英创信息技术彩色TFT LCD的连接方法 (2017更新版)简介

概述

英创公司主流的嵌入式工控主板均支持LCD显示接口，最高分辨率可达1024*768，主要以数字RGB信号与LVDS信号为主，在高端系统中，还可以支持HDMI显示接口。英创在售的主流工控主板中，下列型号均可支持LCD显示：EM928x、ESM928x、ES9281、ESM6800、EM335x、ESM335x、ESM6802。其中ESM335x与ESM6802系统直接支持LVDS显示接口；ESM6802支持HDMI显示接口。下表可以更加清淅地说明系统对显示的支持：

主板型号	RGB接口	LVDS接口	HDMI接口
ESM6802	√	√	√
ESM6800	√
ESM335x	√	√
ESM928x	√
ES9281	√
EM335x	√	√
EM928x	√

特别说明一下，ESM6802支持LVDS+HDMI双显示接口，HDMI显示接口可以支持1080高清显示。

无论是RGB数据接口的LCD屏，还是LVDS接口的LCD屏，不同厂家并没有统一的接口标准。因此需要针对具体型号的LCD显示屏，设计相应的信号转接板或连接线。英创公司针对常用尺寸的一部份LCD屏设计了专用的信号线转接板或连接线，方便客户选型及评估，从英创公司购买LCD，可以直接连接到英创工控主板上进行评估使用。下表是英创公司连接测试过的LCD选型说明：

型号	尺寸	分辨率	亮度d/m2	工作温度	接口	转接板
TM035KDH03	3.5”标屏	320 x 240	300	-20℃ ~ 60℃	RGB	ETA933
AT043TN24	4.3”宽屏	480 x 272	400	-20℃ ~ 70℃	RGB	ETA932
AT056TN53	5.6”标屏	640 x 480	350	-20℃ ~ 70℃	RGB	ETA931
AT070TN83	7.0”宽屏	800 x 480	300	-20℃ ~ 70℃	RGB	ETA920
HSD100PXTN	10.0”标屏	1024 x 768	220	-20℃ ~ 60℃	LVDS	LVDS线
TM101DDHG	10.1”宽屏	1024 x 600	420	-20℃ ~ 70℃	LVDS	LVDS线
G121XN01	12.1”标屏	1024 x 768	500	-30℃ ~ 80℃	LVDS	LVDS线

由于需求不同，客户也可能需要自行选择LCD显示屏的型号，则可以根据上面的RGB信号接口与LVDS接口所示的信号，来连接LCD显示屏。在这里，可分为RGB数字显示屏连接与LVDS显示屏连接，下面以ESMARC EVB评估底板为例，简单描述一下连接LCD屏的方法。

RGB数据接口LCD连接

EM系列工控主板的LCD-RGB接口在主板上，ESMARC系列的LCD-RGB信号均通过插件，引出到评估底板ESMARC EVB上，无论是那种型式，均采用的FPC0.5-40扁平线座，引脚信号定义一致，如下表所示：

PIN#	信号名称	方向	信号简要描述
1	GND	P	公共地
2	LCD_DCLK	O	串行像素时钟输出（Stream Pixel Clock）
3	LCD_HSYNC#	O	行同步脉冲，低有效
4	LCD_VSYNC#	O	场同步脉冲（或帧同步脉冲），低有效
5	GND	P	公共地
6-11	R0 – R5	O	6-bit红色分量输出信号，R0为LSB，R5为MSB
12	GND	P	公共地
13-18	G0 – G5	O	6-bit绿色分量输出信号，G0为LSB，G5为MSB
19	GND	P	公共地
20-25	B0 – B5	O	6-bit蓝色分量输出信号，B0为LSB，B5为MSB
26	GND	P	公共地
27	LCD_DE	O	显示使能控制信号
28-29	+3.3V	P	3.3V电源输出，最大输出电流<200mA
30	LCD_BL#	O	背光控制信号，低电平有效，可PWM调节背光亮度
31	NC		空引脚
32	NC		空引脚
33-34	+5.0V	P	5V电源输出，最大输出电流<200mA
35	NC		空引脚
36	X- / INT#	I/O	4线电阻触摸屏X方向差分输入- / 电容触摸屏中断信号
37	X+ / RST#	I/O	4线电阻触摸屏X方向差分输入+ / 电容触摸屏复位信号
38	Y- / I2C_SCL	I/O	4线电阻触摸屏Y方向差分输入- / 电容触摸接口芯片I2C信号
39	Y+ / I2C_SDA	I/O	4线电阻触摸屏Y方向差分输入+ / 电容触摸接口芯片I2C信号
40	GND	P	公共地

对于RGB数字接口的TFT-LCD的连接，需要设计一张电路板，将LCD端的显示屏信号，与英创公司的RGB数字显示接口信号一一对应连接起来。RGB数字接口的LCD屏，一般都会采用LED背光源，所以需要给LCD提供两组电源：DC3.3V，给LCD驱动电路提供工作电源；DC5.0V，给LCD的LED背光提供电源。部份LCD需要多组工作电源，或者背光需要采用专用LED驱动器，需要参考相应LCD的数据手册来设计相应的驱动电路。

