如何使用示波器解决LCD控制器调试难题 点击:175 | 回复:0



小呢子何

    
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发表于:2016-12-14 18:27:41
楼主

当LCD液晶屏显示异常时,以往通过现象逆向推导,对参数进行修改,这种方式费时费力。有了长存储示波器,调试LCD控制器再也不烧脑,下文通过实际案例分享ZDS4054Plus在LCD测试的应用。

一、LCD控制器、驱动器工作原理

要使LCD的显示文字或图像,需要通过LCD控制器输出RGB数据给LCD驱动器,LCD驱动器就把数据放到缓存中,然后以60/秒的速度刷新LCD屏显示。(由于液晶分子的特性:当长时间固定在某一个电压不变时,会导致液晶分子遭到破坏,所以要以一定的频率(通常是60Hz)不停的刷新LCD屏。所以视频播放帧率虽然只有23~30/秒,TFT-LCD的显示刷新频率却达到60HzLCD控制器时序控制着视频帧率;LCD驱动器时序控制着显示器刷新率。)

LCD控制器器通过行信号和列信号的不同组合,实现对每个像素进行控制,这种行扫描(HYNC)信号周期很短(高达40kHz-100kHz),使屏幕上能够显示稳定的图像。

LCD控制器信号时序及工作原理如下:


VSYNC:帧同步信号,表示扫描1帧的开始,一帧也就是LCD显示的一个画面;

HSYNC:行同步信号,表示扫描1行的开始;

VCLK:像素时钟信号,每个脉冲填充1个像素点;

VDEN:数据使能信号,高电平时,填充数据有效;

VD[23:0]LCD像素数据输出端口。

LEND:行结束信号;

以一个1024X768像素的LCD屏为例,完整显示一屏图像的信号,必须包含1VSYNC周期、768个有效HSYNC周期,每个VDEN高电平包含1024个像素时钟信号。显示出现问题可通过帧同步信号、行同步信号的频率、占空比、延时、每个VSYNC周期包含的HSYNC周期数、VDEN周期包含的VSCLK周期数进行排查。

二、使用ZDS4054Plus示波器解决LCD显示异常实例

1、图片叠加、重复

现象:LCD显示上大范围的图像出现错位、叠加或者重复;

成因:出现这种情况一般不会是行同步或者场同步信号的延时引起的,基本可以排除这方面的影响。可以检查是否存在时序或者时钟频率上存在差异引起的。

解决方法:碰见这种情况首先应该做的就是先仔细计算DMA传输参数,精确适配行场信号。


如示波器截图所示,各通道对应信号依次为VCLKVSYNCVHSYNCVDEN信号,分析步骤如下:

1)由于一帧完整的信号时间通常达到30ms以上,示波器需要调到10ms/div的时基,而VCLK信号频率通常高达48-96MHz,采样率至少得保持500Ms/s,才能对时序进行分析,此时普通示波器法完整捕获波形。

2ZDS4054Plus10ms/div的时基下,依然能够保持1Gs/s采样率,可完美还原波形,配合每通道标配的硬件频率计,可分析各信号频率是否存在异常;

2、图像错位

现象:LCD显示在水平方向发生位移,或者在上面或底部有一条几个像素的彩色、白色或黑色条纹。

原因:一般来说,出现这种情况和帧同步、行同步信号有关,如果是常态异常,可能是初始化参数设置不对,若是偶发异常可能是工作过程中,帧同步、行同步信号收到干扰。

解决方法:检查LCD控制器的行同步与场同步信号的宽度、前后延时、极性的匹配。


如示波器截图所示,各通道对应信号依次为VCLKVSYNCVHSYNCVDEN信号,分析步骤如下:

1)通过全屏测量统计,分析各信号正负脉冲宽度,若VSYNCVHSYNC脉宽存在异常值,可判断为干扰信号引起的显示异常;

2)若脉宽正常时,可通过区间测量统计计算周期数,分析各个大小周期信号直接的相互包含关系,检查时序参数;

3)通过缩放模式以及光标测量,分析各时序信号之间的延时。




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