嵌入式单片机开发遇到的各种屏幕原理整理分享

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嵌入式单片机开发遇到的各种屏幕原理整理分享

2024-07-15 20:39| 来源: 网络整理| 查看: 265

引言:

    接触过各种单片机的朋友们应该也上手过各种各样的屏幕:LCD1602、LCD12864、各种尺寸的OLED屏(0.91寸和0.96寸OLED常用)、各种尺寸的TFTLCD等,它们不仅尺寸型号多,接口种类也甚是丰富。笔者上手这些东西也曾很是头疼。

    最近在公司,参与的某项目里面我负责了屏幕相关的任务,也在大佬的指点下学到了不少东西,在这里系统性的整理出来,希望从原理、代码、使用等浅显的讲解分享。不会复杂的深入讲(因为我是菜狗

),尽量让刚入单片机的小白也能学会。emmm,,这篇先讲硬件。

1.点阵屏、OLED、LCD和TFT

    绝大多数屏幕显示的图像由一个个像素点组成,我们所说的屏幕分辨率,一般是指像素点在屏幕上的数量,如1920x1080,就是横向1920个像素点,竖向1080个像素点组成的屏幕,而屏幕比例一般是1920/1080=16/9,也就是16:9的显示长宽比例。像这一块屏幕有多少个像素点呢:1920x1080=2073600 ;二百零七万三千六百。而我们常用的LCD12864或者0.96OLED屏幕,就是128x64=8192个像素点。

    而这四块屏幕构成像素的方式,正是这几块屏幕的重要区别。

    最简单的点阵屏,每一个点都是一个发光二极管,也有那种彩色显示的点阵屏,只是把普通的LED灯珠换成了RGB_LED,而OLED则可以看成极其微小的点阵屏。而点阵屏和OLED都是自发光,可以理解为开关点亮各个LED。        LCD和TFT其实是同一类屏,只是在LCD液晶屏这一大阵营下的技术细分,我在标题中分开写也是为了在这里重申一下,TFT屏有时也叫TFTLCD屏幕。LCD和OLED不同,LCD的每个像素不是自发光的,因此它需要背光,这里简单拆解一块1.77寸TFT_LCD屏幕来分析:

    这是买来的一块屏幕;

1.77寸TFT_LCD

    掀开与PCB板子粘连的屏幕:

上面这个白色的就是遮光片,遮住背光的,掀开遮光片,会发现一块有点磨砂质感的半透明塑料片,它其实是导光片,里面有用来均匀导光的纹路,所以看起来磨砂质感,我用红色标注的那两个是两个向左发光的LED,也就是背光光源:

而在偏光片的下面,就是一层的彩色滤色膜,众所周知,根据RGB三色光的不同比例可以产生其他的颜色,在滤色膜上是通过调整每个像素点红绿蓝三色的滤色膜的背光通过率(PWM量),来调整像素点的颜色。因此LCD的显示不能没有背光,所以他显示不出纯黑的图像,而OLED则可以。但OLED的显示是对开关量的控制,所以OLED的寿命反而不如LCD。

    笔者水平有限,对几种屏幕的解释也不尽严谨 ,旨在大致讲解显示原理。如您对这些原理构造更感兴趣,我推荐几个Bilibili视频链接:

UP:爱上半导体

【OLED和LCD屏幕最本质的区别,一个视频让你彻底搞懂!-哔哩哔哩】https://b23.tv/XTe8eD

UP:索尼中国

【【索有好奇】LED和OLED是什么?这可能是最快让你搞懂的视频-哔哩哔哩】https://b23.tv/3rfb7b

........

2.做一块自己的屏幕不香吗?(PCB原理图)

其实我们在嵌入式单片机学习中常用的几种屏幕,淘宝都有在卖,但我接下来要分享一下他们的外围电路,如果您有PCB绘制经验以及PCBA白oiao经验,接下来的内容让你在获得一块屏幕的道路上拥有更多的选择:自己绘制电路板,打板,淘宝买裸屏,自己焊接(你有钱SMT我没意见

),(我自己用着比淘宝买成品屏幕便宜一些)。特别声明一下,以下分享仅限原理图,不会开源工程项目,尤其是PCB文件,我写文章的目的是为了交流,而不是扰乱市场。

外围电路:

上图U1是一块UNO规格的PCB板,可忽略,这是我自己特殊用的屏幕,ASM1117旁路电容问题不用在意。非得计较这个电路自己修改即可,因为屏幕是需要3.3V电压。BLK即为背光控制,右上角是一块1.77寸TFT_LCD裸屏的封装符号,这里注意,LED-A是LED引脚,而LED-K其实是LED控制引脚,BLK处上拉10K电阻,即默认背光开启,当BLK为0(低电平)时,关背光。

        PCB预览:(这块板子打样还没到,外观为特别需求)

以及--2.8寸TFT_LCD屏幕(带触摸功能,这里我们只讨论显示):

附某厂家产品的引脚定义:

(图片来源:淘宝)

再看一下0.91OLED(0.96与其大同小异,多看看厂家资料):

划掉部分不用管,这是市面上常见的0.91OLED的4P_IIC的屏幕。很显然,电路中没有电路控制(BLK)的引脚,因为它不需要。

这是根据上面电路图做出来的PCB,emmmmmm

自己做的16*16点阵屏,3线控制,可级联。

电子技术差的新手可以通过抄板子来提升自己,多画板,多打板,piaoPCBA利用起来,当然这个过程可不是照葫芦画瓢。很抱歉笔者暂不提供相关PCB的工程文件,只放出了原理图截图。但后面的相关驱动代码会陆续更新,重点更新STM32的HAL库(CubeMX生成)相关代码,毕竟其它的代码也有很多。这里笔者会分享出完整的工程代码,敬请期待。

        我会争取让每一位不会的关注者,可以从零开始,从硬件到软件代码享受到近乎保姆级的教程,包括做一些有趣的小项目。

点赞加关注,以后不迷路。

我比较忙,记得催更。



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