下面以英创公司所使用的4.3“LCD屏AT043TN24为例，展示信号转接、背光驱动转接板（ETA932）、LCD的连接：

ETA932信号转接板电路图

ETA932 LCD信号转接板PCB

ESM6802通过ETA932信号转接板连接AT043TN24显示屏

LVDS接口LCD连接

在ESMARC EVB评估底板上，CN20是LVDS显示屏接口。通过ESMARC工控主板配置，可以使用LVDS显示屏接口，直接连接LVDS显示屏。LVDS插针信号定义如下：

信号名称及简要描述	PIN#	PIN#	信号名称及简要描述
VCC，电源输出，5V/3.3V可选	1	2	VCC，电源输出，5V/3.3V可选
U/D，LCD垂直扫描方向控制	3	4	R/L，LCD左右扫描方向控制
LVDS_OUT0-	5	6	LVDS_OUT0+
GND，公共地	7	8	LVDS_OUT1-
LVDS_OUT1+	9	10	GND，公共地
LVDS_OUT2-	11	12	LVDS_OUT2+
GND，公共地	13	14	LVDS_CLK-
LVDS_CLK+	15	16	GND，公共地
SEL6/8，18/24位显示选择	17	18	NC
LVDS_OUT3-	19	20	LVDS_OUT3+
GND，公共地	21	22	GND，公共地
X+ ，4线电阻触摸屏信号	23	24	X- ，4线电阻触摸屏信号
Y+ ，4线电阻触摸屏信号	25	26	Y- ，4线电阻触摸屏信号

对于LVDS接口的显示屏，大多数情况下，会有一条LCD连接线配套LCD一起送到用户手中。这条连接线的一端是LCD接口专用连接件，而另外一端，是2.0mm间距的双排接线插座。所以连接LVDS接口的显示屏的主要工作，就是参考ESMARC EVB评估底上的LVDS接口信号定义的表格与LCD显示屏手册中关于LCD信号接口的定义，调整这条连接线双排插座这一端的线序，使LCD端的信号与ESMARC EVB上的LVDS信号接口一一对应连接起来。对于上表格中，U/D、R/L、SEL6/8这3个信号，在部份LCD中有，部份LCD中没有，所以对于没有这些信号的LCD屏，将这些信号引脚悬空即可。

如果LCD有SEL6/8配置信号线，则可以通过SEL6/8信号，设置LCD18bit或24bit显示模式：

●当连接18-bit的LCD时，使用LVDS_DATA0、LVDS_DATA1、LVDS_DATA2（MSB）和LVDS_CLK。

●当连接24-bit LCD时，使用LVDS_DATA3（LSB）、LVDS_DATA0、LVDS_DATA1、LVDS_DATA2（MSB）和LVDS_CLK。

对于大多数LVDS接口的LCD，其工作电源为DC3.3V，在ESMARC EVB评估底板上，设计为DC5V和DC3.3V可选，通过跳线器JP12，为LVDS显示接口提供电源选择（CN20.P1、CN20.P2脚）。引脚定义如下表：

引脚	信号	描述
1	+3.3V电源	短接1-2脚，LVDS供电为+3.3V
2	电源输出	连接到CN20(P1、P2)电源脚
3	+5.0V电源	短接3-2脚，LVDS供电为+5.0V

下图示意了JP12为LVDS供电的短接方法：

+3.3V供电 +5.0V供电

下图示意了通过ESMARC EVB的LVDS显示屏接口连接TM101DDHG显示屏：

ESM6802连接TM101DDHG LVDS显示屏

《ESMARC工控主板如何连接显示屏》是一篇关于ESMARC主板LCD接口更详细的技术说明文章。

LCD背光接口

现在市面上，大多LCD屏都采用了LED背光源。一般情况下，LVDS接口的LCD屏的背光电源，是与LCD屏的工作电源相互独立的，且电源电压也不同，常见的LCD屏的背光电源是DC12V和DC5V。为了方便一部份LCD屏背光电源连接，在ESMARC EVB评估底板上，设置了专用的LCD背光电源及控制信号接口CN21。背光电源及控制信号接口如下表所示：

引脚	信号	描述
1	+5.0V	DC5V输出，可用于LCD背光电源
2	GND	公共地
3	NC	留空
4	LCD_BH	TTL电平LCD背光控制信号，高有效

LCD_BH信号是LCD背光控制信号，可输出PWM信号，实现LCD背光的开/关、亮度调节。可以软件编写程序控制。

LCD电阻触摸屏接口

绝大多数的LVDS显示屏的触摸屏，都是额外配套了一张触摸板，所以触摸屏的信号线是没有和LVDS显示信号在一起的。为了方便连接这种情况下的LCD触摸屏，在ESMARC EVB评估底板上设置了专用的4线电阻触摸屏接口CN22，它的信号定义如下：

引脚	信号	描述
1	X+	4线电阻触摸屏接口
2	Y+
3	X-
4	Y-

信号中的X/Y信号地相对的，可以横向定义为X信号，纵向定义为Y信号，也可以横向定义为Y信号，纵向定义为X信号。4线电阻触摸屏信号是无源信号，所以直接用连接线将X/Y信号成对地连接到CN22的对应信号脚上，然后再从系统中对触摸屏进行校正一次，即可正常使用。

在WEC7系统中，LCD校正进入与校正界面：

1、进入控制面板后，点击“笔针”

2、在弹出的“笔针属性”界面上，选择“校准”页面，再点击“再校准”按钮

3、进入校准界面后，按LCD屏上的提示，点一下十字架的中心，校正完一个点后，会自动移动到下一个点。一共5个点。全部校正完以后，退出即可。