芯片将以并行方式输入的TTL电平RGB数据信号转换成串行的LVDS信号后,直接送往液晶面板侧的LVDS接收芯片。LVDS发送芯片的输出是低摆幅差

12、分对信号,一般包含一个通道的时钟信号和几个通道的串行数据信号。由于LVDS发送芯片是以差分信号的形式进行输出,因此,输出信号为两条线,一条线输出正信号,另一条线输出负信号。 时钟信号输出：LVDS发送芯片输出的时钟信号频率与输入时钟信号像素时钟信号频率相同。时钟信号的输出常表示为：TXCLK和TXCLK,时钟信号占用LVDS发送芯片的一个通道。LVDS串行数据信号输出：对于四通道LVDS发送芯片,串行数据占用三个通道,其数据输出信号常表示为TXOUT0、TXOUT0,TXOUT1、TXOUT1,TXOUT2、TXOUT2。对于五通道LVDS发送芯片,串行数据占用四个通道,其数据输出信号常表示为

13、TXOUT0、TXOUT0,TXOUT1、TXOUTI,TXOUT2、TXOUT2,TXOUT3、TXOUT3。对于十通道LVDS发送芯片,串行数据占用八个通道,其数据输出信号常表示为TXOUT0、TXOUT0,TXOUT1、TXOUT1,TXOUT2、TXOUT2,TXOUT3、TXOUT3,TXOUT4、TXOUT4,TXOUT5、TXOUT5,TXOUT6、TXOUT6,TXOUT7、TXOLT7。如果只看电路图,是不能从LVDS发送芯片的输出信号TXOUT、TXOUT0中看出其内部到底包含哪些信号数据,以及这些数据是怎样排列的或者说这些数据的格式是怎样的。事实上,不同厂家生产的LVDS

14、发送芯片,其输出数据排列方式可能是不同的。因此,液晶显示器驱动板上的LVDS发送芯片的输出数据格式必须与液晶面板LVDS接收芯片要求的数据格式相同,否则,驱动板与液晶面板不匹配。这也是更换液晶面板时必须考虑的一个问题。专家点拔LVDS发送芯片在一个时钟脉冲周期内,每个数据通道都输出7bit的串行数据信号,而不是常见的8bit数据,如图5所示图5LVDS接口电路在一个时钟脉冲周期内传输7bit数据3LVDS发送芯片输出信号的格式LVDS发送芯片输出信号的格式,即LVDS发送芯片输入的RGB数据,以及行同步信号HS、场同步信号VS、有效显示数据使能信号DE在各个输出通道中数据位的排列顺序。由于几个

15、大的LYDS芯片生产厂家制定了不同的标准,因此,存在着几种不同的LVDS发送芯片数据输出格式,在更换液晶显示器驱动板或更换液晶面板时,必须弄清LVDS接口液晶面板所要求的LVDS信号格式,使液晶显示器驱动板侧LVDS发送芯片的输出数据格式与液晶面板LVDS接收芯片所要求的数据格式相同。 单路6bit LVDS发送芯片数据输出格式：单路6bit LVDS发送电路使用四通道LVDS发送芯片,输出信号格式如图6所示。图6 单路6bit LVDS发送芯片数据输出格式图6中NA的意思是未使用。此例为控制信号仅使用DE的模式,未使用行同步信号HS和场同步信号VS。关于DE、IIS、VS信号的使用问题,将在

16、第9章进行介绍。当控制信号为DE行场同步信号模式时,图中的两个NA更换为场同步信号VS和行同步信号HS。双路6bit LVDS发送芯片数据输出格式：双路6bit LVDS发送电路使用两片四通道LVDS发送芯片,输出信号格式如图7所示。图7 双路6bit LVDS发送芯片数据输出格式从图7中可以看出,双路6bit LVDS发送芯片数据输出格式与单路6bit LVDS发送芯片数据输出格式是相同的,只不过一路传送奇数像素RGB数据,另工路传送偶数像素RGB数据。OR0、OR1、中的O代表奇数像素,ER0、ER1、中的E代表偶数像素。 单路8bit LVDS发送芯片数据输出格式：单路8bit LVDS

