一种基于ARM9的彩色TFT－LCD模块设计及实现

1 引 言

　　TFT-LCD因其厚度薄且画面质量优异，可以实现信息的高速度、高亮度及高对比度显示，已广泛应用于图像显示系统中。虽然TFT-LCD具有良好的显示性能，但TFT-LCD的驱动信号非常复杂，同时外围的控制单元需要处理的数据量非常大，以一个分辨率为640×480的彩色TFT-LCD为例，显示一幅彩色图像就需要处理900kbyte的数据量，这对于传统的单片机等处理器显得无能为力。由于图像数据量大，目前图像大都采用压缩后再存储，其中JPEG (Joint PhotographicExperts Group)格式的压缩图像应用最为广泛。

　　为了解决图像等大容量数据在TFT-LCD显示屏上的应用，本文提出了一种基于ARM9处理器S3C2440X的彩色液晶显示模块。模块能够实现对字符及彩色RGB格式图像的显示，同时还可以显示JPEG格式的图像。由于液晶显示屏只能接收RGB格式的图像数据，为了实现对JPEG格式的图像显示，必须对压缩图像进行解压缩，JPEG格式图像的解码功能在ARM9处理器上实现。本文提出的方法简化了彩色TFT-LCD图像显示的设计难度，同时为JPEG格式的解码及液晶显示提供了一种实现方法。液晶显示模块可以方便地与外接系统接口，实现图像显示模块的功能。

　　2 模块结构设计与分析

　　模块硬件包括4个部分：ARM9S3C2440X处理器、数据存储模块、液晶显示模块及RS232串口通信模块。模块中使用了两种非易失性闪存NAND Flash和NOR Flash。考虑到NOR Flash具有芯片内执行及可靠性高的特点，使用它来存储ARM9处理器运行的程序代码;存储容量大且高单元密度的NAND Flash用来存储海量数据，作为图像库及字符库的存储单元。SDRAM 作为外扩存储器使用。TFT-LCD LQ080V3DG01作为模块的显示屏使用。与其他外部模块通信采用RS232串口方式。

　　模块实现的主要功能有：JPEG 格式图像的解码;支持24bit彩色RGB图像数据及JPEG两种格式图像的显示;字符的显示;数据存储容量为64Mbyte，可以实现对图像库及字符库的更新;可以设置不同的串口波特率。模块功能框图如图1所示。

图1 模块功能框图。

　　2.1 ARM9嵌入式处理器S3C2440X

　　S3C2440X是一款基于ARM920T 内核、主频最高达400MHz、适用于嵌入式应用的RISC处理器。它支持可配置的8，16，32bit数据总线宽度。在存储器接口方面，最多可以扩展6个通道的ROM 或RAM 存储器，以及2 个通道的SDRAM，同时它还支持NAND Flash、NORFlash存储器扩展。

　　它内部的ARM920T 内核具有高速微控制器总线(AMBA BUS)结构及哈佛结构的高速缓冲存储器(Cache)，高速缓冲分别是16kbyte程序及16kbyte数据存储器，使其具有良好的高速性能[3];具有丰富的外围设备，包括LCD控制器、UART、USB、SD 及SPI等接口，可以满足不同的设计要求。

　　2.1.1 LCD控制器

　　S3C2440X内部LCD控制器接口支持STNLCD及TFT-LCD的无缝连接，它支持单色、调色板彩色及24bit真彩色的显示。根据不同的设计要求，通过程序编程可以实现相应的LCD分辨率，数据格式及帧频等设置，从而满足各种类型的LCD模块。S3C2440XLCD控制器用来传输视频数据VD [23：0]，同时产生相应的控制信号VSYNC、HSYNC、VDEN及LEND，时序图如图1所示。实现LCD 控制器功能的关键是根据LCD时序的要求，合理配置控制器寄存器。

图2 TFT-LCD时序图。