一, interfície MCU: una opció clàssica en el camp dels microcontroladors
La interfície MCU (també coneguda com a interfície I80 o mode Intel 8080) és un dels tipus d'interfície més utilitzats per a segments LCD, especialment adequat per a escenaris de controladors de microcontroladors. La seva característica bàsica és la transmissió de dades a través d'un bus paral·lel, i el contingut de la pantalla està directament controlat per l'amfitrió (com ara MCU).
1. Principis tècnics
Definició del senyal: inclou CS (selecció de xip), RS (selecció de registre), WR (senyal d'escriptura), RD (senyal de lectura), RESET (reinicialització) i línies de dades (8/9/16/18/24 bits).
Lògica del controlador: l'amfitrió escriu dades a la memòria GRAM (Graphics Random Access Memory) del controlador LCD mitjançant senyals WR, i després el controlador les converteix en senyals de píxels per a la sortida. El senyal RS distingeix les ordres (com ara la neteja de la pantalla, la configuració del contrast) de les dades (contingut de la pantalla).
Control de temporització: no cal sincronitzar el rellotge extern, confiant en el generador de temporització de l'amfitrió per conduir els elèctrodes COM i SEG.
2. Escenaris d'aplicació
Els instruments de mida petita, com ara les pantalles de codi de segment de 2,0 polzades, 2,4 polzades i 2,8 polzades, s'utilitzen àmpliament en comptadors intel·ligents, comptadors d'aigua, comptadors de gas i altres aplicacions.
Requisit de baixa resolució: adequat per mostrar números o símbols senzills (com ara valors de temperatura i pressió) sense necessitat de gràfics complexos.
3. Avantatges i inconvenients
Avantatges:
Control senzill: no cal protocols complexos, adequat per a microcontroladors amb recursos limitats.
Baix cost: alta integració de xips controladors i circuits perifèrics senzills.
Inconvenients:
Limitació de GRAM: la capacitat interna de GRAM és limitada, cosa que dificulta la compatibilitat de pantalles de -mida gran o d'alta-resolució (normalment inferior o igual a 3,8 polzades).
Baixa taxa d'actualització: les dades s'han de transferir a través de GRAM, la qual cosa comporta una visualització deficient en temps real-.
2, interfície RGB: l'opció preferida per a pantalles grans i pantalles d'alta velocitat-
La interfície RGB aconsegueix la visualització mitjançant la transmissió paral·lela de dades de color primari vermell, verd i blau, i és adequada per a LCD segmentats que requereixen freqüències d'actualització elevades o mides grans (com ara TFT-LCD de 5-polzades o més).
1. Principis tècnics
Definició del senyal: inclou VSYNC (sincronització vertical), HSYNC (sincronització horitzontal), DOTCLK (rellotge de píxels), CS (selecció de xip), RESET i línies de dades RGB (6/16/18/24 bits).
Lògica del controlador: l'amfitrió emet directament dades RGB a nivell de píxels sense necessitat de relé GRAM i controla el temps de visualització mitjançant senyals de sincronització.
Format de dades: Admet RGB565 (16 bits), RGB666 (18 bits), RGB888 (24 bits), etc., amb una profunditat de color flexible.
2. Escenaris d'aplicació
Panell HMI industrial: per a pantalles tàctils de més de 8 polzades, s'han de mostrar menús dinàmics o missatges d'alarma.
Monitor mèdic: Actualització en temps real de paràmetres com la freqüència cardíaca i la pressió arterial, que requereix una baixa latència i una alta fiabilitat.
3. Avantatges i inconvenients
Avantatges:
Transmissió d'alta velocitat: les dades s'escriuen directament a la memòria intermèdia de la pantalla, amb una freqüència d'actualització de més de 60 Hz.
Colorit: Admet una gran profunditat de color, adequat per mostrar gràfics complexos.
Inconvenients:
Complexitat del pin: requereix un gran nombre de línies de dades (com ara 24 línies per a RGB de 24 bits), augmentant la dificultat del disseny de la PCB.
No hi ha emmagatzematge intern: es requereix una actualització contínua per mantenir la pantalla, en cas contrari, la pantalla es tornarà blanca.
3, interfície SPI: una solució lleugera per a la comunicació en sèrie
SPI (Serial Peripheral Interface) permet la transmissió de dades a través d'un nombre reduït de pins, la qual cosa la fa apta per a aplicacions LCD de segments sensibles als costos o amb un espai limitat.
