常用硬件接口简述及调试要点:SPI


SPI(Serial Peripheral Interface Bus 译作:串行外设接口)是一种用于短程通信的同步串行通信接口规范,具有高速,全双工的特点。这种接口首先被Motorola(摩托罗拉)公司开发,然后发展成了一种行业规范。

SPI设备之间使用全双工模式通信,包含一个主机和一个或多个从机。主机产生待读或待写的帧数据,多个从机通过一个片选线路 决定哪个来响应主机的请求。
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常用硬件接口简述及调试要点:UART


UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,译为:通用异步收发传输器)是最为简单的异步接口,可以按照要求配置成全双工,半双工,单TX或者单RX四种方式运行,常用的UART标准有:EIA-RS-232(也称:232、RS-232),EIA-485(也称:RS-485),EIA-422(也称:RS-422)等,它们是各种异步串行通信口的接口标准和总线标准,它们规定了通信口的电气特性、传输速率、连接特性和接口的机械特性等内容。
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常用硬件接口简述及调试要点:I²C



I²C接口是在嵌入式调试中最为常用的接口,由于其逻辑简单,接线少,且稳定可靠,因此经常作为外部设备连接主控的接口。我将按照如下模式进行简述,接口的历史渊源,接口的物理连接和特点,运行流程和调试的要点4个方面来介绍,具体请见下文。

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LCD协议及接口详述


接口与协议

LCM常用的按照物理接口分为:MCU/CPU接口,RGB接口,LVDS接口,MIPI DSI接口等,但是按照MIPI(Mobile Industry Processor Interface)联盟下的Display工作组提出协议标准来划分的话就分为DBI(Display Bus Interface),DPI(Display Pixel Interface) ,DSI(Display Serial Interface)三种,另外MIPI联盟还提出DCS(Display Command Set)标准来规范其显示命令设置。

协议做为数据和指令传输方式的规范,需要配合物理接口工作,下面将针对协议部分其对应物理接口进行分别叙述。

MIPI DBI协议和MCU/CPU接口

MIPI  DBI 协议可细分为MIPI DBI TypeA、MIPI DBI TypeB、MIPI DBI Type C这三种不同的模式,他规定了它的硬件接口方式,不同模式下的硬件接口以及数据的采样都有所不同。
详细解说及调试指导,后续会更新文章说明。

DBI协议对应的接口为MCU接口,MCU接口的LCD的Driver IC都带GRAM,Driver IC作为MCU的一片协处理器,接受MCU发过来的Command/Data,可以相对独立的工作。对于MCU接口的LCM(LCD Module),其内部的芯片就叫LCD驱动器。主要功能是对主机发过的数据/命令,进行变换,变成每个象素的RGB数据,使之在屏上显示出来,这个过程不需要点、行、帧时钟。

注:CPU/MCU接口常用在单片机等比较简单的显示需求的设备上,且由于其需要GRAM,在大尺寸的LCD显示上成本很高,因此很少采用。

MIPI DPI协议和RGB接口、LVDS接口

MIPI DPI协议的数据线和控制线分离,它采用直接写LCD的方式来控制输出显示,DPI对应了2种不同接口,包括RGB接口和LVDS接口。

详细解说及调试指导,后续会更新文章说明。

RGB接口的LCD的显存是由系统内存充当,通过VSYNC,HSYNC,DOTCLK,CS,RESET进行控制和数据同步,然后通过并行的方式传输RGB数据。在运行过程只需显存组织好数据。启动显示后,LCD-DMA会自动把显存中的数据通过RGB接口送到LCM。而LVDS接口主要是将RGB TTL信号按照SPWG/JEIDA格式转换成LVDS信号进行传输,LVDS接口只能传输数据和控制信号,不能传输指令

注:TTL是用高电平表示1,低电平表示0的模式,LVDS是正负两个对应波形,用两个波形的差值来表示当前是1还是0。

MIPI DSI协议和MIPI 接口

MIPI DSI 协议定义了一个位于处理器和显示模组之间的高速串行接口,分为应用层、协议层、通道管理层、物理层四个层,它是一种串行传输方式,包括数据、指令、其他信息。

详细解说及调试指导,后续会更新文章说明。

MIPI接口有一组时钟线和1~4组数据线组成,它可以运行在低速和高速2个模式,一般低速用于指令传输,高速用于数据传输。其中只有数据线0是双向的(低速模式双向,高速模式也只能是单向),其他的都只能是单向(高速模式单向)。

其数据特点如下:

  • 在高速模式下,发送端同时驱动该通道仅有的两根互连线,输出低摆幅差分信号。
  • 低速模式下,发送端分别驱动互连线,各自输出单端信号,但摆幅相对较大。

其他接口类型:

待更新