0 引言

    液晶顯示器件是人類社會(huì)文明進(jìn)步的產(chǎn)物,，隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的不斷發(fā)展，液晶顯示器件的應(yīng)用十分廣泛,，產(chǎn)品更新也非常之快,，同時(shí)也衍生出種類繁多的不同，型號(hào)液晶顯示器件,。因此,，由于液晶顯示器件型號(hào)不同它的驅(qū)動(dòng)電源及驅(qū)動(dòng)信號(hào)源等也不相同，對(duì)其進(jìn)行光電參數(shù)等因素的檢測(cè)時(shí),，由于型號(hào)不同需要更換設(shè)備,，連接設(shè)備儀器的接線復(fù)雜,，隨之帶來(lái)了很大的麻煩,。液晶顯示器件檢測(cè)光電參數(shù)主要依據(jù)GB/T 18910.61檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求,，需要檢測(cè)14項(xiàng)光電參數(shù)，其中10項(xiàng)光特性參數(shù)可通過(guò)“DMS-1500顯示設(shè)備測(cè)量系統(tǒng)”進(jìn)行測(cè)試,，其檢測(cè)結(jié)果通過(guò)電腦讀取,，而其他幾項(xiàng)電特性參數(shù)是通過(guò)導(dǎo)線連接到電壓表、電流表,、示波器,、功率表等外圍設(shè)備進(jìn)行測(cè)試獲取，并與光特性參數(shù)合并組成液晶顯示器件光電參數(shù)測(cè)試報(bào)告,。無(wú)論是測(cè)試光特性還是電特性參數(shù),，被測(cè)液晶顯示器件均需要與驅(qū)動(dòng)電源、驅(qū)動(dòng)信號(hào)源及其他外圍設(shè)備進(jìn)行連接才能進(jìn)行測(cè)試,，但液晶顯示器件種類繁多,，需要更換相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備及其他外圍檢測(cè)設(shè)備、導(dǎo)線等,，給檢測(cè)人員帶來(lái)了極大不便,。本文設(shè)計(jì)了一種基于S3C2440與VC++6.0的液晶顯示器光電參數(shù)檢測(cè)接口系統(tǒng)，該接口電路能連接并檢測(cè)市場(chǎng)上大部分的液晶顯示器件,，通過(guò)通信接口把液晶顯示屏的工作電壓,、工作電流、響應(yīng)時(shí)間采集到由VC++編寫(xiě)的上位機(jī)中進(jìn)行顯示,，結(jié)合DMS-1500 顯示設(shè)備將測(cè)試到的光特性參數(shù)和電特性參數(shù)一并在PC端顯示出來(lái),。本系統(tǒng)采用的芯片S3C2440是三星公司生產(chǎn)的32位CMOS微控制器，S3C2440集成了LCD控制器,，最大可支持4K色STN LCD和256K色TFT LCD,，提供1通道LCD專用DMA，具有與大多數(shù)LCD顯示器件的接口,，通用性強(qiáng),。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

    硬件電路的主要芯片包括S3C2440、MAX3232,、液晶顯示器件,，本系統(tǒng)以S3C2440作為主設(shè)備。系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示,。

1.1 S3C2440 LCD控制器^[1]

    S3C2440 LCD控制器提供LCD必要的控制信號(hào),，可支持STN LCD和TFT LCD，對(duì)于STN LCD來(lái)說(shuō)如VFRAME,、VLINE,、VCLK、VD[7:0],、VM等,，對(duì)于TFT LCD來(lái)說(shuō)如VSYNC,、HSYNC、HCLK,、VD[23:0],、LEND等，S3C2440 LCD控制器用于向LCD傳輸圖像數(shù)據(jù),。S3C2440 LCD控制器結(jié)構(gòu)圖如圖2所示,。

1.2 LCD時(shí)序圖與接口電路^[2]

    LCD液晶顯示器種類繁多，如STN,、TFT,、LTPS TFT、OLED等,，市場(chǎng)上較為主流的液晶顯示器為T(mén)FT型,，常用于MP3、MP4,、桌面液晶顯示器,、筆記本電腦以及手機(jī)等。不同類型的LCD數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)不一樣,，因此,，需要先對(duì)LCD的接口定義了解才能使用。本文以市面常用的TFT LCD為例,，其管腳定義如表1所示,。

    TFT LCD時(shí)序圖如圖3所示。

    該時(shí)序圖中各信號(hào)的時(shí)間參數(shù)都可以在LCD控制寄存器中設(shè)置,，VCLK作為時(shí)序圖的基準(zhǔn)信號(hào),，頻率計(jì)算如下：

    VSYNC信號(hào)計(jì)算如下：

    將幀內(nèi)存的地址送給LCD控制器，并設(shè)置好VSYNC,、HSYNC,、VCLK等信號(hào)參數(shù)后，即可發(fā)起DMA傳輸從幀內(nèi)存中得到圖像數(shù)據(jù)傳送到VD[23:0]數(shù)據(jù)總線上,。

1.3 通信接口模塊

    S3C2440中的通用異步收發(fā)器(Universal Asynchronous Receiver Transmitter,，UART)有3個(gè)獨(dú)立的通道，每個(gè)通道都可以工作于中斷模式或DMA模式,，每個(gè)通道都有2個(gè)64 B的FIFO,，使用系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)，S3C2440則可以達(dá)到115.2 Kb/s,。UART使用標(biāo)準(zhǔn)的TTL/CMOS邏輯電平來(lái)表示數(shù)據(jù),。本文采用RS-232串行接口標(biāo)準(zhǔn)，使用MAX3232實(shí)現(xiàn)將TTL/CMOS邏輯電平轉(zhuǎn)換成RS-232邏輯電平。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 S3C2440軟件設(shè)計(jì)