1. Principis tècnics
Definició del senyal: Inclou quatre línies: CS (selecció de xip), SCLK (rellotge), SDI (entrada de dades), SDO (sortida de dades) (alguns esquemes simplificats només requereixen CS, SCLK, SDI).
Lògica del controlador: l'amfitrió envia ordres de control i dades de visualització a través del bus SPI, i el controlador LCD analitza i actualitza la pantalla.
Format de dades: normalment transmissió de serialització de dades en paral·lel de 8 bits, que requereix una configuració interna del registre.
2. Escenaris d'aplicació
Els dispositius portàtils com les cordes de saltar electròniques i les pantalles de les estacions de càrrega requereixen un baix consum d'energia i una mida petita.
Interfície senzilla: mostra dades de format fix (com ara temps, comptadors) sense interaccions complexes.
3. Avantatges i inconvenients
Avantatges:
Menys pins: només es necessiten 4 cables, estalviant espai de PCB.
Forta anti-interferència: la transmissió en sèrie redueix el risc d'interferències del senyal.
Inconvenients:
Limitació de velocitat: a causa de les limitacions de velocitat del bus SPI (normalment inferior o igual a 50 Mbps), és difícil suportar contingut dinàmic o d'alta-resolució.
Complexitat del programari: es requereix el processament manual de la serialització i la sincronització de dades.
4, interfície LVDS: solució de qualitat industrial per a la senyalització diferencial-d'alta velocitat
LVDS (Low Voltage Differential Signaling) transmet dades mitjançant parells diferencials, amb altes capacitats d'anti-interferències i transmissió de llarga-distància, adequats per a LCD segmentats en entorns industrials.
1. Principis tècnics
Definició del senyal: convertiu els nivells TTL en senyals diferencials (com ara V+, V -) i transmeteu-los mitjançant un parell trenat o un cable.
Lògica del controlador: el transmissor LVDS del costat amfitrió codifica dades paral·leles en senyals diferencials i el receptor del costat LCD descodifica i restaura les dades originals.
Velocitat de transmissió: fins a 1,5 Gbps o més, compatible amb pantalla de resolució 4K.
2. Escenaris d'aplicació
Els instruments en entorns durs, com els terminals de monitorització d'energia exterior, han de resistir les interferències electromagnètiques (EMI).
Transmissió de llarga distància: l'amfitrió i la pantalla de visualització es despleguen per separat (per exemple, superior o igual a 10 metres) i s'ha de mantenir la integritat del senyal.
3. Avantatges i inconvenients
Avantatges:
Forta anti-interferència: els senyals diferencials suprimeixen eficaçment el soroll en mode comú.
Alta velocitat: admet alta resolució i freqüència de refresc.
Inconvenients:
Cost elevat: requereix xips LVDS dedicats i cablejat precís.
Disseny complex: requereix una impedància i una resistència terminal coincidents, augmentant la dificultat de depuració.
5, Interfície MIPI: la tendència futura dels dispositius mòbils
MIPI (Interfície de processador de la indústria mòbil) transmet dades a través d'un bus sèrie diferencial, combinant característiques d'alta velocitat i baix consum d'energia, convertint-se gradualment en l'opció preferida per a les pantalles LCD de codi de segment{0}}de gamma alta.
1. Principis tècnics
Definició del senyal: Inclou DSI (Display Serial Interface) i CSI (Camera Serial Interface), transmesos mitjançant parells diferencials.
Lògica del controlador: l'amfitrió envia ordres i dades de visualització a través del bus MIPI i el controlador LCD analitza i actualitza la pantalla.
Mode de transmissió: admet el mode de baixa-potència (menys o igual a 10 Mbps) i el mode- d'alta velocitat (80 Mbps-1,5 Gbps).
2. Escenaris d'aplicació
Els dispositius portàtils intel·ligents, com els rellotges intel·ligents, requereixen un baix consum d'energia i una mida petita.
Al tauler d'instruments del cotxe: com ara un tauler d'instruments LCD complet, es requereixen efectes dinàmics i d'alta resolució.
3. Avantatges i inconvenients
Avantatges:
Baix consum d'energia: la transmissió diferencial redueix el canvi de senyal i el consum d'energia.
Alta velocitat: admet resolució 4K/8K i freqüència de refresc de 120 Hz.
Inconvenients:
Restricció de patents: s'han de pagar les taxes de llicència de MIPI Alliance.
Llindar de desenvolupament alt: es requereix familiaritat amb la pila de protocols MIPI i el disseny de la capa física.