17、发送电路使用五通道LVDS发送芯片,输出信号格式有多种,下面只介绍其中的两种。图8所示是其中的一种输出信号格式。图9所示是产生这种数据信号格式的电路接法。图8 单路8bit LVDS发送芯片数据输出格式之一图9 所示数据输出格式的电路接法图10 所示为单路8bit LVDS发送芯片的另一种数据输出格式。图10 单路8bit LVDS发送芯片数据输出格式之二图11 所示格式中的控制信号仅使用DE模式,当控制信号为DE行场同步信号模式时,第二数据通道TXOUT2中的两个NA应更换为场同步信号VS和行同步信号HS通过对驱动板编程可改写。 从以上两种输出格式中可以看出,数据信号的排列顺序差别很大,不过

18、,要想让其排列一致,完全可以通过对驱动板编程来完成。图11 双路8bit LVDS发送芯片数据输出格式之一 双路8bit LVDS发送芯片数据输出格式：双路8bit LVDS发送电路使用两片五通道LVDS发送芯片或一片十通道LVDS发送芯片,双路8bit LVDS发送芯片数据输出格式也有多种形式,图11所示是其中的一种。 常见LVDS屏接口定义讲解上面我们知道了屏的型号和接口了,但是我们还不知道这个是多少位的屏和多少的供电,为了让大家轻松搞会这一步,我们拿一个单6位LVDS的屏来解析一下,此款屏的型号为：LP141X320针插接口屏接口定义在液晶屏的规格书里面都有这一个页面PinSymolDe

19、scription1VDDPower supply3.33.3V供电2VDDPower supply3.33.3V供电3GNDGround地4GNDGround地5RIN0-Receiver signal一组数据0-16RIN0+Receiver signal一组数据0+27GNDGround地8RIN1-Receiver signal一组数据1-39RIN1+Receiver signal一组数据1+410GNDGround地11RIN2-Receiver signal一组数据2-512RIN2+Receiver signal一组数据2+613GNDGround地14CLKCLOCK一组时钟

20、信号15CLKCLOCK一组时钟信号16GNDGround地17NC空脚18NC空脚19GNDGround地20GNDGround地在屏的接口定义中我们看出液晶屏的供电为3.3V供电出现了RIN单组数据中有0正0负1正1负2正2负单组6条数据线的接口所以我们说这个就是20针单6位的屏下面我们在以一个30片插双8位的屏接口定义让大家学习一下列CLAA170EA02Pin No. ofused connectorsymbolFunction1RXO0-minus signal of odd channel 0第一组数据12RXO0+plus signal of odd channel 0第一组数据

21、23RXO1-minus signal of odd channel 1第一组数据34RXO1+plus signal of odd channel 1第一组数据45RXO2-minus signal of odd channel 2第一组数据56RXO2+plus signal of odd channel 2第一组数据67GNDground地8RXOC-minus signal of odd clock channel 第一组时钟信号9RXOC+plus signal of odd clock channel 第一组时钟信号10RXO3-minus signal of odd channe

22、l 3第一组数据711RXO3+plus signal of odd channel 3第一组数据812RXE0-minus signal of even channel 0第二组数据113RXE0+plus signal of even channel 0第二组数据214GNDground地15RXE1-minus signal of even channel 1第二组数据316RXE1+plus signal of even channel 1第二组数据417GNDground地18RXE2-minus signal of even channel 2第二组数据519RXE2+plus s

23、ignal of even channel 2第二组数据620RXEC-minus signal of even clock channel 第二组时钟信号21RXEC+plus signal of even clock channel 第二组时钟信号22RXE3-minus signal of even channel 3第二组数据723RXE3+plus signal of even channel 3第二组数据824GNDground地25NCNC空26NCTest pin空27NCNC空28VCCPower supply input voltage供电5V29VCCPower supp

