TFT-LCD在GPS导航仪中的应用

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作者：东南大学 胡二勐 胡晨 刘坤

        随着我国汽车工业的发展和汽车用户的增多，车辆的自主实时导航技术越来越受到人们的关注，并被广泛地应用GPS车载导航仪是通过接受卫星信号，再配合电子地图数据，来适时掌握自己的方位与目的地的一种嵌入式产品，自主导航的模式不收取任何使用费，用户可以根据自己的需要有选择地获得地图数据。

        显示系统模块是GPS导航仪的重要模块，其中的TFT液晶显示器色彩更逼真，更平滑细腻，层次感更强，而且具有体积小、重量轻等优点，本设计采用samsung公司的LTV350QV－F05 TFT LCD屏。其系统框图如图1所示。
XSCAL PXA255处理器的LCD控制接口

        PXA255处理器是Intel公司推出的一款基于XSCAL核（兼容ARM指令集）的处理器，它集成有LCD控制器，可支持DSTN和TFT LCD。其LCD控制器的接口信号有：

   

• L_DD[15：0]：颜色数据信号。   
  
• L_PCLK：像点时钟信号，用于把彩色数据打入LCD显示器的移位寄存器，在主动方式下，像点时钟连续跳变。   
  
• L_LCLK：用于同步行信号。   
  
• L_FCLK：用于同步帧信号。   
  
• L_BIAS：在传输颜色数据的同时，使能信号（OE）有效，以通知LCD显示屏接收数据。
  

LTV350QV－F05 TFT-LCD屏

        在本设计中采用Samsung公司的LTV350QV－F05 3.5寸TFT LCD屏，此屏有两种工作模式，DE模式合SYNC模式，TFT LCT屏的上电顺序和初始化通过模拟的I2C总线来配置。该显示屏的最大分辨率为320×240，最多支持24位色信号，数据接口为RGB信号其中红色（R）8位、蓝色（B）8位、绿色（G）8位。

偏压电路和VCOM电路

        LTV350QV－F05模块有两路偏置电压VGL（－10V）和VGH（18V），并有一路模拟电源AVDD（5V）和一路数字电源VDD（3V）。为了节省，偏压电路用门电路、二极管和电容分立器件构成，其电路如图2所示，其中LCD_5V为系统供电电源。
1、VCOM电路

        VCOM信号由LTV350QV－F05产生的COM信号叠加一个直流电压形成。VCOM信号会影响屏的显示效果，但可以通过调整VCOM的信号叠加的直流电压来调节LCD屏。为了节省电路板空间，VCOM信号可用一个运放来实现。其电路原理图如图3所示。
2、背光电路

        使用MP1518背光芯片可驱动LTV350QV－F05LCD内部的6个串联发光二极管以实现背光显示，其电路图如图4所示。
LCD驱动部分

        LCD控制器通过FRAME BUFFER与应用程序和操作系统相联接。在嵌入式设备中，FRAM BUFFER一般是开辟在SDRAM中的一个虚拟的显示区。用户程序通过系统调用FRAM BUFFER驱动程序可达到显示图像的目的，其LCD驱动部分的原理框图如图5所示：
        本设计使用Windows CE操作系统，并需要配置LCD屏的初始化函数lcd_init（）。此屏可通过模拟I2C接口配置，主要用到的函数有：LCDClockHigh（），LCDDataHigh（），LCDSCHigh（），LCDCSLow（），LCDClockLow（），LCDDataLow（），SDATA_OUT（），voidLCD_Write（）等。以上函数也实现对I2C总线的模拟。

        LCD_init（）函数中的配置顺序如图6所示。
        其中R01－R19都是LTV350QV－F05的内部配置寄存器，在以上各个步骤间加入适当的延时函数，以保证寄存器配置的完成，在LCD屏初始化以后，应用程序就可以通过系统调用对FRAM BUFFER进行操作了，这样可以正常显示图像了。

结论

        由以上方案设计的液晶显示模块已经成功应用在GPS车载导航仪中，实际使用证明：图像清晰自然。