Liquid Crystal Display Felix Erlacher Sang Hun Lee

Inhalt Aufbau Physikalische Grundlagen Serial Peripheral Interface Beispiele zur Programmierung Twisted Nematic Thin Film Transistor TN TFT

Aufbau Twisted Nematic TFT

Aufbau eines Bildes

Physikalische Grundlagen Polarisation des Lichts Funktion der Flüssigkristalle Spannung an den Flüssigkristallen

Polarisation des Lichts Transversalwelle Nicht an Medium gebunden Spektrum Spektrum Wellen unterschiedlicher Längen und ohne spezielle Orientierung Die Wellenlänge = Farbe Amplitude = Intensität des Lichtes

Lineare Polarisationsfilter Vertikaler Anteil kommt durch Horizontale Anteile werden absorbiert und reflektiert

Kann mittels Polarisationsfilter unterdrückt werde Lineare Welle Kann mittels Polarisationsfilter unterdrückt werde Elliptische Welle Keine Vorzugsrichtung -> geht durch Polarisationsfilter Durchdring lineare Polarisationsfilter

Flüssigkristalle Klärpunkt - Übergang Mesophasen Nematische Phase in die isotrope Phase Zwischenstufen - Mesophasen Isotrop - Unabhängigkeit von der Richtung der betrachtung -> Klar Zwei Schmelzpunkte. Übergang Festkörper in den flüssigen Kristall, Höher - Klärpunkt - zur isotropen Flüssigkeit

Doppelbrechung Senkrecht zueinander polarisiert Ausbreitungsgeschwindigkeit außerordentlicher Strahl von Eintrittsrichtung auf Moleküle abhängig Nach Addition entsteht elliptische Welle Farbverfälschung

Flüssigkristalle Licht A: ohne elektrisches Feld -> starke brechung-> elliptische Welle B: mit elektrischen Feld -> Keine Brechung Geringer Kontrast, unerwünschte Farbwirkung

Twisted Nematic Crystal Schadt-Helfrich-Zelle Moleküle bleiben haften Licht führt nun ohne Spannung

Twisted Nematic Crystal

Dünnschichttransistoren TFT Transistor wird direkt auf Glassubstrat aufgedampft Leiterbahnen Indiumzinnoxid

Serial Peripheral Interface Synchroner serieller Datenbus Master-Slave-Prinzip Sehr lockerer Standard

Eigenschaften Eine oder mehrere lowaktive Chip-Select- Leitungen SS – Slave Select

Eigenschaften Vollduplexfähig Viele Einstellmöglichkeiten Taktflanke Wortlänge MSB oder LSB zuerst Taktfrequenzen bis in MHz-Bereich Vollduplexfähig Er lässt die Übertragung der Informationen in beide Richtungen zu gleicher Zeit zu

Protokollablauf Jede Taktperiode ein Bit Beliebig viele Slaves, ein Master Kein festgelegtes Protokoll Praxis 4 Modi durchgesetzt 8 Taktperioden für vollständige Übertragung Nicht festgelegt ob SS auf High gesetzt werden muss zwischen mehreren Bytes

Protokollablauf CPHA Clock Phase CPOL Clock Polarität CPHA – bei wievielter Flanke nach SS Bit übertragen wird 0 erste 1 zweite Bei CPOL 0->CPHA 0 High Flanke | 0->CPHA 1 Low Flanke 1->CPHA 0 Low Flanke | 1->CPHA 1 High Flanke

Pin-Belegung vom Display und Verbindung mit dem Mbed Serial 2.2" TFT LCD Screen Module NOKIA 6100 VIN P 5V Power Supply pin GND G Ground RST I Reset，Low level active NC / No Connection SDA I Serial data input SCL I Serial clock input CS I Chip Selection，Low level active VDD33 P 5V Power Supply pin

Beispiel

Beispiel #include "mbed.h" #include "NokiaLCD.h" NokiaLCD lcd(p5, p7, p8, p9, NokiaLCD::LCD6610); int main() { lcd.background(0x0000FF); lcd.cls(); lcd.fill(2, 51, 128, 10, 0x00FF00); lcd.fill(50, 1, 10, 128, 0xFF0000); lcd.locate(0,3); lcd.printf("Hello World!"); for (int i=0; i<130; i++) { lcd.pixel(i, 80 + sin((float)i / 5.0)*10, 0x000000); } }

Code NokiaLCD.h NokiaLCD lcd(p5, p7, p8, p9, NokiaLCD::LCD6610); NokiaLCD::NokiaLCD(PinName mosi, PinName sclk, PinName cs, PinName rst, LCDType type) : _spi(mosi, NC, sclk) , _rst(rst) , _cs(cs)

Code NokiaLCD.h #define NOKIALCD_ROWS 16 #define NOKIALCD_COLS 16 #define NOKIALCD_WIDTH 130 #define NOKIALCD_HEIGHT 130 #define NOKIALCD_FREQUENCY 5000000 Lcd.background(0x…..) void NokiaLCD::background(int c) {_background = c;}

Code NokiaLCD.h lcd.fill(int x, int y, int width, int height, int colour) _cs = 0; _window(x, y, width, height); for (int i=0; i<width*height/2; i++) { int r4 = (colour >> (16 + 4)) & 0xF; int g4 = (colour >> (8 + 4)) & 0xF; int b4 = (colour >> (0 + 4)) & 0xF; int d1 = (r4 << 4) | g4; int d2 = (b4 << 4) | r4; int d3 = (g4 << 4) | b4; 00330 data(d1); data(d2); data(d3); } _cs = 1;

Code NokiaLCD.h lcd.locate(0,3); void NokiaLCD::locate(int column, int row) { _column = column; _row = row; } for (int i=0; i<130; i++) { lcd.pixel(i, 80 + sin((float)i / 5.0)*10, 0x000000);} void NokiaLCD::pixel(int x, int y, int colour) { _cs = 0; _window(x, y, 1, 1); _putp(colour); _cs = 1;}

Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit!