FPC设计规范.doc
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1、深圳市德尔西电子有限公司文件编号:版本:A 页码: 文件名称: LCM FPC设计规范FPC设计规范 一、概述1、目的:明确LCM原理设计方法及FPC LAYLUOT;完善LCM FPC设计规范;2、适用范围 适用于LCM FPC设计;3 LCM原理设计流程概述31获取设计输入信息;1 模块接口定义包含如下内容:接口定义说明;接口协议要求(8080、6800、3line、4line、I2C、RGB);接口Databus的位数;2 LCD Driver 是否有要求;3背光电路要求:串并联要求、电流要求、控制方式、亮度级别要求;4.触摸屏电路设计触摸屏驱动要求及其类型要求(如电阻式或者电容式等)
2、5元器件高度及型号是否有特殊要求; 6是否带 camera, DSP,speaker&receiver,motor,三色灯,闪光灯等,及其对应的接口和驱动方式;(这个主要适合于双屏;)7.其他要求;32 得到客户的设计输入信息后,首先评估该设计输入信息是否完整,及设计的可行性;然后与客户进行沟通和确认,得到完整可行的设计输入信息;33 根据最后完整可行设计输入信息设计原理图纸;34 完成原理图纸的设计后进行审核,审核通过再进行FPC LAYOUT;二、LCM接口说明 1接口协议及其对应的接口定义目前使用的接口方式有如下几种:8080、6800、3line串口、4线串口、I2C接口和RGB接口;
3、这几种接口协议必不可少的接口定义如下: 8080接口:databus(8位、9位、16位、18位)、RESET、RS(D/C、A0)、CS、RD、VDD(*1)、GND6800接口:databus(8位、9位、16位、18位)、RESET、RS(D/C、A0)、CS,W/R、E、VDD、GND3line串口:SDA、SCK、CS、RESET、VDD、GND4line串口:SDA、SCK、CS、RS(D/C、A0)、RESET、VDD、GNDI2C: SDA、SCK、RESET、VDD、GND RGB接口:databus(6位、16位、18位)(*2)、CS,DOTCLK,HSYNC,VSYNC
4、, ENABLE 及串口接口(如SDA,SCK,等,主要用于写LCD DRIVER的初始化代码) NOTE 1:通常有logic regulator POWER ,Interface I/O power,analog circuit power此处用VDD表示所有的电源; NOTE 2:RGB接口模式下,其databus通常和8080接口下的databus不相同; 2模块与MCU之间通讯的接口定义及其意义: 1Databus( DB00DB17):数据总线,用于并行接口的数据传输;需要注意在选择16或者8位时,不同的IC有不同的选择,比如8 Bit时候有的选择高DB10-DB17,有选择DB0
5、-DB7;请根据IC的规格书进行选择; 2、RESET:复位信号,对于LCD来说通常是低电平复位; 3、CS:chip select signal片选信号,通常是低有效 4、RS(D/C、A0):数据和指令的选择信号,高电平数据,低电平指令。5、WR:写信号,通常是上升沿有效;6、RD:读信号,通常是低有效7、SDA:串行数据输入输出,用于串行接口。8、SCK:串行时钟,在串行接口设计中配合SDA使用,一般上升沿有效。9、DOTCLK: Dot clock signal; RGB接口中该信号通常的上升沿数据传输有效;10、HSYNC: horizontal(Line) synchronous
6、signal,RGB接口中的行同步信号; 11、VSYNC: vertical(Frame) synchronous signal,RGB接口中的场同步信号;12、ENABLE: 数据有效信号,通常是低有效;13、VDD:LCD供电电源,包含logic regulator POWER ,Interface I/O power,analog circuit power,其中设计成单电源电路时候,则将三个电源连在一起,如果是设计成双电源,则将logic regulator POWER和analog circuit power连在一起,而Interface I/O power单独接出;14.背光驱动
7、接口:根据具体的情况有串联和并联两种方式;15、GND:地。 3.DRIVER IC 其他接口说明3.1电源电路:包括Input POWER (VCI,VDD);Gate driver power supply (VGH,VGL);Source driver power (DDVDH,灰阶电压) ,VCOM POWER (Vcomh ,Vcoml);参考电压(VCL,VREGOUT等),LCD 工作电压(主要指CSTN 的 VLCD)3.2 升压电路 :包括:一阶升压电路接口(比如C11P,C11N),二阶升压电路接口(C22P,C22N);3.3 时钟电路:如OSC1,OSC2;3.4 其他
