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嵌入式LCD液晶驱动常考面试题

一、LCD基础知识

1. LCD的基本类型

嵌入式系统中常见的LCD类型包括：

• 字符LCD：如1602、2004等，显示固定字符
• 图形LCD：如12864、240320等，可显示图形
• TFT-LCD：薄膜晶体管液晶显示器，彩色显示
• OLED：有机发光二极管显示器，自发光

2. LCD接口类型

• 并行接口： 8080接口：Intel标准，数据/地址复用6800接口：摩托罗拉标准16/18/24位RGB接口
• 串行接口： SPI接口：3线或4线SPII2C接口：适用于小尺寸显示器
• MIPI接口： DSI接口：高速串行接口，适用于高分辨率显示器
• LVDS接口：低压差分信号，抗干扰能力强

二、LCD控制器和时序

1. LCD控制器的主要功能

• 生成LCD所需的时序信号
• 管理显示缓冲区(Frame Buffer)
• 控制背光和对比度
• 实现颜色格式转换
• 提供硬件加速功能(如2D绘图、旋转、缩放等)

2. LCD时序参数

• 水平时序： 水平同步(HSYNC)水平后肩(HBP)水平有效区域(HACT)水平前肩(HFP)
• 垂直时序： 垂直同步(VSYNC)垂直后肩(VBP)垂直有效区域(VACT)垂直前肩(VFP)
• 时钟频率：像素时钟(PCLK)

3. 时序计算示例

总水平时间 = HSYNC + HBP + HACT + HFP
总垂直时间 = VSYNC + VBP + VACT + VFP
刷新率 = PCLK / (总水平时间 × 总垂直时间)

三、LCD驱动实现

1. 字符LCD(如1602)驱动实现

// 初始化1602 LCD
void LCD1602_Init(void) {
    // 功能设置：8位数据，2行显示，5×8点阵
    LCD_WriteCmd(0x38);
    // 显示开关控制：开显示，不显示光标，光标不闪烁
    LCD_WriteCmd(0x0C);
    // 输入方式设置：光标自动右移，显示不移动
    LCD_WriteCmd(0x06);
    // 清屏
    LCD_WriteCmd(0x01);
}

// 写命令
void LCD_WriteCmd(uint8_t cmd) {
    // RS=0选择命令寄存器
    LCD_RS = 0;
    // RW=0选择写操作
    LCD_RW = 0;
    // 写入命令
    LCD_DATA = cmd;
    // 使能脉冲
    LCD_EN = 1;
    delay_us(40);
    LCD_EN = 0;
    delay_ms(2);
}

// 写数据
void LCD_WriteData(uint8_t data) {
    // RS=1选择数据寄存器
    LCD_RS = 1;
    // RW=0选择写操作
    LCD_RW = 0;
    // 写入数据
    LCD_DATA = data;
    // 使能脉冲
    LCD_EN = 1;
    delay_us(40);
    LCD_EN = 0;
    delay_ms(2);
}

2. SPI接口LCD驱动实现

// 初始化SPI接口的LCD
void SPI_LCD_Init(void) {
    // 初始化SPI接口
    SPI_Init();
    
    // 硬件复位
    LCD_RES = 0;
    delay_ms(100);
    LCD_RES = 1;
    delay_ms(100);
    
    // 发送初始化命令序列
    LCD_WriteCmd(0x11);  // 退出睡眠模式
    delay_ms(120);
    
    LCD_WriteCmd(0x36);  // 内存访问控制
    LCD_WriteData(0x00); // 正常方向
    
    LCD_WriteCmd(0x3A);  // 像素格式设置
    LCD_WriteData(0x05); // 16位/像素
    
    LCD_WriteCmd(0x29);  // 开启显示
}

// 写命令
void LCD_WriteCmd(uint8_t cmd) {
    LCD_DC = 0;  // 命令模式
    LCD_CS = 0;  // 片选有效
    SPI_SendByte(cmd);
    LCD_CS = 1;  // 片选无效
}

// 写数据
void LCD_WriteData(uint8_t data) {
    LCD_DC = 1;  // 数据模式
    LCD_CS = 0;  // 片选有效
    SPI_SendByte(data);
    LCD_CS = 1;  // 片选无效
}

3. RGB接口LCD驱动实现

// 初始化RGB接口LCD
void RGB_LCD_Init(void) {