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图形LCD在嵌入式应用程序中的应用

★★★★★【文章导读】：图形LCD在嵌入式应用程序中的应用具体内容是：基本上，LCD是由许多充满液晶的像素组成，它们放在光源(或反射源)前以产生彩色或黑白图像。LCD的每个像素在所谓的铟锡氧化物(ITO)透明电极和偏光过滤器间是均衡的。LCD自身不产生任何光线，他们需要一个外部的光源。…

来源：日期：2013-11-19 19:15:59 人气：标签：

基本上，LCD是由许多充满液晶的像素组成，它们放在光源(或反射源)前以产生彩色或黑白图像。LCD的每个像素在所谓的铟锡氧化物(ITO)透明电极和偏光过滤器间是均衡的。LCD自身不产生任何光线，他们需要一个外部的光源。大多数显示器由放在LCD面板背后的光源提供光。

基于使用的有效寻址机制，我们可以把LCD分为无源矩阵寻址和有源矩阵寻址。无源矩阵寻址用于早期的显示器，只有M + N个控制信号用于M×N像素显示屏的寻址。要打开一个像素，一个电荷被下放，相应的列和相应的行接地。这一行和列交点的像素接收到电压，解开该像素的液晶。当我们禁用一个像素时，液晶就不能从一个状态到另一状态，因为这需要一段时间。此外，因为一个像素相当于一个电容器，两个金属电极由模具材料分开，当要删除一个电荷时，它需要一定时间给电容放电，从而减缓像素响应时间。虽然无源矩阵寻址简单，但是响应时间相当缓慢。此外，它也很难准确地控制充电，当像素被解开，它周围的像素也有部分地解开，致使图像出现模糊。图1显示了无源矩阵显示器的功能结构。

有源矩阵寻址(见图2)基于薄膜晶体管(TFT)快速使电容放电，从而提高响应时间。国内大多数产品，消费设备和工业图形LCD时下都采用了TFT技术。一个特定的像素通过切换适当的行并下放一个电荷到相应的列来选择。

由于所有其它行与此列的交点被关闭，只有指定的像素的电容接收到电荷。通过控制提供给晶体的电压值我们可以控制解开的像素量。这样显示能加快响应时间且能准确地控制像素，从而产生了清晰的图像。TFT显示屏的制作是复杂和昂贵的。像素之间的晶体管在LCD玻璃上被高精度蚀刻。

彩色图形LCD非常受欢迎，尤其是在消费电子设备中。彩色LCD中的一个像素由红，绿和蓝三个子像素彩色滤光片组成。通过控制施加电压我们可以修改每个超过256色调强度的子像素。因此，有了三个子像素，我们可以生成1680万色，需要大量在玻璃上蚀刻的晶体管。

现在有各种技术用于创建黑白和彩色显示器，这些技术基于解开的液晶数量。一些常用的有：TN(Twisted NematIC)，HTN(High Twisted Nematic)，STN(Super Twisted Nematic)，FSTN(Film compensated Super Twisted Nematic)，DTSN(Double Super Twisted Nematic)，CSTN(Colour Super Twisted nematic)和其它一些技术。GLCD模块通常连同控制器芯片放置在PCB上，该芯片可以通过串口或并口连接。一些常用的GLCD控制器有T6963C，KS0108，LR35503，HDM6448等。大多嵌入式编译器为GLCD显示和处理图像提供函数集形式的软件库。有了这些库的帮助，用户可以显示位图图像，画图，画正方形、矩形、圆形，显示文本，等等。

本文简单介绍了GLCD的特点，并展示了基于TFT-彩色图形LCD项目如何用专用的软硬件工具轻松设计的。

GLCD软件工具的应用

一个GLCD项目的开发需要编程每个GLCD像素来创建图像。这个过程通常使用GLCD图像制作软件工具实现，因为手动制作非常繁琐。该软件工具使用户在电脑屏幕上通过描影或着色创建所需的GLCD图像，或从一个文件中导入图像。

软件后通常会创建许多位图数据来描绘图像，而这些数据可以加载到目标GLCD设备，以显示所需的图像。现在大部分可用的软件工具都是采用位图转换格式，可转换一个标准图像文件为一个数据文件，这些数据文件可以用于高层次的编程语言。以下介绍一些流行的GLCD软件工具。

bitmap2lcd软件使用户能够导入一张标准图形编程格式的黑白图像到电脑屏幕上，然后创建此图的GLCD数据文件，该数据文件可用于嵌入式C，Pascal，Basic或汇编的项目。带有限制功能的免费版本的程序可以从下载。位图转换软件可从GLCD工具下载，它可转换位图和图标为用于嵌入式图形LCD显示的C和C + +程序。此程序的优点是黑白和彩色图像都可以操纵。

mikroElektronika公司的GLCDFont Creator是一个免费软件，它可为图形LCD创建字体、符号和图形图标。这个软件的优点是，它兼容所有的Windows字体以及那些导入和使用的字体。该软件受mikroElektronika公司所有的嵌入式编译器支持，且视觉效果如倒置，描绘轮廓和移们都可应用来设计字体。

可视化GLCD软件是图形开发软件，根据触摸屏机制支持大量黑白显示。用户可以通过放置可视化组件如标签，方框，圈，图像等在屏幕上，或者通过启用或禁用屏幕上的单个像素建立自己的GLCD图像。

设计完整的GLCD屏幕可以不用任何编程知识。屏幕上的图像转换成一个数据文件后，可以导入并在程序中用来显示创建的图像。可视化GLCD完全受mikroElektronika公司所有的嵌入式编译器支持，屏幕图像可以很容易地包含进其编译器。

mikroElektronika开发的可视化TFT也许是市场上先进的嵌入式图形液晶显示编程工具之一。由于这个软件用于文中给出的项目，值得看看这个先进的软件工具的功能。

可视化TFT是一个基于GUI的彩色图形LCD开发软件，支持触摸屏设备，应用于现代TFT GLCD的开发。该软件可用于创建图形图像，通过用户创建基于触摸屏的可放置在屏幕上任意位置的事件驱动对象来创建图形应用程序。例如，用户可以放置一个按钮在屏幕上，然后确定按下或点击按钮时应采取的行动。GLCD图像代码和用户操作模板代码全部由软件自动创建。用户只需要编写用户操作的程序代码，例如当按钮被点击时的代码。可视化TFT软件支持mikroElektronika所有的TFT开发板。这些板被称为多媒体(或mikromedia)板，其中有些板应用于高端的PIC单片机。

多媒体板一侧主要包含一个320×240 TFT彩色显示屏，另一侧为一个4层PCB，上面有微控制器，触摸屏硬件，电源，立体声MP3解码器，加速器芯片，闪存存储器，SD卡接口和一个迷你USB接口。