lvds液晶屏幕接口详解

1．LVDS输出接口概述

液晶显示器驱动板输出的数字信号中，除了包括RGB数据信号外，还包括行同步、场同步、像素时钟等信号，其中像素时钟信号的最高频率可超过28MHz。采用TTL接口，数据传输速率不高，传输距离较短，且抗电磁干扰（EMI）能力也比较差，会对RGB数据造成一定的影响；另外，TTL 多路数据信号采用排线的方式来传送，整个排线数量达几十路，不但连接不便，而且不适合超薄化的趋势。采用LVDS输出接口传输数据，可以使这些问题迎刃而解，实现数据的高速率、低噪声、远距离、高准确度的传输。

那么，什么是LVDS输出接口呢？LVDS，即Low Voltage Differential Signaling，是一种低压差分信号技术接口。它是美国NS公司（美国国家半导体公司）为克服以TTL电平方式传输宽带高码率数据时功耗大、EMI电磁干扰大等缺点而研制的一种数字视频信号传输方式。

LVDS输出接口利用非常低的电压摆幅（约350mV）在两条PCB走线或一对平衡电缆上通过差分进行数据的传输，即低压差分信号传输。采用LVDS输出接口，可以使得信号在差分PCB线或平衡电缆上以几百Mbit／s的速率传输，由于采用低压和低电流驱动方式，因此，实现了低噪声和低功耗。目前，LVDS输出接口在17in及以上液晶显示器中得到了广泛的应用。

2．LVDS接口电路的组成

在液晶显示器中，LVDS接口电路包括两部分，即驱动板侧的LVDS输出接口电路（LVDS发送器）和液晶面板侧的LVDS输入接口电路（LVDS接收器）。LVDS发送器将驱动板主控芯片输出的17L电平并行RGB数据信号和控制信号转换成低电压串行LVDS信号，然后通过驱动板与液晶面板之间的柔性电缆（排线）将信号传送到液晶面板侧的LVDS接收器，LVDS接收器再将串行信号转换为TTL电平的并行信号，送往液晶屏时序控制与行列驱动电路。图1所示为LVDS接口电路的组成示意图。

图1 LVDS接口电路的组成示意图

在数据传输过程中，还必须有时钟信号的参与，LVDS接口无论传输数据还是传输时钟，都采用差分信号对的形式进行传输。所谓信号对，是指LVDS接口电路中，每一个数据传输通道或时钟传输通道的输出都为两个信号（正输出端和负输出端）。

需要说明的是，不同的液晶显示器，其驱动板上的LVDS发送器不尽相同，有些LVDS发送器为一片或两片独立的芯片（如DS90C383），有些则集成在主控芯片中（如主控芯片gm5221内部就集成了LVDS发送器）。

3．LVDS输出接口电路类型

与TTL输出接口相同，LVDS输出接口也分为以下四种类型：

（l）单路6位LVDS输出接口

这种接口电路中，采用单路方式传输，每个基色（即RGB三色中的其中任何一种颜色）信号采用6位数据（XOUT0＋、TXOUT0－，TXOUT1＋、TXOUT1－，TXOUT2＋、TXOUT2－），共18位RGB（6bit X 3（RGB3色））数据，因此，也称18位或18bit LVDS接口。此，也称18位或18bit LVDS接口。

（2）双路6位LVDS输出接口

这种接口电路中，采用双路方式传输，每个基色信号采用6位数据，其中奇路数据为18位，偶路数据为18位，共36位RGB数据，因此，也称36位或36bit LVDS接口。

（3）单路8位1TL输出接口

这种接口电路中，采用单路方式传输，每个基色信号采用8位数据（XOUT0＋、TXOUT0－，TXOUT1＋、TXOUT1－，TXOUT2＋、TXOUT2－，TXOUT3+,TXOUT3-），共24位RGB数据(8bit X 3)，因此，也称24位或24bit LVDS接口。

（4）双路8位1TL输出位接口

这种接口电路中，采用双路方式传输，每个基色信号采用8位数据，其中奇路数据为24位，偶路数据为24位，共48位RGB数据，因此，也称48位或48bit LVDS接口

4．典型LVDS发送芯片介绍

典型的LVDS发送芯片分为四通道、五通道和十通道几种，下面简要进行介绍。

（1）四通道LVDS发送芯片

图2 所示为四通道LVDS发送芯片（DS90C365）内部框图。包含了三个数据信号（其中包括RGB、数据使能DE、行同步信号HS、场同步信号VS）通道和一个时钟信号发送通道。

图2 4通道LVDS发送芯片内部框图

4通道LVDS发送芯片主要用于驱动6bit液晶面板。使用四通道LVDS发送芯片可以构成单路6bit LVDS接自电路和奇／偶双路6bit LVDS接口电路。

（2）五通道LVDS发送芯片

图3 所示为五通道LVDS发送芯片（DS90C385）内部框图。包含了四个数据信号（其中包括RGB、数据使能DE、行同步信号IIS、场同步信号vs）通道和一个时钟信号发送通道。

