1、顯示器介紹
顯示器屬於計算機的 I/O 設備，即輸入輸出設備。它是一種將特定電子信息輸出到屏幕上再反射到人眼的顯示工具。 常見的有 CRT 顯示器、LCD液晶顯示器、 LED 點陣顯示器及OLED 顯示器。
（1）CRT顯示器
CRT顯示器是一種使用陰極射線管（Cathode Ray Tube）的顯示器。它主要由五部分組成：電子槍、偏轉線圈、蔭罩、熒光粉層及玻璃外殼。CRT純平顯示器雖然具有可視角度大、無壞點、色彩還原度高、色度均勻、可凋節的多分辨率模式、響應時間極短等LCD顯示器難以超越的優點，但目前已經退出市場。CRT顯示器是最早的，以前的老電視機用的就是CRT顯示器。
（2）LCD顯示器
LCD(Liquid Crystal Display)顯示器，即液晶顯示器。相對於上一代 CRT 顯示器(陰極射線管顯示器)， LCD 顯示器具有功耗低、體積小、承載的信息量大及不傷眼的優點，因而它成為了現在的主流電子顯示設備，其中包括電視、電腦顯示器、手機屏幕及各種嵌入式設備的顯示器。
LCD顯示器內部有很多液晶粒子，它們有規律地排列成一定的形狀，並且它們每一面的顏色都不同，分為紅色、綠色和藍色。這三原色能還原成任意的其他顏色。當顯示器收到顯示數據時，會控制每個液晶粒子轉動到不同顏色的面，從而組合成不同的顏色和圖像。也因為這樣，LCD顯示器的缺點有色彩不夠艷和可視角度不大等 。
LCD主要有TFT、IPS、TFD、UFB、STN、DSTN等幾種類型的液晶顯示屏：
TFT 屏幕是 Thin Film Transistor （薄膜晶體管）的縮寫，是有源矩陣類型液晶顯 示器 (AM-LCD) 中的一種， TFT 在液晶的背部設置特殊光管，可以"主動地"對屏幕 上的各個獨立的象素進行控制，這也就是所謂的主動矩陣 TFT （ active matrix TFT ）的來歷，這樣可以大大的提高反應時間，一般 TFT 的反映時間比較快約 80ms ， 而 STN 則為 200ms 如果要提高就會有閃爍現象發生。而且由於 TFT 是主動式矩陣 LCD 可讓液晶的排列方式具有記憶性，不會在電流消失后馬上恢復原狀。 TFT 還改 善了 STN 會閃爍（水波紋）模糊的現象，有效的提高了播放動態畫面的能力。和 STN 相比 TFT 有出色的色彩飽和度、還原能力和更高的對比度，但是缺點就是比較耗電 ，而且成本也比較高。
TFD 屏幕是 Thin Film Diode （薄膜二極管）的縮寫。由於 TFT 耗電而且成本高昂 ，這無疑增加了可用性和手機成本，因此 TFD 技術被手機屏幕巨頭精工愛普生開發 出來專門用在手機屏幕上。它是 TFT 和 STN 的折衷，有着比 STN 更好的亮度和色 彩飽和度，卻又比 TFT 更省電。 TFD 的着重特點在於在"高畫質、超低功耗、小型 化、動態影象的顯示能力以及快速的反應時間"。 TFD 的顯示原理在於它為 LCD 上 每一個像素都配備了一顆單獨的二極管作為控制源，由於這樣的單獨控制設計，使每 個像素之間不會互相影響，因此在 TFD 的畫面上能夠顯現無殘影的動態畫面和鮮艷 的色彩。和 TFT 一樣 TFD 也是有源矩陣驅動。 最初開發出來的 TFD 只能顯示 4096 色，但如果采用圖像處理技術可以顯示相當於 26 萬色的圖像。不過相對 TFT 在色彩顯示上還是有所不及。
UFB 是 Ultra Fine & Bright 的縮寫。其特點為超薄和高亮度。在設計上 UFB 還采 用了特別的光柵設計，可減小像素間距，以獲得更佳的圖像質量。通常 UFB LCD 可 顯示 65536 種色彩，能夠達到 128x160 像素的分辨率，同時， UFB 的對比度還是 STN 液晶顯示屏的兩倍，在顯示 65536 色時的亮度與 TFT 顯示屏不相上下，而耗 電量比 TFT 顯示屏少，並且售價與 STN 顯示屏差不多，可說是結合這兩種現有產品 的優點於一身。 UFB 液晶顯示屏使得擁有超大彩色液晶顯示屏的多功能手機離我們 已經越來越近。但 UFB 比起 TFT 還是有一定的差距，而且耗電量也並不盡人意。
