常见液晶驱动控制芯片详解

前言

因此各位朋友在选择 LCD液晶模块的时候，在考虑到串行，还是并行的方式时，可根据其驱动控制 IC的型号来判别，当然你还需要看你选择的LCD模块引脚定义是固定支持并行，还是可选择并行或串行的方式。

一、字符型LCD驱动控制IC

市场上通用的8×1、8×2、16×1、16X2、16X4、20X2、20X4、40X4等字符型LCD，基本上都采用的
KS0066 作为 LCD 的驱动控制器。

二、图形点阵型LCD驱动控制IC

2.1、点阵数122X32—SED1520。

2.2、点阵数128×64。

（1）RA8816，支持串行或并行数据操作方式，内置中文汉字字库。

（2）KS0108/RA8808，只支持并行数据操作方式，也是最通用的12864点阵液晶的驱动控制IC。

（3）ST7565，支持中行或并行数据操作方式。

（4）S6B0724，支持中行或并行数据操作方式。

（5）RA6963，支持并行数据操作方式。

2.3、其他点阵数如192×64、240×64、320X64、240X128 的一般都是采用RA6963驱动控制芯片。

2.4、点阵数320X240，通用的采用

RA8835 内置ASCII字库，以及 RA8806驱动IC内置ASCII和中文等字库。

这里列举的只是一些常用的，当然还有其他 LCD 驱动控制IC，在写LCD 驱动时要清楚是哪个型号的IC，再到网上去寻找对应的IC 数据手册吧。后面我将慢慢补上其它一些常见的。

三、12864 液晶的奥秘

CD1601/1602和 LCD12864 都是通常使用的液晶，有人以为12864是一个统一的编号，主要是12864 的液晶驱动都是一样的，其实 12864只是表示液晶的点阵是128*64点阵，而实际的12864 有带字库的，也有不带字库的：有5V电压的，也有3.3V工作电压：归根到底的区别在于驱动控制芯片，常用的控制芯片有RA8816、KS0108/RA8808、RA6963等等。

以下而介绍比较常用的四种：

（1）RA8816类这种控制器带中文字库，为用户免除了编制字库的麻烦，该控制器的液晶还支持画图方式。该类液晶支持8080、6800 时序8位和4位并口以及SPI串口。

（2）KS0108/RA8808类这种控制器指令简单，不带字库。支持6800时序8位并口。

（3）RA6963类这种控制器功能强大，带ASCII字库。有文本和图形两种显示方式。有文本和图形两个图层，并且支持两个图层的叠加显示，支持8080、6800时序8位并口。

（4）COG类常见的控制器有S6B0724
和 ST7565，这两个控制器指令兼容、支持6800时序、8080时序8位并口和串口。COG类液晶的特点是结构轻便，成本低。

四、各种控制器的接口定义：

RA8816	GND	VCC	RD	WR	RS	CS	DB7~0	RES	V0	VOUT	BLA	BLK
KS0108/RA8808	GND	VCC	V0	RS	R/W	E	DB0~7	CS1	CS2	RES	VOUT	BLA	BLK
RA6963	FG	GND	VCC	V0	WR	RD	DB0~7	RS	CS	RES	FS	BLA	BLK
S6B0724	GND	VCC	RS	WR	RD	CS	DB0~7	RES	BLA	BLK

CS1 和 CS2 是K0108/RA8808类的标志性引脚；

FS 是RA6963类液晶的标志性引脚；

如果拿到的液晶接口有丝印的话，可以按照上表来判断液晶的类型。

正是因为12864的控制芯片有很多，则对应的液晶驱动方式大不相同，所以最好的办法是你在购买液晶的时候向厂家的销售人员咨询清楚你所购买液晶的控制芯片，索要技术手册。

五、TFT液晶屏常见驱动控制芯片

TFT（薄膜晶体管）液晶屏的驱动控制芯片负责将输入的图像信号转换为屏幕上的像素显示。这些芯片（如瑞佑科技的RA8875、RA8889，YAMAHA的YGV642，adStar的D16MF512，ST的STM32F767）在显示系统中扮演着核心角色，其主要功能是控制液晶屏的刷新、驱动像素点以及管理显示内容。以下是TFT液晶屏驱动控制芯片的工作原理和功能的详细解释。

5.1. TFT液晶屏的基本结构

• 像素 ：TFT屏幕由许多像素组成，每个像素包含一个薄膜晶体管（TFT）和一个液晶单元。每个像素通常分为红、绿、蓝（RGB）三个子像素。
• 行列矩阵 ：这些像素排列成一个行列矩阵，由驱动芯片逐行、逐列控制显示内容。

