连接主控芯片(MCU、MPU或CPU)与液晶显示屏的方式有很多种,SPI接口是其中最常见的一种方案。

图1:MCU与LCD连接示意图
LCD驱动基础:为什么必须用交流电?
LCD(液晶显示屏)不能使用直流电驱动,必须采用交流电,并且要求总电流必须为零。这是因为直流电会导致液晶材料发生电化学反应,长期使用会不可逆地损坏液晶特性。

图2:LCD驱动波形示意图
LCD控制器与驱动器的分工
在液晶显示系统中,驱动IC主要分为两类:
公共驱动(Common Driver):负责产生行扫描信号,决定显示哪一行
分段驱动(Segment Driver):负责产生列数据信号,决定该行显示什么内容
控制器IC负责接收来自MPU的数据(通常为ASCII或JIS编码),将其暂存在内部RAM中,并转换成串行信号发送给驱动IC。
SPI接口讲解
SPI(串行外设接口总线)是一种同步串行通信协议,通过以下4条信号线实现主控设备(如MCU)与从设备(如显示屏)之间的数据交换:
| 信号线 | 全称 | 方向 | 功能说明 |
| SCLK | Serial Clock(串行时钟) | 主控 → 从设备 | 由主控产生,为数据传输提供同步时钟脉冲 |
| MOSI | Master Out Slave In(主出从入) | 主控 → 从设备 | 主控发送数据线,用于向从设备传输命令和显示数据 |
| MISO | Master In Slave Out(主入从出) | 从设备 → 主控 | 从设备发送数据线,用于向主控回传状态或数据(部分应用可不连接) |
| SS | Slave Select(从机选择) | 主控 → 从设备 | 片选信号,低电平有效,用于选中目标从设备(多设备共用总线时用于区分) |
应用场景
SPI接口在显示领域应用广泛,适用于以下产品类型:字符型LCD模块,图形点阵LCD模块,小型TFT彩色显示屏,部分电容触摸屏(CTP)
总结
SPI接口以其引脚少、布线简、开发快的特点,成为中小尺寸显示产品的主流连接方式。无论是字符LCD还是小型TFT彩屏,SPI都能提供稳定高效的数据传输方案。



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