Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wozu benötigt ein Farb-TFT Display die verschiedenen Spannungen?


von Olli Z. (z80freak)


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Ich versuche gerade hinter die Funktionsweise eines 7" Farb-TFT (LCD) 
Displays zu steigen (Auflösung 800x600). Das Display wird direkt von 
einem FPGA angesteuert, es befindet sich also kein eigener Controller 
darin.

Die Schnittstelle ist ein 50-poliges FFC Kabel. Darauf enthalten sind 
für RGB je 6 parallele Datenleitungen (also 6xR, 6xB, 6xG), sowie 
diverse CLK und Sync-Signale, Spannungsversorgung und andere 
Steuersignale.
Neben den digitalen Signalen gibt es aber auch noch analoges Zeugs, wie 
z.B. 6 Eingänge für verschiedene Spannungen die das Display braucht. In 
einer anderen Abhandlung habe ich gelesen das über diese die 
verschiedenen Segmente des Displays angesteuert werden, aber was 
bedeutet das?

Kann mir jemand die Funktion mit ein paar Sätzen und Beispielen 
beschreiben, oder auf Internetquellen verweisen wo das erklärt ist?

Leider habe ich zu dem mir verfügbaren Display kein Datenblatt (gibts 
nicht im Internet), aber ich denke mal das sich die Schnittstellen von 
Treiberlosen Displays jetzt nicht so krass unterscheiden dürften das da 
wirklich jeder Hersteller seine eigene Funktionsweise hat?!

Vielleicht könnt ihr auch was mit den Bezeichnern davon anfangen:

- R[0-5], G[0-5], B[0-5] => RGB-Farbwert des "aktuellen" Pixels (Bei 
Graufstufe nur B[0-5])
- POL
- V0, V3, V5, V7, V9, V10
- TST
- SPOI
- SPIO
- DCLK => Pixeltakt?
- LP
- VSHD => Power supply for source driver digial
- LBR
- VSHA => Source drive analog signal (-0,3V - 6V)
- COM => Common electrode driving signal (-10 - 13V)
- VDD => -0,3V - 35V
- MODE1, MODE2
- U/L => Vertical scanning direction
- CLS
- SPS
- VCC => High level, logic power supply
- VSS => Low level, logic power supply
- VEE => IO power supply

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Olli Z. schrieb:
> Kann mir jemand die Funktion mit ein paar Sätzen und Beispielen
> beschreiben

Zum Multiplexen.

https://electronics.stackexchange.com/questions/448641/applying-a-1-3-bias-to-an-lcd-display-specd-at-1-2-still-safe

Mehr cols erfordern mehr Spannungspegel

https://www.pacificdisplay.com/lcd_multiplex_drive.htm

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Olli Z. schrieb:
> Ich versuche gerade hinter die Funktionsweise eines 7" Farb-TFT (LCD)
> Displays zu steigen (Auflösung 800x600).
Wer zum Display mehr Informationen will, der findet was im 
Beitrag "Wer kennt diesen Display-Fehler? (Typisch?)"

> In einer anderen Abhandlung habe ich gelesen das über diese die
> verschiedenen Segmente des Displays angesteuert werden, aber was
> bedeutet das?
Die verschiedenen Planes des Displays müssen mit passenden Spannungen 
versorgt werden, damit die Transistoren, die an diesen Planes 
angeschlossen bei den Pixeln sitzen, einfach angesteuert werden können:
https://www.analog.com/en/technical-articles/5-output-high-current-power-supply-for-tft-lcds-in-low-profile-qfn.html

: Bearbeitet durch Moderator
von Olli Z. (z80freak)


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Handelt es sich dabei wirklich um reine Spannungspegel, nicht um 
irgendwie getaktete Signale?
Ich frage, da in meiner Messung ein Rechtecksignal mit ein paar kHz zu 
erkennen ist. Ist für das Display also nur der RMS relevant?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Olli Z. schrieb:
> Ich frage, da in meiner Messung ein Rechtecksignal mit ein paar kHz zu
> erkennen ist.
Vielleicht ist das der Grund für das schlechte Bild.

Olli Z. schrieb:
> aber ich denke mal das sich die Schnittstellen von Treiberlosen Displays
> jetzt nicht so krass unterscheiden dürften das da wirklich jeder
> Hersteller seine eigene Funktionsweise hat?!
Die meisten von "normalen" Anwendern eingesetzten Displays haben Treiber 
mit drauf und werden mit Takt, Daten und Sync-Signalen versorgt. Gern 
auch per LVDS.

: Bearbeitet durch Moderator
von Olli Z. (z80freak)


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Lothar M. schrieb:
> Die meisten von "normalen" Anwendern eingesetzten Displays haben Treiber
> mit drauf und werden mit Takt, Daten und Sync-Signalen versorgt. Gern
Ja, das ist mir klar, würde ich auch so machen. Ich denke das hat 
Kostengründe gehabt. Wenn man Geräte in Millionen-Stückzahlen baut lohnt 
es wohl sich das selbst zu entwickeln anstelle die vermutlich teureren 
Displays mit integr. Controller zu kaufen. Aber darum geht es mir hier 
garnicht. Ich wollte in diesem Thread wirklich nur verstehen wie sowas 
grundsätzlich funktioniert. Natürlich auch um meinen Displayfehler 
besser analysieren zu können, aber auch um was dazu zu lernen!

