常見液晶驅(qū)動控制芯片詳解

前言

因此各位朋友在選擇 LCD液晶模塊的時候，在考慮到串行，還是并行的方式時，可根據(jù)其驅(qū)動控制 IC的型號來判別，當(dāng)然你還需要看你選擇的LCD模塊引腳定義是固定支持并行，還是可選擇并行或串行的方式。

一、字符型LCD驅(qū)動控制IC

市場上通用的8×1、8×2、16×1、16X2、16X4、20X2、20X4、40X4等字符型LCD，基本上都采用的
KS0066 作為 LCD 的驅(qū)動控制器。

二、圖形點陣型LCD驅(qū)動控制IC

2.1、點陣數(shù)122X32—SED1520。

2.2、點陣數(shù)128×64。

（1）RA8816，支持串行或并行數(shù)據(jù)操作方式，內(nèi)置中文漢字字庫。

（2）KS0108/RA8808，只支持并行數(shù)據(jù)操作方式，也是最通用的12864點陣液晶的驅(qū)動控制IC。

（3）ST7565，支持中行或并行數(shù)據(jù)操作方式。

（4）S6B0724，支持中行或并行數(shù)據(jù)操作方式。

（5）RA6963，支持并行數(shù)據(jù)操作方式。

2.3、其他點陣數(shù)如192×64、240×64、320X64、240X128 的一般都是采用RA6963驅(qū)動控制芯片。

2.4、點陣數(shù)320X240，通用的采用

RA8835 內(nèi)置ASCII字庫，以及 RA8806驅(qū)動IC內(nèi)置ASCII和中文等字庫。

這里列舉的只是一些常用的，當(dāng)然還有其他 LCD 驅(qū)動控制IC，在寫LCD 驅(qū)動時要清楚是哪個型號的IC，再到網(wǎng)上去尋找對應(yīng)的IC 數(shù)據(jù)手冊吧。后面我將慢慢補上其它一些常見的。

三、12864 液晶的奧秘

CD1601/1602和 LCD12864 都是通常使用的液晶，有人以為12864是一個統(tǒng)一的編號，主要是12864 的液晶驅(qū)動都是一樣的，其實 12864只是表示液晶的點陣是128*64點陣，而實際的12864 有帶字庫的，也有不帶字庫的：有5V電壓的，也有3.3V工作電壓：歸根到底的區(qū)別在于驅(qū)動控制芯片，常用的控制芯片有RA8816、KS0108/RA8808、RA6963等等。

以下而介紹比較常用的四種：

（1）RA8816類這種控制器帶中文字庫，為用戶免除了編制字庫的麻煩，該控制器的液晶還支持畫圖方式。該類液晶支持8080、6800 時序8位和4位并口以及SPI串口。

（2）KS0108/RA8808類這種控制器指令簡單，不帶字庫。支持6800時序8位并口。

（3）RA6963類這種控制器功能強大，帶ASCII字庫。有文本和圖形兩種顯示方式。有文本和圖形兩個圖層，并且支持兩個圖層的疊加顯示，支持8080、6800時序8位并口。

（4）COG類常見的控制器有S6B0724
和 ST7565，這兩個控制器指令兼容、支持6800時序、8080時序8位并口和串口。COG類液晶的特點是結(jié)構(gòu)輕便，成本低。

四、各種控制器的接口定義：

CS1 和 CS2 是K0108/RA8808類的標(biāo)志性引腳；

FS 是RA6963類液晶的標(biāo)志性引腳；

如果拿到的液晶接口有絲印的話，可以按照上表來判斷液晶的類型。

正是因為12864的控制芯片有很多，則對應(yīng)的液晶驅(qū)動方式大不相同，所以最好的辦法是你在購買液晶的時候向廠家的銷售人員咨詢清楚你所購買液晶的控制芯片，索要技術(shù)手冊。

五、TFT液晶屏常見驅(qū)動控制芯片

TFT（薄膜晶體管）液晶屏的驅(qū)動控制芯片負責(zé)將輸入的圖像信號轉(zhuǎn)換為屏幕上的像素顯示。這些芯片（如瑞佑科技的RA8875、RA8889，YAMAHA的YGV642，adStar的D16MF512，ST的STM32F767）在顯示系統(tǒng)中扮演著核心角色，其主要功能是控制液晶屏的刷新、驅(qū)動像素點以及管理顯示內(nèi)容。以下是TFT液晶屏驅(qū)動控制芯片的工作原理和功能的詳細解釋。

5.1. TFT液晶屏的基本結(jié)構(gòu)

• 像素 ：TFT屏幕由許多像素組成，每個像素包含一個薄膜晶體管（TFT）和一個液晶單元。每個像素通常分為紅、綠、藍（RGB）三個子像素。
• 行列矩陣 ：這些像素排列成一個行列矩陣，由驅(qū)動芯片逐行、逐列控制顯示內(nèi)容。