STN 是 Super Twisted Nematic 的縮寫，和前面幾種液晶顯示器相比 STN 型液晶屬 於被動矩陣式 LCD 器件，它的好處是功耗小 , 具有省電的最大優勢。彩色 STN 的 顯示原理是在傳統單色 STN 液晶顯示器上加一片彩色濾光片，並將單色顯示矩陣中 的每一像素分成三個子像素，分別通過彩色濾光片顯示紅、綠、藍三原色，就可顯示 出彩色畫面。和 TFT 不同， STN 屬於無源型 LCD 。 現在 STN 主要有 CSTN 和 DSTN 之分。 CSTN 即 Color STN, 一般采用傳送式，傳 送式屏幕要使用外加光源照明，稱為背光，照明光源要安裝在 LCD 的背后。傳送式 LCD 在正常光線及暗光線下，顯示效果都很好，但在戶外，尤其在日光下，很難辯 清顯示內容而背光需要電源產生照明光線，要消耗電功率。
DSTN （ double-layer super-twisted nematic ）即雙層 STN ，過去主要應用在一 些筆記本電腦上。也是一種無源顯示技術，使用兩個顯示層，這種顯示技術解決了傳 統 STN 顯示器中的漂移問題 , 而且由於 DSTN 還采用了雙掃描技術，因而顯示效果 較 STN 有大幅度的提高。由於 DSTN 分上下兩屏同時掃描，所以在使用中有可能在 顯示屏中央出現一條亮線。
（3）LED顯示器
LED顯示器是一種通過控制半導體發光二極管的顯示方式來顯示文字、圖形、圖像、動畫的顯示屏幕。
LED的技術進步是擴大市場需求及應用的最大推動力。最初，LED只是作為微型指示燈，在計算機、音響和錄像機等高檔設備中應用。隨着大規模集成電路和計算機技術的不斷進步，LED顯示器迅速崛起。
LED顯示器集微電子技術、計算機技術、信息處理技術於一體，以其色彩鮮艷、動態范圍廣、亮度高、壽命長、工作穩定可靠等優點，成為最具優勢的新一代顯示設備。目前，LED顯示器已廣泛應用於大型廣場、體育場館、證券交易大廳等場所，可以滿足不同環境的需要。
LED 點陣彩色顯示器的單個像素點內包含紅綠藍三色 LED 燈，顯示原理類似我們實驗板上的 LED 彩燈，通過控制紅綠藍顏色的強度進行混色，實現全彩顏色輸出，多個像素點構成一個屏幕。由於每個像素點都是LED 燈自發光的，所以在戶外白天也顯示得非常清晰，但由於 LED 燈體積較大，導致屏幕的像素密度低，所以它一般只適合用於廣場上的巨型顯示器。相對來說，單色的 LED 點陣顯示器應用得更廣泛，如公交車上的信息展示牌、店招等。
（4）OLED顯示器
OLED，即有機發光二極管（baiOrganic Light-Emitting Diode），又稱為有機電激光顯示（Organic Electroluminesence Display, OELD）。有機發光二極體的發光原理和無機發光二極體相似。當元件受到直流電（Direct Current；DC）所衍生的順向偏壓時，外加之電壓能量將驅動電子（Electron）與空穴（Hole）分別由陰極與陽極注入元件，當兩者在傳導中相遇、結合，即形成所謂的電子-空穴復合（Electron-Hole Capture）。而當化學分子受到外來能量激發後，若電子自旋（Electron Spin）和基態電子成對，則為單重態（Singlet），其所釋放的光為所謂的熒光（Fluorescence）；反之，若激發態電子和基態電子自旋不成對且平行，則稱為三重態（Triplet），其所釋放的光為所謂的磷光（Phosphorescence）。
OLED 由於同時具備自發光，不需背光源、對比度高、厚度薄、視角廣、反應速度快、可用於撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構造及制程較簡單等優異之特性，被認為是下一代的平面顯示器新興應用技術。
LCD 都需要背光，而 OLED 不需要，因為它是自發光的。這樣同樣的顯示， OLED 效果要來得好一些。 以目前的技術， OLED 的尺寸還難以大型化，但是分辨率確可以做到很高。
新一代的 OLED 顯示器與 LED 點陣彩色顯示器的原理類似，但由於它采用的像素單元是“有機發光二極管” (Organic Light Emitting Diode)，所以像素密度比普通 LED 點陣顯示器高得多。
