ILI9341的使用之【四】RGB接口操作详解

《ILI9341的使用之【一】TFT-LCD原理（转载）》
《ILI9341的使用之【二】ILI9341介绍》
《ILI9341的使用之【三】ILI9341系统通信接口模式操作详解》
《ILI9341的使用之【四】RGB接口操作详解》
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一、RGB接口的选择

ILI9341有两种RGB接口，分别是DE模式和SYNC模式。通过设置RCM[1:0]bits位（此为指令B0h-RGB Interface Signal Control的参数），实现接口类型的选择。当RCM[1:0]=‘10’时，包含VSYNC、HSYNC、DOTCLK、DE、D[17:0]些引脚的DE模式被选择。当RCM[1:0]='11’时，包含VSYNC、HSYNC、DOTCLK，D[17:0]引脚的SYNC模式被选择。（见下表）
说明： DE（Data Enable）；SYNC（SYNChronization)
注意：RGB模式是工作在串行接口模式下的。
象素格式： ILI9341支持多种的象素格式，这可以通过设置“Pixel Format set (3Ah)”指令中的DPI[2:0] 位和“Interface Control（F6h）”指令中的RIM位进行选择。RCM[1:0] 是在"RGB Interface Signal Control(B0h)"指令中进行设置。

下图为SYNC模式下的像素颜色格式：

像素时钟（DOTCLK)会一直不停运行。当DOTCLK上升沿时会引入VSYNC，HSYNC，DE和D[17:0]状态值。
VSYNC(垂直同步)引脚，被用于标识什么时候收到一个新的显示帧数据。该引脚是低电平有效。并且该状态在DOTCLK上升沿时被读入显示模块。

HSYNC(水平同步）引脚，被用于标识什么时候收到一个帧的新行。该引脚是低电平有效。并且该状态在DOTCLK上升沿时被读入显示模块。

在DE模式中，DE（Data Enable)信号用来标识什么时候接收到了将被显示的RGB信息。该信号是高电平有效，它的状态在DOTCLK上升沿时被显示模块读取。

D[17:0]被用来传送用来显示的图像信息。当DE=0并且在DOTCLK上升沿时被读入。

在SYNC模式中，有效的显示数据是经由D[17:0]以像素数据输入的。该数据的格式是根据HSYNC信号的HFP/HBP设置的和VSYNC信号的VFP/VBP设置的。（vFP/VBP，HFP/HBP的含义如下图所述，设置的指令为B5h-Blanking Porch Control）
在这两种RGB模式中，输出的显示数据首先被写入GRAM中，然后再从GRAM中根据灰度数据输出相应的源极电压。

一般240*320分辨率的面板所使用的标准参数值为，6.35MHZ 时钟频率和70HZ的帧刷新率。
注意：
1、Vertical垂直的周期(一帧one frame）的值为：Vsync + VBP + VAdr + VFP
2、Horizontal水平周期（一线one line）的值为： Hsync + HBP + HAdr + HFP.
3、在所有主控制器与显示模块之间传送像素值的时间里，控制信号PCLK和Hsync将按规定传送

同时也要确保
(Number of PCLK per 1 line) ≥ (Number of RTN clock) x Division ratio (DIV) x PCDIV

RGB接口操作显示控制时钟设置示例：
使用DPI的寄存器显示操作与内部时钟PCLKD同步，PCLKD是通过对DOTCLK分频产生的。
PCDIV[5:0]:在内部时钟PCLKD的一个高/低周期间的DOTCLK时钟的个数。PCDIV是指令B6h（Display Function Control)定义的参数。

PCDIV指定了DOTCLK脉冲的分频率，它决定于PCLKD的频率与内部615KHZ振荡时钟有多少差异。根据下面的约束设置PCDIV：
(Number of PCLK in 1H) ≥ (Number of RTN clock) x Division ratio (DIV) x PCDIV

设置实例: 设置帧刷新率为 70Hz:
Internal Clock
Internal Oscillation Clock: 615KHz
DIV[1:0] = 00 (1倍的时钟615KHZ)
RTN[4:0] = 1b (27 clocks)
FP = 7’h2 (2 lines), BP = 7’h2 (2 lines), NL = 6’h27 (320 lines)
（说明：VFP，VBP 指令B5h Blanking Porch Control的参数。NL为指令B6h Display Function Control的参数）
Frame Rate ： 70.30Hz

