LCD控制器通过行列信号的不同组合来实现对每个像素的控制。 这种行扫描(HYNC)信号周期很短(高可达40kHz-100kHz),因此可以在屏幕上显示稳定的图像。
LCD控制器的信号时序及工作原理如下:
VSYNC:帧同步信号,表示开始扫描一帧,一帧也是LCD上显示的画面;
HSYNC:行同步信号,表示开始扫描1行;
VCLK:像素时钟信号,每个脉冲填充1个像素点;
VDEN:数据使能信号,高电平时,填充数据有效;
VD[23:0]:LCD像素数据输出端口。
LEND:行结束信号;
以1024 × 768像素的液晶屏为例,完整显示屏幕图像的信号必须包括1个VSYNC周期和768个有效HSYNC周期,每个VDEN高电平包括1024个像素时钟信号。 显示问题可以通过帧同步信号、行同步信号的频率、占空比、延迟、每个VSYNC周期包含的HSYNC周期数、VDEN周期包含的VSCLK周期数来检查。
二、使用ZDS4054Plus示波器解决LCD显示异常实例
1. 图片叠加和重复
现象:液晶显示器上大范围的图像出现错位、叠加或重复;
产生原因:这种情况一般不是行同步或场同步信号延时引起的,基本可以消除这个影响。 您可以检查时序或时钟频率是否存在差异。
解决方法:遇到这种情况首先要仔细计算DMA传输参数,准确适配行场信号。
每个通道对应的信号依次为VCLK、VSYNC、VHSYNC、VDEN信号。 分析步骤如下:
(1)由于一帧的完整信号时间通常达到30毫秒以上,示波器需要调整到10ms/div的时基,VCLK信号频率通常高达48-96MHz,采样率必须保持至少500Ms/s 来分析时序。 这时候普通的示波器是无法完全捕捉到波形的。
(2)ZDS4054Plus在10ms/div的时基下仍能保持1Gs/s的采样率,并能完美还原波形。 配合各通道硬件频率计,可分析各信号频率是否有异常;
2. 图像错位
现象:LCD显示在水平方向上有偏移,或顶部或底部出现多像素彩色、白色或黑色条纹。
原因:一般来说,这种情况与帧同步和行同步信号有关。 如果是常态异常,可能是初始化参数设置错误。如果偶尔出现异常,可能是帧同步和行同步信号在工作过程中受到干扰。
解决方法:检查液晶控制器行同步和场同步信号的宽度、是否与延迟前后的极性、匹配。
如示波器截图所示,每个通道对应的信号依次为VCLK、VSYNC、VHSYNC、VDEN信号。 分析步骤如下:
(1)通过全屏测量统计分析每个信号的正负脉冲宽度。 如果VSYNC和VHSYNC的脉宽有异常值,可以判断为干扰信号引起的显示异常;
(2)如果脉宽正常,可以通过间隔测量计算周期数,分析各种大小周期信号的直接相互包含关系,检查时序参数;
(3) 通过缩放模式和光标测量分析每个时序信号之间的延迟。