OLED顯示屏是利用有機電自發光二極管制成的顯示屏。由於同時具備自發光有機電激發光二極管，不需背光源、對比度高、厚度薄、視角廣、反應速度快、可用於撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構造及制程較簡單等優異之特性，被認為是下一代的平面顯示器新興應用技術。
OLED顯示屏支持6800、 8080 兩種並行接口方式、 4線 SPI 接口方式以及 IIC 接口方式（只需要 2 根線就可以控制 OLED 了！）。
2、顯示器的基本參數
不管是哪一種顯示器，都有一定的參數用於描述它們的特性，各個參數介紹如下：
(1) 像素
像素是組成圖像的最基本單元要素，顯示器的像素指它成像最小的點，即前面講解液晶原理中提到的一個顯示單元。
(2) 分辨率
一些嵌入式設備的顯示器常常以“行像素值 x 列像素值”表示屏幕的分辨率。如分辨率 800x480 表示該顯示器的每一行有 800 個像素點，每一列有 480 個像素點，也可理解為有 800 列， 480 行。
(3) 色彩深度
色彩深度指顯示器的每個像素點能表示多少種顏色，一般用“位” (bit)來表示。如單色屏的每個像素點能表示亮或滅兩種狀態(即實際上能顯示 2 種顏色)，用 1 個數據位就可以表示像素點的所有狀態，所以它的色彩深度為 1bit，其它常見的顯示屏色深為16bit、 24bit。
(4) 顯示器尺寸
顯示器的大小一般以英寸表示，如 5 英寸、 21 英寸、 24 英寸等，這個長度是指屏幕對角線的長度， 通過顯示器的對角線長度及長寬比可確定顯示器的實際長寬尺寸。
(5) 點距
點距指兩個相鄰像素點之間的距離， 它會影響畫質的細膩度及觀看距離，相同尺寸的屏幕，若分辨率越高，則點距越小，畫質越細膩。如現在有些手機的屏幕分辨率比電腦顯示器的還大，這是手機屏幕點距小的原因； LED 點陣顯示屏的點距一般都比較大，所以適合遠距離觀看。
3、LCD顯示器的接口類型
LCD的接口有多種，分類很細。主要看LCD的驅動方式和控制方式，目前手機上的彩色LCD的連接方式一般有這么幾種：MCU（MPU）模式，RGB模式，SPI模式，VSYNC模式，MDDI模式，DSI模式，MIPI模式，LVDS模式，TTL模式，EDP模式。只有TFT類型的液晶顯示屏才有RGB接口。
（1）MCU接口模式（也寫成MPU模式的）
MCU液晶屏接口一般在小尺寸上比較多，如：2.0寸，2.31寸，2.4寸，2.8寸等等，MCU模式需要的信號有WR，RD，RS，RESET，CS。MCU接口主要應用於單片機控制。
目前最常用的連接模式，分為8080模式和6800模式。數據位傳輸有8位，9位，16位，18位，24位。連線分為：CS/，RS(寄存器選擇），RD/，WR/，再就是數據線了。
優點是：控制簡單方便，無需時鍾和同步信號。缺點是：要耗費GRAM，所以難以做到大屏（3.8以上）。
MCU接口模式一般使用STM32的FSMC或FMC接口來驅動顯示屏。
（2）VSYNC接口模式
該模式是在MCU模式下增加了一根VSYNC（幀同步）信號線而已，應用於運動畫面更新。
（3）RGB接口模式
RGB液晶屏接口方式於MCU接口類似，一般應用在中小尺寸上，如2.0寸，2.31寸，2.4寸，2.8寸，4.3寸，5.0寸，7.0寸，9.0寸，10.1寸。
大屏采用較多的模式，數據位傳輸也有6位，16位和18位，24位之分。連線一般有：VSYNC，HSYNC，DOTCLK，CS，RESET，有的也需要RS，剩下就是數據線。它的優缺點正好和MCU模式相反。
RGB接口模式一般使用STM32的LTDC 接口來驅動顯示屏。
（4）SPI接口模式
采用較少，有3線和4線的，連線為CS/，SLK，SDI，SDO四根線，連線少但是軟件控制比較復雜。
（5） MDDI接口模式（MobileDisplayDigitalInterface）
高通公司於2004年提出的接口MDDI，通過減少連線可提高移動電話的可靠性並降低功耗，這將取代SPI模式而成為移動領域的高速串行接口。連線主要是host_data，host_strobe，client_data，client_strobe，power，GND幾根線。
（6）DSI接口模式
該模式串行的雙向高速命令傳輸模式，連線有D0P，D0N，D1P，D1N，CLKP，CLKN。