Kann mir denn noch jemand etwas zu den anderen Signalen sagen? 
HSYNC/VSYNC, CLK und Bilddaten, das ist mir alles klar, aber die 
anderen?

: Bearbeitet durch User
von Olli Z. (z80freak)


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Mit welchen Strömen arbeiten denn diese Hilfsspannungen eigentlich? Bei 
LCD würde ich da auf ein- bis zweistellige Milliamperes tippen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Olli Z. schrieb:
> Mit welchen Strömen arbeiten denn diese Hilfsspannungen eigentlich?
Sieh dir das Datenblatt des oben verlinkten Schaltreglers an. Dort 
stehen einige exemplarische Werte:
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/3513fc.pdf

> Bei LCD würde ich da auf ein- bis zweistellige Milliamperes tippen.
Kommt wohl auf die Größe an. Um ein 42" Gamer-Display anzusteuern ist 
sicher mehr Strom nötig, als wenn es um ein 4" Getränkeautomaten-Display 
geht...

von Olaf (Gast)


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> Treiberlosen Displays jetzt nicht so krass unterscheiden dürften das da
> wirklich jeder Hersteller seine eigene Funktionsweise hat?!

Du kannst dich darauf verlassen das jedes Display leicht anders 
funktioniert.

Wenn du dir mal ICs anschaust die solche Displays ansteuern koennen so 
findest du da ja bergeweise Register um alles einzustellen. Und diese 
Einstellungen sind bei verschiedenen Glaesern durchaus unterschiedlich.

Und wenn du da misst baust dann kostet das Lebensdauer vom Glas. Ich hab 
z.B mal ein Display in wenigen Minuten ruiniert weil ich den Fehler 
gemacht habe die Software im Debugger mitten in der Initialisierung 
anzuhalten um ueber ein Problem nachzudenken. Da gab es dann wohl 
Elektrolyse im Display, es gab merkwuerdige kleine Blaeschen an den 
Pixeln die niemals mehr ganz weggegangen sind. Und wenn du kleinere 
Abweichungen vom Timing hast die der Glashersteller vorgesehen hast dann 
macht das vielleicht nichts aus, aber vielleicht ist die Lebensdauer 
dann auch halbiert.

Olaf

von W.S. (Gast)


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Olli Z. schrieb:
> Die Schnittstelle ist ein 50-poliges FFC Kabel.

Tja, also parallel TTL-Signale. Sollte ja bekannt sein. Typische 
Displays wären da z.B. AT070TN92 (800x480) und ähnliche.

Schau mal dort: Beitrag "STECCY - ZX-Spectrum-Emulator mit STM32"
da hatte ich am 8.9.2020 eine Ansteuer-LP für diverse TFT gepostet.

Im Prinzip braucht es aus ansteuertechnischer Sicht nur die folgenden 
Signale:
- jeweils 5..8 Bit für R+G+B, also die Farbwerte für das aktuelle Pixel
- den Pixeltakt, bei 800x600 schätze ich so im 40 MHz Bereich
- HSync und VSync (nicht immer, manche synchronisieren auch auf den 
Grünkanal)
- DE = Data Enable für die Farb-Bits

Dazu kommen noch die diversen Versorgungsspannungen, die sind z.T. sehr 
unterschiedlich je nach konkretem Display. Entweder du findest das 
Datenblatt genau deines Displays oder du mußt diese Spanungen 
nachmessen.

Weiters gibt es noch Steuereingänge zum horizontalen und vertikalen 
Spiegeln der Anzeige, VCOM für analoge Zwecke des Interfaces und 
manchmal auch die Versorgung der Hintergrundbeleuchtung. Auch möglich: 
Leitungen für einen vorgesetzten Touch.

Bei Displays mit nur 40 poligem Anschluß sind die Generatoren für die 
diversen Versorgungen mit auf dem Display. Bei 50 poligem Anschluß 
durchweg nicht.

W.S.

von Olli Z. (z80freak)


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Olaf schrieb:
> Und wenn du da misst baust dann kostet das Lebensdauer vom Glas. Ich hab

Ohjemine, das klingt ja furchtbar... werde bei meinen Tests und 
Messungen darauf achten das Display nur so kurz wie möglich zu 
aktivieren. Danke für die Warnung!

von Olli Z. (z80freak)


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W.S. schrieb:
Zunächst meine Hochachtung für das ZX Spectrum Projekt. Als ZX-81 
Einsteiger kenne ich sehr wohl das Original :-)
In dem verlinkten Artikel finde ich aber jetzt nichts zu meiner Frage, 
oder habe ich es in den hunderten von Beiträgen einfach übersehen?

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