一, interface MCU : un choix classique dans le domaine des microcontrôleurs
L'interface MCU (également connue sous le nom d'interface I80 ou mode Intel 8080) est l'un des types d'interface les plus couramment utilisés pour les segments LCD, particulièrement adapté aux scénarios de pilotes de microcontrôleurs. Sa fonctionnalité principale est la transmission de données via un bus parallèle, et le contenu d'affichage est directement contrôlé par l'hôte (tel qu'un MCU).
1. Principes techniques
Définition du signal : comprend CS (sélection de puce), RS (sélection de registre), WR (signal d'écriture), RD (signal de lecture), RESET (réinitialisation) et lignes de données (8/9/16/18/24 bits).
Logique du pilote : l'hôte écrit les données dans la GRAM (Graphics Random Access Memory) du pilote LCD via des signaux WR, puis le pilote les convertit en signaux de pixels pour la sortie. Le signal RS distingue les commandes (telles que l'effacement de l'écran, le réglage du contraste) des données (contenu de l'affichage).
Contrôle de synchronisation : pas besoin de synchronisation d'horloge externe, s'appuyant sur le générateur de synchronisation hôte pour piloter les électrodes COM et SEG.
2. Scénarios d'application
Les instruments de petite taille, tels que les écrans à code segmenté de 2,0 pouces, 2,4 pouces et 2,8 pouces, sont largement utilisés dans les compteurs intelligents, les compteurs d'eau, les compteurs de gaz et d'autres applications.
Exigence de faible résolution : convient pour afficher des nombres ou des symboles simples (tels que des valeurs de température et de pression) sans avoir besoin de graphiques complexes.
3. Avantages et inconvénients
Avantages :
Contrôle simple : pas besoin de protocoles complexes, adapté aux microcontrôleurs aux ressources limitées.
Faible coût : haute intégration de puces de pilote et de circuits périphériques simples.
Inconvénients :
Limitation GRAM : la capacité GRAM interne est limitée, ce qui rend difficile la prise en charge d'écrans de grande taille-ou haute-résolution (généralement inférieure ou égale à 3,8 pouces).
Faible taux de rafraîchissement : les données doivent être transférées via GRAM, ce qui entraîne un mauvais affichage en temps réel-.
2, interface RVB : le choix préféré pour les grands écrans et les affichages à grande vitesse-
L'interface RVB permet l'affichage via la transmission parallèle de données de couleurs primaires rouge, vert et bleu, et convient aux écrans LCD segmentés qui nécessitent des taux de rafraîchissement élevés ou de grandes tailles (comme les TFT-LCD de 5 - pouces ou plus).
1. Principes techniques
Définition du signal : comprend VSYNC (synchronisation verticale), HSYNC (synchronisation horizontale), DOTCLK (horloge pixel), CS (sélection de puce), RESET et lignes de données RVB (6/16/18/24 bits).
Logique du pilote : l'hôte produit directement des données RVB au niveau des pixels sans avoir besoin d'un relais GRAM et contrôle la synchronisation de l'affichage via des signaux de synchronisation.
Format de données : prend en charge RGB565 (16 bits), RGB666 (18 bits), RGB888 (24 bits), etc., avec une profondeur de couleur flexible.
2. Scénarios d'application
Panneau IHM industriel : Pour les écrans tactiles de plus de 8 pouces, des menus dynamiques ou des messages d'alarme doivent être affichés.
Moniteur médical : Actualisation en temps réel de paramètres tels que la fréquence cardiaque et la pression artérielle, nécessitant une faible latence et une grande fiabilité.
3. Avantages et inconvénients
Avantages :
Transmission à grande vitesse : les données sont directement écrites dans le tampon d'affichage, avec un taux de rafraîchissement supérieur à 60 Hz.
Coloré : prend en charge une profondeur de couleur élevée, adaptée à l’affichage de graphiques complexes.
Inconvénients :
Complexité des broches : nécessite un grand nombre de lignes de données (par exemple 24 lignes pour RVB 24 bits), ce qui augmente la difficulté de la disposition du PCB.
Pas de stockage interne : un rafraîchissement continu est nécessaire pour maintenir l'affichage, sinon l'écran deviendra blanc.
3, interface SPI : une solution légère pour la communication série
SPI (Serial Peripheral Interface) permet la transmission de données via un petit nombre de broches, ce qui le rend adapté aux applications LCD à segments sensibles aux coûts ou à l'espace limité.
