巧用示波器一步解決液晶屏驅動(dòng)時(shí)序調試難題

液晶屏幕使用多屏拼接時(shí)，容易出現顯示圖像重復、錯位等幀同步異常，以往需要根據異?，F象進(jìn)行逆向推導，反復調試修改驅動(dòng)器參數，這種方式費時(shí)費力。使用長(cháng)存儲示波器，可一次捕獲完整驅動(dòng)時(shí)序，調試LCD控制器再也不燒腦，下文通過(guò)實(shí)際案例解析ZDS4054Plus在LCD液晶屏驅動(dòng)測試中的應用。

一、LCD控制器、驅動(dòng)器工作原理

要使LCD的顯示文字或圖像，需要通過(guò)LCD控制器輸出RGB數據給LCD驅動(dòng)器，LCD驅動(dòng)器就把數據放到緩存中，然后以60幀/秒的速度刷新LCD屏顯示。

LCD控制器器通過(guò)行信號和列信號的不同組合，實(shí)現對每個(gè)像素進(jìn)行控制，這種行掃描（HYNC）信號周期很短(高達40kHz-100kHz)，使屏幕上能夠顯示穩定的圖像。
LCD控制器信號時(shí)序及工作原理如下：

圖1 TFT顯示屏驅動(dòng)時(shí)序圖

●   VSYNC：幀同步信號,表示掃描1幀的開(kāi)始，一幀也就是LCD顯示的一個(gè)畫(huà)面；

●   HSYNC：行同步信號，表示掃描1行的開(kāi)始；

●   VCLK：像素時(shí)鐘信號，每個(gè)脈沖填充1個(gè)像素點(diǎn)；

●   VDEN：數據使能信號，高電平時(shí)，填充數據有效；

●   VD[23:0]：LCD像素數據輸出端口。

●   LEND：行結束信號。

以一個(gè)1024X768像素的LCD屏為例，完整顯示一屏圖像的信號，必須包含1個(gè)VSYNC周期、768個(gè)有效HSYNC周期，每個(gè)VDEN高電平包含1024個(gè)像素時(shí)鐘信號。顯示出現問(wèn)題可通過(guò)幀同步信號、行同步信號的頻率、占空比、延時(shí)、每個(gè)VSYNC周期包含的HSYNC周期數、VDEN周期包含的VSCLK周期數進(jìn)行排查。

二、使用ZDS4054Plus示波器解決LCD顯示異常實(shí)例

1.圖片疊加、重復

現象：LCD顯示上大范圍的圖像出現錯位、疊加或者重復。

成因：出現這種情況一般不會(huì )是行同步或者場(chǎng)同步信號的延時(shí)引起的，基本可以排除這方面的影響?？梢詸z查是否存在時(shí)序或者時(shí)鐘頻率上存在差異引起的。

解決方法：碰見(jiàn)這種情況首先應該做的就是先仔細計算DMA傳輸參數，精確適配行場(chǎng)信號。

圖2 圖像疊加、重復時(shí)序分析

如示波器截圖所示，各通道對應信號依次為VCLK、VSYNC、VHSYNC、VDEN信號，分析步驟如下：

1)由于一幀完整的信號時(shí)間通常達到30ms以上，示波器需要調到10ms/div的時(shí)基，而VCLK信號頻率通常高達48-96MHz，采樣率至少得保持500Ms/s，才能對時(shí)序進(jìn)行分析，此時(shí)普通示波器無(wú)法完整捕獲波形。

2)ZDS4054Plus在10ms/div的時(shí)基下，依然能夠保持1Gs/s采樣率，可完美還原波形，配合每通道標配的硬件頻率計，可分析各信號頻率是否存在異常。

2.圖像錯位

現象：LCD顯示在水平方向發(fā)生位移，或者在上面或底部有一條幾個(gè)像素的彩色、白色或黑色條紋。

成因：一般來(lái)說(shuō)，出現這種情況和幀同步、行同步信號有關(guān)，如果是常態(tài)異常，可能是初始化參數設置不對，若是偶發(fā)異?？赡苁枪ぷ鬟^(guò)程中，幀同步、行同步信號收到干擾。

解決方法：檢查L(cháng)CD控制器的行同步與場(chǎng)同步信號的寬度、前后延時(shí)、極性的匹配。

圖3 圖像錯位時(shí)序分析

如示波器截圖所示，各通道對應信號依次為VCLK、VSYNC、VHSYNC、VDEN信號，分析步驟如下：

1)通過(guò)全屏測量統計，分析各信號正負脈沖寬度，若VSYNC、VHSYNC脈寬存在異常值，可判斷為干擾信號引起的顯示異常。

2)若脈寬正常時(shí)，可通過(guò)區間測量統計計算周期數，分析各個(gè)大小周期信號直接的相互包含關(guān)系，檢查時(shí)序參數。

3)通過(guò)縮放模式以及光標測量，分析各時(shí)序信號之間的延時(shí)。