24、ly input voltage供电5V30VCCPower supply input voltage供电5V这里面出现了两组数据每组中都有一对时钟信号,这个屏我们就能看出这是一个30针双8位屏,屏的供电为5V。常见的LVDS接口定义20PIN单6定义：1：电源2：电源3：地4：地5：R0- 6：R0+ 7：地8：R1- 9：R1+ 10：地11：R2- 12：R2+ 13：地14：CLK- 15：CLK+ 16空17空18空19空20空每组信号线之间电阻为数字表100欧左右指针表20100欧左右4组相同阻值20PIN双6定义：1：电源2：电源3：地4：地5：R0- 6：R0+ 7：R1- 8

25、：R1+ 9：R2- 10：R2+ 11：CLK- 12：CLK+ 13：RO1- 14：RO1+ 15：RO2- 16：RO2+ 17：RO3- 18：RO3+19：CLK1- 20：CLK1+每组信号线之间电阻为数字表100欧左右指针表20100欧左右8组相同阻值20PIN单8定义：1：电源2：电源3：地4：地5：R0- 6：R0+ 7：地8：R1- 9：R1+ 10：地11：R2- 12：R2+ 13：地14：CLK- 15：CLK+ 16：R3- 17：R3+每组信号线之间电阻为数字表100欧左右指针表20100欧左右5组相同阻值30PIN双8定义：1：电源2：电源3：电源4：空5：空

26、6：空7：地8：R0- 9：R0+ 10：R1- 11：R1+ 12：R2- 13：R2+ 14：地15：CLK- 16：CLK+ 17：地18：R3- 19：R3+ 20：RB0- 21：RB0+ 22：RB1- 23：RB1+ 24：地 25：RB2- 26：RB2+ 27：CLK2-28：CLK2+ 29：RB3- 30：RB3+每组信号线之间电阻为数字表100欧左右指针表20100欧左右10组相同阻值一般14PIN、20PIN、30PIN为LVDS接口,15寸含15寸以下多为3.3V供电17含17以上多为5V供电。这只是常见屏是这样规律,而不是所有的都是这样。常见TTL的屏接口定义列：

27、这是一个常见的41扣TTL的屏接口来看看与LVDS的屏有什么区别屏型号为M121-53DS 41扣单六位TTL屏Pin#Signal Name1GND地2-DTCLK时钟3GND地4HSYNC行信号5VSYNC场信号6GND地7GND地8GND地9+RED0单组红数据110+RED1单组红数据211+RED2单组红数据312GND地13+RED3单组红数据414+RED4单组红数据515+RED5单组红数据616GND地17GND地18GND地19+GREEN0单组绿数据120+GREEN1单组绿数据221+GREEN2单组绿数据322GND地23+GREEN3单组绿数据424+GREEN4单

28、组绿数据525+GREEN5单组绿数据626GND地27GND地28GND地29+BLUE0单组蓝数据130+BLUE1单组蓝数据231+BLUE2单组蓝数据332GND地33+BLUE3单组蓝数据434+BLUE4单组蓝数据535+BLUE5单组蓝数据636GND地37+DSPTMG38Reserved39VDD 屏供电40VDD 屏供电41Reserved知识点：TTL接口的屏线明显比LVDS的屏线多 常见31扣41扣30+50 60扣70扣80扣TTL的屏也有单组数据 和双组数据之分 以此类推就可以了常见TTL屏线D6T单6位TTL：31扣针,41扣针。对应屏的尺寸主要为笔记本液晶屏8寸,10寸,11寸,12寸,还有部分台式机屏15寸为41扣针接口。 S6T双6位TTL：3045针软排线,60扣针,70扣针,80扣针。主要为台式机的14寸,15寸液晶屏。S8T双8位TTL：有,很少见80扣针14寸,15寸.