1. Principes techniques
Définition du signal : comprend quatre lignes : CS (sélection de puce), SCLK (horloge), SDI (entrée de données), SDO (sortie de données) (certains schémas simplifiés nécessitent uniquement CS, SCLK, SDI).
Logique du pilote : l'hôte envoie des commandes de contrôle et affiche les données via le bus SPI, et le pilote LCD analyse et met à jour l'affichage.
Format des données : généralement transmission de sérialisation de données parallèle de 8 bits, qui nécessite une configuration de registre interne.
2. Scénarios d'application
Les appareils portables tels que les cordes à sauter électroniques et les écrans de station de recharge nécessitent une faible consommation d'énergie et une petite taille.
Interface simple : affichez des données au format fixe (telles que l'heure, les compteurs) sans interactions complexes.
3. Avantages et inconvénients
Avantages :
Moins de broches : seuls 4 fils sont nécessaires, ce qui permet d'économiser de l'espace sur le PCB.
Anti--forte : la transmission série réduit le risque d'interférence du signal.
Inconvénients :
Limitation de vitesse : en raison des contraintes de vitesse du bus SPI (généralement inférieure ou égale à 50 Mbps), il est difficile de prendre en charge du contenu dynamique ou à haute résolution-.
Complexité logicielle : un traitement manuel de la sérialisation et de la synchronisation des données est requis.
4, interface LVDS : solution de qualité industrielle pour la signalisation différentielle à grande vitesse-
LVDS (Low Voltage Differential Signaling) transmet les données via des paires différentielles, avec des capacités élevées d'anti-interférence et de transmission longue-distance, adaptées aux écrans LCD segmentés dans les environnements industriels.
1. Principes techniques
Définition du signal : convertissez les niveaux TTL en signaux différentiels (tels que V+, V -) et transmettez-les via une paire torsadée ou un câble.
Logique du pilote : l'émetteur LVDS côté hôte code les données parallèles en signaux différentiels, et le récepteur côté LCD décode et restaure les données d'origine.
Taux de transmission : jusqu'à 1,5 Gbit/s ou plus, prenant en charge l'affichage en résolution 4K.
2. Scénarios d'application
Les instruments utilisés dans des environnements difficiles, tels que les terminaux de surveillance de l'alimentation extérieure, doivent résister aux interférences électromagnétiques (EMI).
Transmission longue distance : l'hôte et l'écran d'affichage sont déployés séparément (par exemple supérieur ou égal à 10 mètres) et l'intégrité du signal doit être maintenue.
3. Avantages et inconvénients
Avantages :
Anti-interférence-forte : les signaux différentiels suppriment efficacement le bruit en mode commun.
Haute vitesse : prend en charge la haute résolution et le taux de rafraîchissement.
Inconvénients :
Coût élevé : nécessite des puces LVDS dédiées et un câblage précis.
Conception complexe : nécessite de faire correspondre l'impédance et la résistance des bornes, ce qui augmente la difficulté du débogage.
5, Interface MIPI : la tendance future des appareils mobiles
MIPI (Mobile Industry Processor Interface) transmet les données via un bus série différentiel, combinant des caractéristiques de vitesse élevée et de faible consommation d'énergie, devenant progressivement le choix préféré pour les écrans LCD à code de segment haut de gamme.
1. Principes techniques
Définition du signal : inclut le DSI (Display Serial Interface) et le CSI (Camera Serial Interface), transmis à l'aide de paires différentielles.
Logique du pilote : l'hôte envoie des commandes et des données d'affichage via le bus MIPI, et le pilote LCD analyse et met à jour l'affichage.
Mode de transmission : prend en charge le mode basse-consommation (inférieur ou égal à 10 Mbps) et le mode haute-vitesse (80 Mbps-1,5 Gbit/s).
2. Scénarios d'application
Les appareils portables intelligents, tels que les montres intelligentes, nécessitent une faible consommation d'énergie et une petite taille.
Dans le tableau de bord de la voiture : comme un tableau de bord LCD complet, une haute résolution et des effets dynamiques sont requis.
3. Avantages et inconvénients
Avantages :
Faible consommation d'énergie : la transmission différentielle réduit l'oscillation du signal et la consommation d'énergie.
Haute vitesse : prend en charge la résolution 4K/8K et un taux de rafraîchissement de 120 Hz.
Inconvénients :
Restriction du brevet : les frais de licence MIPI Alliance doivent être payés.
Seuil de développement élevé : une connaissance de la pile de protocoles MIPI et de la conception de la couche physique est requise.