5.2. 驱动控制芯片的功能

• TFT液晶屏驱动控制芯片通常包含多个部分：时序控制器（TCON）、行驱动电路、列驱动电路、背光驱动控制等。

(1) 时序控制器 (TCON)：

TCON 是TFT 液晶屏驱动的核心组件，它负责管理显示屏的时序信号。

• 它接收来自主控芯片（如 MCU 或 GPU）的
  RGB 数据和控制信号，并将其转换为适合液晶屏的信号格式（如行、列的同步信号）。
• 生成时钟信号，以协调列驱动和行驱动电路的工作，使得每个像素在正确的时间点被更新。

(2) 行驱动电路 (Gate Driver)：

• 行驱动电路用于控制行扫描，逐行选择 TFT 开关。它按顺序向每一行发送扫描信号，打开该行的所有 TFT 开关。
• 每当一个扫描信号激活一行时，该行的 TFT 开关就导通，这样就可以在这行所有列中写入颜色数据。

(3) 列驱动电路 (Source Driver)：

• 列驱动电路负责控制每一列的电压，并将像素的颜色数据（通常为 RGB 信号）逐列输入到屏幕中。
• 它将时序控制器传送过来的图像数据转换为电压信号，并应用到相应的列上，以形成正确的颜色显示。
• 不同的电压信号控制液晶分子的旋转角度，从而调节每个像素的亮度和颜色。

(4) 背光驱动控制：

• 背光驱动通常不是直接集成在TFT驱动芯片中，但也是显示系统的重要组成部分。它控制屏幕后面的LED背光亮度，以确保屏幕有足够的亮度和对比度。
• 驱动芯片可以通过 PWM 信号控制背光的亮度，从而实现亮度调节或节能模式。

5.3. 显示原理

• 当TFT液晶屏接收到驱动芯片的信号后，每一个像素点上的液晶分子会在电场作用下旋转，从而改变通过液晶层的光的偏振方向。
• 光源（LED 背光）通过液晶层时，会根据液晶分子的排列和滤光片的颜色，使每个像素点显示出不同的颜色。
• 驱动芯片按照行扫描的方式逐行更新像素数据，刷新整个屏幕的图像内容。

5.4. 驱动接口类型

驱动芯片通常支持多种接口类型，用于连接主控芯片（如MCU、GPU）：

• 并行接口（RGB/8080/6800） ：用于高数据传输速率的应用，通常传输
  RGB 信号。
• 串行接口（SPI/I²C） ：传输速率较低，但所需引脚较少，适合小尺寸屏幕和简单应用。
• LVDS 或 MIPI DSI ：用于高分辨率和高速率的显示场景，如手机或高清显示器。

5.5. 常见TFT驱动控制芯片示例

常见的 TFT 驱动芯片有RA8875 、RA8889、 STM32F767、YGV642、D16MF512等。这些芯片都有内置的时序控制器、行列驱动电路，支持多种接口和显示模式，并有丰富的控制寄存器来调节显示效果（如亮度、对比度、颜色深度等）。

• 列举几款驱动控制芯片的一些特性：

（1）
RA8875：最大可支持800*480 分辨率的屏，可支持的色深256/65K色，功能强大，网上资料齐全，开发起来容易。该芯片是早期的TFT LCD的优选。

（2）
YGV642、D16MF512：最大可支持800*600分辨率的LCD，支持18bpp/24bpp，但这两款芯片在网上的资料比较少，开发起来不方便，找不到技术支持。

（3）
STM32F767：ST公司推出的一个带液晶驱动控制的强大MCU，支持最大为1024*768，支持24bpp，开发难度大，液晶显示部分完全由用户通过代码实现。

（4）
RA8889：瑞佑公司推出的升级版RA8875，支持8bpp/16bpp/18bpp/24bpp，支持的最大分辨率为：1366*2048，内置显存16Mbyte，功能比较强大，网上资料齐全，并且在大陆有专门的技术人员支持。

5.6.总结

TFT液晶屏的驱动控制芯片通过控制行列扫描、管理像素点电压和调节显示时序，实现对屏幕的全面控制和内容显示。它们是 TFT 屏幕工作过程中不可或缺的核心部件。具体芯片的应用和配置需要根据屏幕的分辨率、接口类型和应用需求来设计和调整。

审核编辑 黄宇