（7）MIPI接口模式
MIPI液晶屏接口方式一般應用於大系統，在手機和平板產品上比較多，如：3.97寸，4.7寸，4.5寸，5.0寸，5.2寸，5.5寸等等，平板尺寸如7.0寸，8.0寸，10.1寸等等。
（8）LVDS,TTL接口模式
LVDS,TTL液晶屏兩種接口是7寸以上比較多，於RGB接口類似。
（9）EDP接口模式
EDP接口液晶屏主要在10.1寸以上出現較多，如：11.6寸，13.3寸，15.0寸，15.6寸等等。
3.1、幾種模式的詳解
（1）MCU 模式
因為主要針對單片機的領域在使用，因此而得名 。后在中低端手機大量使用，其主要特點是價格便宜。
MCU-LCD 接口的標准術語是 Intel 提出的 8080 總線標准，因此在很多文檔中用 I80 來指 MCU-LCD 屏。主要又可以分為 8080 模式和 6800 模式，這兩者之間主要是時序的區別。數據位傳輸有 8 位，9 位，16 位，18 位，24 位。連線分為：CS/，RS(寄存器選擇)，RD/，WR/，再就是數據線了。優點是：控制簡單方便，無需時鍾和同步信號。缺點是：要耗費 GRAM，所以難以做到大屏(3.8 以上)。
對於 MCU 接口的 LCM，其內部的芯片就叫 LCD 驅動器。主要功能是對主機發過的數據 / 命令，進行變換，變成每個象素的 RGB 數據，使之在屏上顯示出來。這個過程不需要點、行、幀時鍾。
MCU 接口的 LCD 的 DriverIC 都帶 GRAM，Driver IC 作為 MCU 的一片協處理器，接受 MCU 發過來的 Command/Data，可以相對獨立的工作。對於 MCU 接口的 LCM(LCD Module)，其內部的芯片就叫 LCD 驅動器。主要功能是對主機發過的數據 / 命令，進行變換，變成每個象素的 RGB 數據，使之在屏上顯示出來。這個過程不需要點、行、幀時鍾。
1）、M6800 模式
M6800 模式支持可選擇的總線寬度 8/9/16/18-bit(默認為 8 位)，其實際設計思想是與 I80 的思想是一樣的，主要區別就是該模式的總線控制讀寫信號組合在一個引腳上(/WR)，而增加了一個鎖存信號(E)數據位傳輸有 8 位，9 位，16 位和 18 位。
2）、I8080 模式
I80 模式連線分為：CS/，RS(寄存器選擇)，RD/，WR/，再就是數據線了。優點是：控制簡單方便，無需時鍾和同步信號。缺點是：要耗費 GRAM，所以難以做到大屏(QVGA 以上)。
MCU 接口標准名稱是 I80，管腳的控制腳有 5 個：CS 片選信號、RS (置 1 為寫數據,置 0 為寫命令)、/WR (為 0 表示寫數據) 數據命令區分信號、/RD (為 0 表示讀數據)、RESET 復位 LCD( 用固定命令系列 0 1 0 來復位)
（2）VSYNC 模式
該模式其實就是就是在 MCU 模式上加了一個 VSYNC 信號，應用於運動畫面更新，這樣就與上述兩個接口有很大的區別。該模式支持直接進行動畫顯示的功能，它提供了一個對 MCU 接口最小的改動，實現動畫顯示的解決方案。在這種模式下，內部的顯示操作與外部 VSYNC 信號同步。可以實現比內部操作更高的速率的動畫顯示。但由於其操作方式的不同，該模式對速率有一個限制，那就是對內部 SRAM 的寫速率一定要大於顯示讀內部 SRAM 的速率。
（3）RGB 模式
大屏采用較多的模式，數據位傳輸也有 6 位，16 位和 18 位，24 位之分。連線一般有：VSYNC，HSYNC，DOTCLK，CS，RESET，有的也需要 RS，剩下就是數據線。它的優缺點正好和 MCU 模式相反。
MCU-LCD 屏它與 RGB-LCD 屏主要區別在於顯存的位置。RGB-LCD 的顯存是由系統內存充當的，因此其大小只受限於系統內存的大小，這樣 RGB-LCD 可以做出較大尺寸，象現在 4.3"只能算入門級，而 MID 中 7",10"的屏都開始大量使用。而 MCU-LCD 的設計之初只要考慮單片機的內存較小，因此都是把顯存內置在 LCD 模塊內部 。 然后軟件通過專門顯示命令來更新顯存，因此 MCU 屏往往不能做得很大。同時顯示更新速度也比 RGB-LCD 慢。顯示數據傳輸模式也有差別。RGB 屏只需顯存組織好數據。啟動顯示后，LCD-DMA 會自動把顯存中的數據通過 RGB 接口送到 LCM。而 MCU 屏則需要發送畫點的命令來修改 MCU 內部的 RAM(即不能直接寫 MCU 屏的 RAM)。所以 RGB 顯示速度明顯比 MCU 快，而且播放視頻方面，MCU-LCD 也比較慢。