图3 5通道LVDS发送芯片内部框图

五通道LVDS发送芯片主要用于驱动8bit液晶面板。使用五通道LVDS发送芯片主要用来构成单路8bit LVDS接口电路和奇／偶双路8bit LVDS接口电路。

（3）十通道LVDS发送芯片

图4所示为十通道LVDS发送芯片（DS90C387）内部框图。包含了八个数据信号（其中包括RGB、数据使能DE、行同步信号HS、场同步信号VS）通道和两个时钟信号发送通道。

图4 十通道LV DS发送芯片内部框图

十通道LVDS发送芯片主要用于驱动8bit液晶面板。使用十通道LYDS发送芯片主要用来构成奇／偶双路8bit LVDS位接口电路。

在十通道LVDS发送芯片中，设置了两个时钟脉冲输出通道，这样做的目的是可以更加灵活的适应不同类型的LVDS接收芯片。当LVDS接收电路同样使用一片十通道LVDS接收芯片时，只需使用一个通道的时钟信号即可；当LVDS接收电路使用两片五通道LVDS接收芯片时，十通道LYDS发送芯片需要为每个LVDS接收芯片提供单独的时钟信号。

5．LVDS发送芯片的输入与输出信号

（1）LVDS发送芯片的输入信号

LVDS发送芯片的输入信号来自主控芯片，输入信号包含RGB数据信号、时钟信号和控制信号三大类。

①数据信号：为了说明的方便，将RGB信号以及数据选通DE和行场同步信号都算作数据信号。

在供6bit液晶面板使用的四通道LVDS发送芯片中，共有十八个RGB信号输入引脚，分别是R0～R5红基色数据（6bit红基色数据，R0为最低有效位，R5为最高有效位）六个，G0～G5绿基色数据六个，B0～B5蓝基色数据六个；一个显示数据使能信号DE（数据有效信号）输入引脚；一个行同步信号HS输入引脚；一个场同步信号VS输入引脚。也就是说，在四通道LYDS发送芯片中，共有二十一个数据信号输入引脚。

在供8bit液晶面板使用的五通道LVDS发送芯片中，共有二十四个RGB信号输入引脚，分别是红基色数据R0～W（8bit红基色数据，R0为最低有效位，R7为最高有效位）八个，绿基色数据G0～G7八个，蓝基色数据B0～B7八个；一个有效显示数据使能信号DE（数据有效信号）输入引脚；一个行同步信号HS输入引脚；一个场同步信号VS输入引脚；一个各用输入引脚。也就是说，在五通道LVDS发送芯片中，共有二十八个数据信号输入引脚。

应该注意的是，液晶面板的输入信号中都必须要有DE信号，但有的液晶面板只使用单一的DE信号而不使用行场同步信号。因此，应用于不同的液晶面板时，有的LVDS发送芯片可能只需输入DE信号，而有的需要同时输入DE和行场同步信号。

②输入时钟信号：即像素时钟信号，也称为数据移位时钟（在LVDS发送芯片中，将输入的并行RGB数据转换成串行数据时要使用移位寄存器）。像素时钟信号是传输数据和对数据信号进行读取的基准。

③待机控制信号（POWER DOWN）：当此信号有效时（一般为低电平时），将关闭LVDS 发送芯片中时钟PLL锁相环电路的供电，停止IC的输出。

④数据取样点选择信号：用来选择使用时钟脉冲的上升沿还是下降沿读取所输入的RGB

数据。有的LVDS发送芯片可能并不设置待机控制信号和数据取样点选择信号，但也有的除了上述两个控制信号还设置有其他一些控制信号。

（2）LVDS发送芯片的输出信号

LVDS发送芯片将以并行方式输入的TTL电平RGB数据信号转换成串行的LVDS信号后，直接送往液晶面板侧的LVDS接收芯片。

LVDS发送芯片的输出是低摆幅差分对信号，一般包含一个通道的时钟信号和几个通道的串行数据信号。由于LVDS发送芯片是以差分信号的形式进行输出，因此，输出信号为两条线，一条线输出正信号，另一条线输出负信号。

①时钟信号输出：LVDS发送芯片输出的时钟信号频率与输入时钟信号（像素时钟信号）频率相同。时钟信号的输出常表示为：TXCLK＋和TXCLK－，时钟信号占用LVDS发送芯片的一个通道。

②LVDS串行数据信号输出：对于四通道LVDS发送芯片，串行数据占用三个通道，其数据输出信号常表示为TXOUT0＋、TXOUT0－，TXOUT1＋、TXOUT1－，TXOUT2＋、TXOUT2－。

对于五通道LVDS发送芯片，串行数据占用四个通道，其数据输出信号常表示为TXOUT0＋、TXOUT0－，TXOUT1＋、TXOUTI－，TXOUT2＋、TXOUT2－，TXOUT3＋、TXOUT3－。

对于十通道LVDS发送芯片，串行数据占用八个通道，其数据输出信号常表示为TXOUT0＋、TXOUT0－，TXOUT1＋、TXOUT1－，TXOUT2＋、TXOUT2－，TXOUT3＋、TXOUT3－，TXOUT4＋、TXOUT4－，TXOUT5＋、TXOUT5－，TXOUT6＋、TXOUT6－，TXOUT7＋、TXOLT7－。

