基于手持终端的LCD驱动电路的实现

引言

　　现在大部分的便携式手持终端产品，如移动电话、导航系统等，都拥有一个小型LCD显示屏，这使LCD驱动电路的设计成为手持终端设计的重要组成部分。

　　LCD驱动电路的设计是手持终端产品的重要组成部分。本文设计并实现了基于S3C2440A的手持终端LCD驱动电路。以应用于特殊行业的手持终端为例，叙述LCD驱动电路的设计实现方法。

　　硬件电路设计

　　硬件电路结构

　　本设计中手持终端CPU采用三星公司ARM920T内核处理器S3C2440A，其LCD控制器支持STN LCD和TFT LCD，实际使用的LCD为LTS350Q1-PE1_PI，属于TFT LCD。

　　电路框图如图1所示。

　　驱动电路主要包括三部分：第一部分是LCD驱动，采用MAX1779芯片;第二部分是LED背光驱动，采用MP1521芯片;第三部分是VCOM信号驱动，采用LM8261芯片。这里主要叙述LCD驱动和背光电路的实现。

　　LCD驱动电路

　　由于LCD内集成有数字电路和模拟电路，需要外部提供数字电压DVDD和模拟电压AVDD。另外，为了完成数据扫描，需要TFT轮流开启/关闭。当TFT开启时，数据通过源极驱动器加载到显示电极，显示电极和公共电极间的电压差再作用于液晶实现显示，因此需要控制TFT的开启电压VGH、关闭电压VGL，以及加到公共电极上的电压VCOM。

　　MAX1779芯片能产生LCD需要的模拟电压AVDD、栅极开启电压VGH及栅极关断电压VGL。芯片内部集成有3个DC-DC转换器，其中包括两个充电泵和一个升压转换器，可以为小型TFT液晶屏提供高效的调节电压。LCD驱动电路如图2所示。

　　这里，一个充电泵产生正电压，作为TFT的开启电压VGH;另外一个充电泵产生负电压，作为TFT的关闭电压VGL。此外，芯片还可以产生-5V电压输出，设计时利用-5V输出电压协助LM8261产生VCOM信号。

　　LED背光驱动电路

　　LCD作为一种被动显示器件本身并不能发光，必须要有背光模块提供光源。白光LED由于复杂程度较低、成本低且尺寸较小，被普遍用做嵌入式手持设备的LCD背光源。本文中背光驱动电路如图3所示。

　　驱动芯片采用MP1521，该芯片有3组独立的电流反馈回路，可同时驱动3组并联的LED。现将3组反馈回路FB1、FB2、FB3短接，可以提供更大的驱动电流，用于驱动6个白色串联LED背光灯。

　　MP1521支持两种方式控制LED亮度，一是将BRT连接在范围为0.26V~1.2V的电压上，另外一种是通过PWM信号控制LED亮度。设计时，将其连接在PWM端口，使用PWM控制LCD背光亮度。

　　S3C2440A有5个16bit定时器，其中定时器0、1、2、3有PWM功能。将BRT连接到能够输出PWM信号的CPU的TOUT0/GPB0引脚，利用定时器0产生的PWM信号控制LCD亮度。通过改变PWM信号的占空比调整LED亮度，而通过设置CPU内部寄存器的值可以改变PWM的占空比。

　　为了节省功耗，电路的使能(EN)端接CPU的LCD_PWREN管脚，高电平时背光电路工作;低电平时背光电路不工作。同时，可将EN端通过电阻直接连接到3.3V电源上以便调试时使用。

　　LCD_BCK+和LCD_BCK-分别连接到串联LED的正负两端。