對於 RGB 接口的 LCD，主機輸出的直接是每個象素的 RGB 數據，不需要進行變換(GAMMA 校正等除外)，對於這種接口，需要在主機部分有個 LCD 控制器，以產生 RGB 數據和點、行、幀同步信號。
RGB的接口分類
首先我們以傳遞的信號類型來區分主要有兩大類：
模擬信號:
VGA: Video Graphics Array
數字信號
TTL: Transistor Transisor Logic
LVDS: Low Voltage Differential Signaling（低電壓差分信號）
TMDS: Transition Minimized Differential Signal（最小化傳輸差分信號）
彩色 TFT 液晶屏主要有 2 種接口：TTL 接口(RGB 顏色接口)， LVDS 接口(將 RGB 顏色打包成差分信號傳輸)。TTL 接口主要用於 12.1 寸一下的小尺寸 TFT 屏，LVDS 接口主要用於 8 寸以上的大尺寸 TFT 屏。TTL 接口線多，傳輸距離短；LVDS 接口傳輸距離長，線的數量少。大屏采用較多的模式，控制腳是 VSYNC，HSYNC，VDEN，VCLK， S3C2440 最高支持 24 個數據腳，數據腳是 VD[23-0]。
CPU 或顯卡發出的圖像數據是 TTL 信號(0-5V、0-3.3V、0-2.5V、或 0-1.8V)，LCD 本身接收的也是 TTL 信號，由於 TTL 信號在高速率的長距離傳輸時性能不佳，抗干擾能力比較差，后來又提出了多種傳輸模式，比如 LVDS、TDMS、GVIF、P&D、DVI 和 DFP 等。他們實際上只是將 CPU 或顯卡發出的 TTL 信號編碼成各種信號以傳輸，在 LCD 那邊將接收到的信號進行解碼得到 TTL 信號。但是不管采用何種傳輸模式，本質的 TTL 信號是一樣的。
注意：TTL/LVDS 分別是兩種信號的傳輸模式，TTL 是高電平表示 1，低電平表示 0 的模式，LVDS 是正負兩個對應波形，用兩個波形的差值來表示當前是 1 還是 0。
（4）SPI 模式
采用較少，有 3 線和 4 線的，連線為 CS/，SLK，SDI，SDO 四根線，連線少但是軟件控制比較復雜。
（5）MDDI 模式(MobileDisplayDigitalInterface)
高通公司於 2004 年提出的接口 MDDI，通過減少連線可提高移動電話的可靠性並降低功耗，這將取代 SPI 模式而成為移動領域的高速串行接口。 連線主要是 host_data,host_strobe,client_data,client_strobe,power,GND 幾根線。
（6）DSI 模式
該模式串行的雙向高速命令傳輸模式，連線有 D0P，D0N，D1P，D1N，CLKP，CLKN。
3.2、MUC模式與RGB模式
上面幾種模式中應用比較多的就是MUC模式和RGB模式，兩者的區別有以下幾點：
（1）MCU接口：會解碼命令，由timing generator產生時序信號，驅動COM和SEG驅器。
RGB接口：在寫LCD register setting時，和MCU接口沒有區別。區別只在於圖像的寫入方式。
（2）用MCU模式時由於數據可以先存到IC內部GRAM后再往屏上寫，所以這種模式LCD可以直接接在MEMORY的總線上。
用RGB模式時就不同了，它沒有內部RAM，HSYNC，VSYNC，ENABLE，CS，RESET，RS可以直接接在MEMORY的GPIO口上，用GPIO口來模擬波形.
（3）MPU接口方式：顯示數據寫入DDRAM，常用於靜止圖片顯示。
RGB接口方式：顯示數據不寫入DDRAM，直接寫屏，速度快，常用於顯示視頻或動畫用。
MCU接口和RGB接口主要的區別是：
MCU接口方式：顯示數據寫入DDRAM，常用於靜止圖片顯示。
RGB接口方式：顯示數據不寫入DDRAM，直接寫屏，速度快，常用於顯示視頻或動畫用。