5.2. 驅(qū)動控制芯片的功能

? TFT液晶屏驅(qū)動控制芯片通常包含多個部分：時序控制器（TCON）、行驅(qū)動電路、列驅(qū)動電路、背光驅(qū)動控制等。

(1) 時序控制器 (TCON)：

TCON 是TFT 液晶屏驅(qū)動的核心組件，它負責(zé)管理顯示屏的時序信號。

• 它接收來自主控芯片（如 MCU 或 GPU）的
  RGB 數(shù)據(jù)和控制信號，并將其轉(zhuǎn)換為適合液晶屏的信號格式（如行、列的同步信號）。
• 生成時鐘信號，以協(xié)調(diào)列驅(qū)動和行驅(qū)動電路的工作，使得每個像素在正確的時間點被更新。

(2) 行驅(qū)動電路 (Gate Driver)：

• 行驅(qū)動電路用于控制行掃描，逐行選擇 TFT 開關(guān)。它按順序向每一行發(fā)送掃描信號，打開該行的所有 TFT 開關(guān)。
• 每當(dāng)一個掃描信號激活一行時，該行的 TFT 開關(guān)就導(dǎo)通，這樣就可以在這行所有列中寫入顏色數(shù)據(jù)。

(3) 列驅(qū)動電路 (Source Driver)：

• 列驅(qū)動電路負責(zé)控制每一列的電壓，并將像素的顏色數(shù)據(jù)（通常為 RGB 信號）逐列輸入到屏幕中。
• 它將時序控制器傳送過來的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電壓信號，并應(yīng)用到相應(yīng)的列上，以形成正確的顏色顯示。
• 不同的電壓信號控制液晶分子的旋轉(zhuǎn)角度，從而調(diào)節(jié)每個像素的亮度和顏色。

(4) 背光驅(qū)動控制：

• 背光驅(qū)動通常不是直接集成在TFT驅(qū)動芯片中，但也是顯示系統(tǒng)的重要組成部分。它控制屏幕后面的LED背光亮度，以確保屏幕有足夠的亮度和對比度。
• 驅(qū)動芯片可以通過 PWM 信號控制背光的亮度，從而實現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)或節(jié)能模式。

5.3. 顯示原理

• 當(dāng)TFT液晶屏接收到驅(qū)動芯片的信號后，每一個像素點上的液晶分子會在電場作用下旋轉(zhuǎn)，從而改變通過液晶層的光的偏振方向。
• 光源（LED 背光）通過液晶層時，會根據(jù)液晶分子的排列和濾光片的顏色，使每個像素點顯示出不同的顏色。
• 驅(qū)動芯片按照行掃描的方式逐行更新像素數(shù)據(jù)，刷新整個屏幕的圖像內(nèi)容。

5.4. 驅(qū)動接口類型

驅(qū)動芯片通常支持多種接口類型，用于連接主控芯片（如MCU、GPU）：

• 并行接口（RGB/8080/6800） ：用于高數(shù)據(jù)傳輸速率的應(yīng)用，通常傳輸
  RGB 信號。
• 串行接口（SPI/I2C） ：傳輸速率較低，但所需引腳較少，適合小尺寸屏幕和簡單應(yīng)用。
• LVDS 或 MIPI DSI ：用于高分辨率和高速率的顯示場景，如手機或高清顯示器。

5.5. 常見TFT驅(qū)動控制芯片示例

常見的 TFT 驅(qū)動芯片有RA8875 、RA8889、 STM32F767、YGV642、D16MF512等。這些芯片都有內(nèi)置的時序控制器、行列驅(qū)動電路，支持多種接口和顯示模式，并有豐富的控制寄存器來調(diào)節(jié)顯示效果（如亮度、對比度、顏色深度等）。

• 列舉幾款驅(qū)動控制芯片的一些特性：

（1）
RA8875：最大可支持800*480 分辨率的屏，可支持的色深256/65K色，功能強大，網(wǎng)上資料齊全，開發(fā)起來容易。該芯片是早期的TFT LCD的優(yōu)選。

（2）
YGV642、D16MF512：最大可支持800*600分辨率的LCD，支持18bpp/24bpp，但這兩款芯片在網(wǎng)上的資料比較少，開發(fā)起來不方便，找不到技術(shù)支持。

（3）
STM32F767：ST公司推出的一個帶液晶驅(qū)動控制的強大MCU，支持最大為1024*768，支持24bpp，開發(fā)難度大，液晶顯示部分完全由用戶通過代碼實現(xiàn)。

（4）
RA8889：瑞佑公司推出的升級版RA8875，支持8bpp/16bpp/18bpp/24bpp，支持的最大分辨率為：1366*2048，內(nèi)置顯存16Mbyte，功能比較強大，網(wǎng)上資料齊全，并且在大陸有專門的技術(shù)人員支持。

5.6.總結(jié)

TFT液晶屏的驅(qū)動控制芯片通過控制行列掃描、管理像素點電壓和調(diào)節(jié)顯示時序，實現(xiàn)對屏幕的全面控制和內(nèi)容顯示。它們是 TFT 屏幕工作過程中不可或缺的核心部件。具體芯片的應(yīng)用和配置需要根據(jù)屏幕的分辨率、接口類型和應(yīng)用需求來設(shè)計和調(diào)整。

審核編輯 黃宇