2.1.1 LCD控制器軟件設(shè)計(jì)

    S3C2440以嵌入式Linux作為開(kāi)發(fā)環(huán)境,，Linux具有開(kāi)放源代碼,、易于移植、資源豐富,、免費(fèi)等優(yōu)點(diǎn),，既可以采用匯編語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā),，也支持C語(yǔ)言開(kāi)發(fā),，本系統(tǒng)采用C語(yǔ)言^[1]。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由主程序和若干子程序組成,，其中包括LCD驅(qū)動(dòng)程序,、串口子程序。LCD驅(qū)動(dòng)程序主要完成LCD的顯示模式,、開(kāi)啟/關(guān)閉LCD,、設(shè)置調(diào)色板等的設(shè)置，本系統(tǒng)的目的是對(duì)LCD進(jìn)行測(cè)試,，因此,，本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)一個(gè)主菜單，從中選擇各種方法進(jìn)行測(cè)試,，通過(guò)串口輸入可以選擇以“240*320,、8bpp”、“240*320,、16bpp”,、“640*480、8bpp”,、“640*480,、16bpp”的顯示模式來(lái)操作LCD，可以根據(jù)需要擴(kuò)展顯示模式,。以“240*320,、8bpp”為例，LCD程序結(jié)構(gòu)圖如圖4所示,。

    串口子程序中,，串口初始化如下：

2.1.2 LCD工作電參數(shù)軟件設(shè)計(jì)

    工作電參數(shù)通常指的是其功耗，LCD的功耗指的是該液晶顯示器在工作時(shí)流過(guò)該顯示器的電流的大小^[3],。本系統(tǒng)通過(guò)主控芯片S3C2440的ADC模塊對(duì)LCD功耗進(jìn)行采集,，采集的結(jié)果通過(guò)串口模塊傳送到由PC的VC++軟件編寫(xiě)的上位機(jī)進(jìn)行顯示。S3C2440集成CMOS模數(shù)轉(zhuǎn)換器（Analog to Digital Converter,，ADC）,，可接收8個(gè)通道的模擬信號(hào)輸入，并將其轉(zhuǎn)換為10位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。最大的轉(zhuǎn)換速率可達(dá)500 KSPS(SPS即Samples Per Second),。在本系統(tǒng)中,，可利用S3C2440 ADC模塊對(duì)LCD的工作電壓及功耗進(jìn)行測(cè)試。LCD電參數(shù)數(shù)據(jù)采集程序流程圖如圖5所示,。

2.2 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

    本系統(tǒng)上位機(jī)用VisualC++6.0(簡(jiǎn)稱VC++6.0)軟件進(jìn)行編寫(xiě),，主要參考程序如下：

    VC++6.0設(shè)計(jì)的上位機(jī)采集的界畫(huà)如圖6所示。

3 結(jié)果分析

    本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同的液晶顯示器光電參數(shù)的檢測(cè),，為驗(yàn)證本系統(tǒng)的準(zhǔn)確性,，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)型號(hào)為T(mén)FT-LCD FGD430A4005液晶屏進(jìn)行測(cè)試,，上位機(jī)通過(guò)VC++6.0接收數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存,，共保存10組數(shù)據(jù)。算術(shù)平均值公式為：

    由式(3)可求出該系統(tǒng)所測(cè)的算術(shù)平均值,，根據(jù)不同的背光顏色得到的電流測(cè)試結(jié)果,，如表2所示。

    根據(jù)誤差的定義,，誤差就是測(cè)得值與被測(cè)值的真值之間的差,，在檢定工作中，將高一等級(jí)精度的標(biāo)準(zhǔn)所測(cè)得的量值稱為實(shí)際值,，在實(shí)際測(cè)量中,，常用被測(cè)的量的實(shí)際值代替真值，由此,，使用汕尾市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所的PF300數(shù)字功率計(jì)測(cè)試儀器對(duì)該液晶屏測(cè)試得到測(cè)試真值A(chǔ),，根據(jù)公式：

數(shù)據(jù)結(jié)果比較后如表3所示。

    經(jīng)誤差理論與數(shù)據(jù)處理分析,，由概率論的大數(shù)定律可知,，若測(cè)量次數(shù)無(wú)限增加，則算術(shù)平均值必然趨近于真值^[4],。以表3的數(shù)據(jù)分析得到可行性,，由該系統(tǒng)測(cè)試得到的電流值與標(biāo)準(zhǔn)儀器測(cè)試的值相比，誤差較小,，精確度較高,。

4 結(jié)論

    該系統(tǒng)是以S3C2440為主控芯片對(duì)液晶顯示器進(jìn)行光電參數(shù)檢測(cè)的接口電路，并在PC上采用VC++6.0平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示與存儲(chǔ),，方便地實(shí)現(xiàn)了對(duì)市面上常用的各種型號(hào)液晶顯示器件光電參數(shù)的檢測(cè),。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)具有工作穩(wěn)定,、操作簡(jiǎn)單,、數(shù)據(jù)處理速度快,、數(shù)據(jù)精度高、采集數(shù)據(jù)的精度高等優(yōu)點(diǎn),，可以為檢測(cè)市面上大部分常用液晶顯示器的光電參數(shù)提供可靠的數(shù)據(jù),。

參考文獻(xiàn)

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作者信息:

陳樂(lè)珠1,，卓朝松2,，王  艷1

（1.汕尾職業(yè)技術(shù)學(xué)院 海洋工程系,，廣東 汕尾516600,；2.廣東省汕尾市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所，廣東 汕尾516600）