LCD屏电路原理浅析以及RK3288对应的MIPI电路设计
LCD屏电路原理浅析以及RK3288对应的MIPI电路设计
## 一、 文章描述
本文主要粗略描述下普通的LCD屏相关电路方面的知识。工程师可以通过本文了解到lcd屏相关电路设计原理以及需要注意的部分。
本文主要主要分为以下几个方面来描述：
LCD屏电路原理叙述；
LCD电路基本构成；
RK3288的LCD的背光部分描述；
RK3288DE MIPI数据口电路描述
二、 LCD屏电路原理叙述
随着移动终端产品的普及，LCD液晶屏越来越普及，其功耗低，尺寸薄，价格便宜，分辨率也越来越高，大小可裁剪。
实际理解LCD屏的发光原理，可以借着彩色的LED灯阵列的广告屏来理解。一幅图可以被细化出一个个同等规模的点，我们称为像素点。如1920*1080就是由1920行和1080的列LED阵列组成。行数和列数越多，图片被细化的颗粒度就越小，也就是越细腻。
由于任何一个颜色可以由RGB转换配对而成，所以一个像素点由RGB三个灯构成，通过调节三个灯的颜色可以配出对应的颜色。
这样通过配置各个像素点，就还原成对应的图片，由于一个像素点只能一种颜色，如果一幅图片细化像素点低，则会忽略掉其他像素点，则呈现出来的图像像素点之间间隔很明显；而像素越高，则图片一个像素点大小的颜色越单调，则呈现显示出来的图像就越清晰。
但是并不意味着像素越高，呈现图像一定比像素低的LCD屏显示效果要好，这是由于图片本身也是由颗粒度的，图片如果只是800460的大小，你放入19201080和800*460是没有区别的。同时在一些小尺寸高清晰的lcd屏中，如手机，它由于尺寸太小，虽然像素高，但人眼很难分辨出来。
当前的液晶屏和传统的led屏大不相同。但是最终颜色和像素的原理是类似的，理解可通用。当前的液晶屏，将颜色和亮度分开，实际真正的一个液晶屏就是一个色板，用户需要朝这个色板上照光，才能亮出对应颜色。
三、 LCD电路基本构成
在最早的时候，一个LED或者LCD屏都是由cpu根据要呈现的图像逐个像素点配置颜色刷新显示在lcd上。但是由于早期的成像要一直刷新，太占用cpu资源，所以就有了一个芯片记录当前lcd屏需要成像的图像，cpu只需要按照一定时间比例将待刷新的图更新到此芯片中，然后此芯片会定时刷新当前的lcd屏。
由于lcd屏厂商众多，开发出了各种各样的cpu和lcd芯片缓存之间的接口。如HDMI,lvds，mipi，rgb，spi，uart等。Cpu可以根据这些接口将图片数据逐个像素点上传到lcd的显示缓存中。
再后来，在视频流这种图像呈现中，cpu既要处理视频数据还要更新lcd缓存，这对cpu资源占用太多，所以图像刷新接口缓存的交给了DMA，即cpu通过DMA指定RAM上某一片区映射到显示接口，接口查看到DMA的数据，刷新给LCD显示缓存。
前文已述，当前液晶屏的数据显示只是颜色，需要一定的光才能呈现到人眼中。所以在lcd的色板中，一定有一个灯照在其上，通过调节这个灯的电流来调节lcd的亮度，我们称作这个模块为背光电路。
所以一个LCD的电路大致分为3部分。第一部分LCD的数据缓存电路部分；第二部分数据接口部分；第三部分为背光电路部分。
其中lcd的数据缓存部分一般是由lcd厂商设计，背光电路有的是厂商设计，预留一个pwm接口，有的是交给用户设计。
四、 RK3288的LCD的背光部分描述
当前选择的LCD屏，并不支持背光。所以设计中必须考虑此部分设计。
当前的LCD屏基本都是LED发光，所以为了考虑LED灯的衰减性和不一致性，所以一般采用恒流源来驱动。通过调节恒流源的电流完成对应灯光强度的控制。
上图中，通过BL_EN控制当前背光电源。通过控制pwm来实现对应电流输出。由于每个LCD屏的背光led灯数目不一，所以一旦横流呈现的电压过大，大于lcd屏耐受电压，则需要对应的稳压二极管钳住电压，不烧毁lcd屏。
五、 RK3288的LCD的数据口部分描述
电源使能的电路控制lcd屏数据刷新芯片的电源开断。复位电路为图像刷新芯片的的复位电路。Mipi数据线为4对数据线和一对时钟线差分接口。
Led供电电路为恒流源驱动电路，实际为背光输出的电流，通过PWM控制。
六、 RK3288的LCD的总结
当前是通用的电路设计。后续软件中会继续解析相关原理说明。（最近工作又点忙，更新很慢，写的不太细，有事留言qq群744140106）