DOTCLK
HSYNC = 10 CLK
HBP = 20 CLK
HFP=10 CLK
（说明：HFP，HBP 指令B5h Blanking Porch Control的参数。）
70Hz x (2 + 320 + 2) lines x (10 + 20 + 240 + 10) clocks = 6.35MHz
DOTCLK frequency = 6.35MHz
6.35 MHz / 615KHz = 10.32 I Set PCDIV so that PCLK is divided by 10.
external fosc = 6.35 MHz / 10 = 635KHz
PCDIV = [ 6.35MHz / 635KHz) / 2 ] - 1 = 4
PCDIV[5:0] = 6’h04 (10 DOTCLK)

二、RGB接口时序

以下为18/16bit RGB 接口模式的时序图解：

注意1：在RGB接口的SYNC模式下，不需要DE信号
注意2：”interface Mode Control(B0h)“命令的这几个参数取值：VSPL，HSPL，DPL，EPL都为0。

下面为6-bit RGB接口模式的进序图解：

注意1：在RGB接口的SYNC模式下，不需要DE信号
注意2：”interface Mode Control(B0h)“命令的这几个参数取值：VSPL，HSPL，DPL，EPL都为0。
注意3：在6-bit RGB 接口模式下，一个像素的每个点（R,G,B）是与DOTCLK同步传送
注意4：:在6位RGB接口模式下，将VSYNC、HSYNC、DE的周期设置为DOTCLK的3倍。

三、VSYNC接口

ILI9341支持VSYNC接口模式，该模式是由引脚VSYNC提供帧同步信号。该模式是通过8080-I/8080-II系列MCU接口来显示动图。当VSYNC接口被选择用来显示一个动图时，GRAM的最小更新速度是有限制的，并且VSYNC接口是由DM[1:0]=‘10’ 和 RM='0’两个参数设置使能的。
以上提到的两个参数由指令F6h(Interface Control)中的DM[1:0]（Display Operation Mode）参数和RM(Inerface for RAM Access)参数设置，

在VSYNC模式下，显示操作是与内部时钟和VSYNC引脚的输入相同步的。帧的刷新率决定于VSYNC信息号的脉冲速率。所有的显示数据都存储在GRAM使动图显示的传送需要的总数据最小化。

VSYNC接口对经由系统接口向内部GRAM写入数据的速度是有最小速度限制的。通过下面的公式进行计算：
Internal clock frequency (fosc.) [Hz] = FrameFrequency x (DisplayLine (NL) + FrontPorch (VFP) + BackPorch (VBP)) x ClockCyclePerLines (RTN) x FrequencyFluctuation.

注意：当RAM写操作不是从VSYNC的下降沿开始的，则从VSYNC的下降沿开始到RAM写操作开始的这段时间也必须计算在内。

以下是一个GRAM最小写速度和VSYNC接口模式下内部时钟频率的实例：

在计算内部时钟频率时，必须要考虑到振荡器的变化。在上面的例子中，考虑到计算的内部时钟频率有±10%的裕度变化并且要确保在一个垂VSYNC周期内完成显示操作。频率变化的原因主要有大规模集成电路的制造工艺、室温、外部电阻和VCI电压的变化。

Minimum speed for RAM writing [Hz] > 240 x 320 x 748K / [ (2 + 320 – 2)lines x 27clocks] ≒ 6.65 MHz

计算上述理论值的前提是ILI9341在VSYNC下降沿开始写入内部GRAM。物理显示行和执行数据写入操作的GRAM地址之间必须至少有2行空白。GRAM以6.35MHZ或更高的写速度将保证GRAM的写入操作能在ILI9341开始在屏幕上显示GRAM数据之前完成，并且能在不出现闪烁的前提下重定整个屏幕。

使用VSYNC接口时注意如下：
1、最小的GRAM写速率必须被满足。并且必须要考虑频率的变化。
2、帧的显示速率决定于VSYNC信号，以及VSYNC的周期必须长于完全显示的扫描周期。
3、当从内部时钟操作模式（DM[1:0]=‘00’)切换到 VSYNC接口模式，或反相。这个切换应从下一个VSYNC周期，也即，在一个帧完全显示后。
4、在垂直同步界面模式下，不支持部分显示、垂直滚动和隔行扫描功能。

四、色深转换查询表(省略）

五、DDRAM（Display Data RAM）

ILI9341集成了240x320x18位图形型静态RAM。这172,800字节的内存允许存储一幅240xRGBx320图像，18位分辨率(262K-color)。当对帧存储器的同一位置同时进行面板显示读和接口读/写时，显示器上不会有异常可见效果。