8、接口:接口位数及模式选择,IM0,IM2等;测试引脚等;三、单屏FPC原理的设计 1. 模块与MCU之间通讯的接口设计FPC接口的一端要完全按照LCD的出口定义的要求来设计,保证两者的顺序和功能要完全一致;另一端即为模组的接口定义,要同客户沟通来确定。注意两端接口的顺序要尽量保证一致,以避免给layout造成困难。 这些接口定义中,通常我们只是直接连接出来,但是在RESET引脚需要增加ESD器件,比如压敏电阻,TVS二极管等;如下图所示: 图1 RESET电路设计2.DRIVER IC其他接口设计 2.1 电源电路 IC的电源是通过charge pumps升成的,这样电压不稳定,必须通过外接滤
9、波电容才能得到一个稳定的电压,同时为了保证一些电源的电压值,还需要增加二极管,具体需要参考LCD DRIVER的datasheet的要求来进行电路设计;电容的选取要注意耐压值及容值。耐压值的选择是根据该电压的高低及DRIVER的建议来设置;而容值的选择需要特别注意,考虑到滤波效果; 几个常用电源原理图接法参考如下: 图2 Gate driver power 参考电路设计 图3 Source driver power 参考电路设计 图4 CSTN LCD电源 电路以上电路供参考,不同的Driver IC的有不一样的要求。其他的电路参考 IC的datasheet的要求3 升压电路设计 LCD需要高
10、压来驱动,这就需要LCD DRIVER升压,LCD DRIVER的升压是采用charge pumps电容升压来实现的,所以必须要外接升压电容,升压电容的选取要根据LCD DRIVER的datasheet的要求来设计。注意电容的耐压值要高于升压电容两端的电压,以免给电容造成损害。4 时钟电路 LCD DRIVER IC有通过内部产生时钟信号或外接电阻产生时钟信号;采用内部产生时,其外接引脚OSC悬空或者接高低,具体看IC要求;采用外接电阻产生时钟信号时,根据频率的要求选择阻值;比如出现闪烁时,需要调高频率,同时又需要兼顾功耗;图5 时钟电路设计5其他接口 根据客户的需求对接口进行设置,比如是选择
11、16位 或者8位数据线,MCU或者RGB接口选择; 四、双屏 带PCB原理设计 双屏涉及到三份原理图纸设计,分别是主屏FPC,副屏FPC及PCB; 4.1 主屏FPC及副屏FPC原理图纸设计 可参考单屏FPC原理的设计;4.2 PCB原理图的模块化设计 PCB上可能涉及到有camera, DSP,speaker& receiver ,motor,三色灯,闪光灯及背光驱动; 4.2.1 motor电路设计(1)Motor信号为低有效(如图6):Motor的起振电压都在2V以上,所以motor的正极可以直接用电池电压Vbat来控制,负极用MCU的GPIO(VIB)口来控制,注意要增加滤波和保护电路
12、。 图6 Motor信号为低有效电路(2)Motor信号为高有效(如图7): 可以通过三极管或场效应管来实现高有效的控制。 如图7 Motor信号为高有效电路 4.2.2 speaker& receiver 电路设计 Speaker(扬声器)和receiver(受话器)的信号属于音频信号,是非常容易受到干扰的信号,特别是高频EMI,所以必须做好各种保护设计,如增加高频滤波电容、磁珠和ESD器件。其参考电路如图8所示: 图8 speaker& receiver 电路 4.2.3背光驱动电路的设计背光分为串联和并联两种,通常情况下如果MCU已经有带驱动电路,则只需要连接引脚而已;如下指的是MCU只
13、有控制接口,需要在PCB上做驱动电路;(1 )串联:串联的引脚比较少,基本上已经形成了一定的标准,除了少数公司封装比较特殊外,大多数公司都做成兼容产品,封装采用SOT23-5或SOT23-6,两种封装的区别只是有无OV端(如图9)。VIN为输入端,输入电压大小是在一定的范围内,一般用电池电压提供,需加滤波电容;EN为使能端,高电平有效,可输入PWM信号来控制LED亮度;GND为地;FB为反馈端,通过芯片内部的比较器保证FB端电压恒定,反馈端的电阻是来控制LED的电流大小的,即Iled=Vfb/Rfb;SW为输出端,与VIN通过一功率电感串在一起,通过内部的开关频率实现升压,再通过一肖特基二极管
14、整流输出给LED,升压的大小通过FB端来取样控制,需加滤波电容。OV为过流保护端,当有LED损坏的时候输出端会因为反馈端无法采样到电流而导致不停的升压,甚至升到几十伏,这样有可能会造成IC的损坏,如果有OV端的话它可以检测输出端,使其不会超过IC输出的范围。串联的LED DRIVER要用到一颗功率电感,在开关频率的作用下要向外发射EMI,会对其它电路特别是手机射频电路有很大的影响,所以如果用串联设计,在layout的时候特别要注意背光电路远离那些易受干扰的部分。设计中要考虑到IC效率的问题,=Wout(输出功耗)/Win(输入功耗),选择串联IC时要注意选择效率更高的IC,至少在80%以上,这
15、样会更节约功耗, 图9 串联背光驱动电路(2) 并联:2.1 升压模式并联采用charge pumps方式,所以需要外接升压电容,一般并联LED DRIVER的升压有三种模式,1X、1.5x和2X,也就是在输入电压从高到低变化的时候,内部会自动切换升压模式,当输入的电压比较高的时候,满足输出的要求,IC工作在1X模式下,此时效率比较高,可以达到90%以上;当输入电压比较低不能满足输出要求的时候,就会相应的切换到另外两种模式,这时效率会很低,甚至低到50%60%,此时功耗较大。我们实际应用的过程中,因为用的是电池电压供电,电池电压的范围一般在3.64.2V,而且在3.83.9V左右工作的时间是最
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