TFT-LCD驱动芯片测试平台的设计和实现

1 引言

近年来，随着手机和MP4等视频播放器等产品数量迅猛增长，据估计，今年手机的产量就达到10亿台，竞争趋于白热化。对于屏幕显示效果，消费者也提出了更高的要求。显示效果很大的部分取决于驱动IC的质量。显示屏的驱动IC成了很多厂家争夺的焦点。目前国内就有超过二十家的设计公司从事小屏幕显示屏的驱动IC的设计。在每一款的IC量产之前，必须经过反复的调试，以保证各项设置符合设计的要求，并且达到较好的显示效果。设计高速度，调试方便，并且美观的测试平台可以方便的调试出较好的效果，减少调试时间，而且可以给客户耳目一新的感觉，提高产品竞争力度。本论文是针对Focaltech-systems公司开发的TFT_LCD驱动芯片FT1505设计的测试平台。采用的C8051F130是一款由Cygnal公司新推出的高性能高速单片机，具有高速、流水线结构的8051兼容的CIP-51内核，执行指令最快速度可达100 MIPS，与8051系列比较增加了很多资源，他在片内集成了构成一个单片机数据采样或控制系统所需的几乎所有模拟和数字外设以及其他功能部件。符合搭建平台的要求。在2007深圳举行的CHINA IC上，展示了用此平台驱动的模组，吸引了很多客户和参观者的眼球，达到非常好的效果。

2 系统硬件电路设计

系统硬件电路主要包括各种电源／升压电路，MCU，片外FLASH，驱动IC，高速USB下载口周边电路和之间的接口电路。整个系统架构图1。

　　(1)电源／升压电路

电源电路主要由APW7080提供5V电压和APL1117提供3.3V电压。升压电路主要由DS9197构成。可以调节变阻器提供1.5～4.5V电压。

　　(2)MCU周边电路和其他部分接口电路(图2)

MCU的P0接FLASH的8位数据总线，P1，P2，P3接FLASH，驱动IC的地址总线。P6口接FLASH和驱动IC的控制信号线。flash_nce，flash_nwe，flash_noe分别是FLASH的片选，写，读控制信号，高电平有效。TFT_IM3～TFT_IMO是驱动IC的读数据接口选择。选1100时是8位接口，选1101时是16位接口。TFT_ncs， TFT_RS，TFT_nwr，TFT_RD，TFT_nRST分别是驱动IC的片选，寄存器选择，写，读及硬件复位的控制信号线，控制驱动IC的时序。MCU通过TMS，TCK，TDI，TDO四个引脚与高速USB下载口相连，可以从系统外下载图片等数据到FLASH。

　　(3)FLASH，驱动IC周边电路及接口电路(图3，图4)

Addr0～Addr20是合用的显示数据，地址总线，DATA0～DATA7是FLASH的存储数据的地址总线。RS，CS，WR，RD，RST是时序控制线，通过软件的控制来实现从FLASH和单片机内存中取出数据，传送到IC的数据接口，实现IC的正常工作。

3 系统软件设计

　　(1)初始化和时序控制

在硬件系统上电复位后，通过软件根据MCU，Flash，驱动芯片和显示屏的特性来初始化。包括设置定义各个接口引脚，设置寄存器的值确定驱动IC的工作条件，工作模式等。把图片和其他的显示数据通过高速USB接口下载到片内RAM和片外Flash中。之后，根据驱动IC的时序给显示模组送显示数据。驱动IC的读写控制时序由图5表示。IC的时序控制信号有RS，CS，WR，RD四个。它们分别是寄存器使能信号，片选信号，写使能信号和读使能信号。另外通过RST控制线来硬件复位。

　　(2)写程序

包括写MCU片内RAM和写片外Flash。较小数据量可以直接写到片内RAM中，片内RAM的优点是数据传送速度快，可以在线调试，缺点是储蓄容量较小。C8051F130的片内RAM是128 kBytes。存储较大容量的图片是需要采用片外Flash。片外的Flash传送速度较慢，储蓄容量较大，采用的AM29LV160内存大小是2 Mbytes。其存储空间分布如表1。把一幅320*240的BMP格式文件转为16位真彩的HEX文件，大小是150 kBytes。一个Flash中可以容纳10幅图片的数据量。C8051F130每次可以处理64 Kbytes以下的数据。为方便计算地址，将每幅图片分成5段，前4段大小是32Kbytes，最后一段大小是22Kbytes。下载一个Flash中所有数据，分10*5次下载。

从表中看到SA0～SA3的大小和SA4～SA34不同，在写数据时要特别注意地址的分配。

　　(3)读程序

可以从RAM或片外FLASH读取。驱动IC和FLASH之间是采用直接读取方式，FLASH中的数据通过时序控制直接通过Addr0～Addr17送到IC。

4 结束语

本文针对LCD的调试环境设计一个基于C8051F130的TFT_LCD测试平台，全貌图如图6，图7，FLASH在PCB背面。通过多次测试和试用，证明是一个高速，稳定，方便的调试平台。对类似COG调试和测试系统有借鉴意义。