如果只看电路图，是不能从LVDS发送芯片的输出信号TXOUT－、TXOUT0＋中看出其内部到底包含哪些信号数据，以及这些数据是怎样排列的（或者说这些数据的格式是怎样的）。事实上，不同厂家生产的LVDS发送芯片，其输出数据排列方式可能是不同的。因此，液晶显示器驱动板上的LVDS发送芯片的输出数据格式必须与液晶面板LVDS接收芯片要求的数据格式相同，否则，驱动板与液晶面板不匹配。这也是更换液晶面板时必须考虑的一个问题。

专家点拔

LVDS发送芯片在一个时钟脉冲周期内，每个数据通道都输出7bit的串行数据信号，而不是常见的8bit数据，如图5所示

图5LVDS接口电路在一个时钟脉冲周期内传输7bit数据

（3）LVDS发送芯片输出信号的格式

LVDS发送芯片输出信号的格式，即LVDS发送芯片输入的RGB数据，以及行同步信号HS、场同步信号VS、有效显示数据使能信号DE在各个输出通道中数据位的排列顺序。

由于几个大的LYDS芯片生产厂家制定了不同的标准，因此，存在着几种不同的LVDS发送芯片数据输出格式，在更换液晶显示器驱动板或更换液晶面板时，必须弄清LVDS接口液晶面板所要求的LVDS信号格式，使液晶显示器驱动板侧LVDS发送芯片的输出数据格式与液晶面板LVDS 接收芯片所要求的数据格式相同。

①单路6bit LVDS发送芯片数据输出格式：单路6bit LVDS发送电路使用四通道LVDS发送芯片，输出信号格式如图6所示。

图6 单路6bit LVDS发送芯片数据输出格式

图6中NA的意思是未使用。此例为控制信号仅使用DE的模式，未使用行同步信号HS和场同步信号VS。关于DE、IIS、VS信号的使用问题，将在第9章进行介绍。当控制信号为DE＋行场同步信号模式时，图中的两个NA更换为场同步信号VS和行同步信号HS。

②双路6bit LVDS发送芯片数据输出格式：双路6bit LVDS发送电路使用两片四通道LVDS 发送芯片，输出信号格式如图7所示。

图7 双路6bit LVDS发送芯片数据输出格式

从图7中可以看出，双路6bit LVDS发送芯片数据输出格式与单路6bit LVDS发送芯片数据输出格式是相同的，只不过一路传送奇数像素RGB数据，另工路传送偶数像素RGB数据。OR0、OR1、…中的“O”代表奇数像素，ER0、ER1、…中的“E”代表偶数像素。

③单路8bit LVDS发送芯片数据输出格式：单路8bit LVDS发送电路使用五通道LVDS发送芯片，输出信号格式有多种，下面只介绍其中的两种。图8所示是其中的一种输出信号格式。图9所示是产生这种数据信号格式的电路接法。

图8 单路8bit LVDS发送芯片数据输出格式之一

图9 所示数据输出格式的电路接法

图10 所示为单路8bit LVDS发送芯片的另一种数据输出格式。

图10 单路8bit LVDS发送芯片数据输出格式之二

图11 所示格式中的控制信号仅使用DE模式，当控制信号为DE＋行场同步信号模式时，第二数据通道TXOUT2中的两个NA应更换为场同步信号VS和行同步信号HS（通过对驱动板编程可改写）。

从以上两种输出格式中可以看出，数据信号的排列顺序差别很大，不过，要想让其排列一致，完全可以通过对驱动板编程来完成。

图11 双路8bit LVDS发送芯片数据输出格式之一

④双路8bit LVDS发送芯片数据输出格式：双路8bit LVDS发送电路使用两片五通道LVDS 发送芯片或一片十通道LVDS发送芯片，双路8bit LVDS发送芯片数据输出格式也有多种形式，图11所示是其中的一种。

常见LVDS屏接口定义讲解

上面我们知道了屏的型号和接口了，但是我们还不知道这个是多少位的屏和多少的供电，为了让大家轻松搞会这一步，我们拿一个单6位LVDS 的屏来解析一下，此款屏的型号为：LP141X3（20针插接口）屏接口定义在液晶屏的规格书里面都有这一个页面

在屏的接口定义中我们看出液晶屏的供电为3.3V 供电

出现了RIN 单组数据中有0正0负1正1负2正2负 单组6条数据线的接口 所以我们说这个就是20针单6位的屏

Pin Symol Description

1 VDD Power supply 3.3

3.3V 供电

2 VDD Power supply 3.3

3.3V 供电

3 GND Ground 地

4 GND Ground 地

5 RIN0- Receiver sign al(-) 一组数据0-（1）

6 RIN0+ Receiver sign al(+) 一组数据0+（2）

7 GND Ground 地

8 RIN1- Receiver sign al(-) 一组数据1-（3）

9 RIN1+ Receiver sign al(+) 一组数据1+（4） 10 GND Ground 地 11 RIN2- Receiver sign al(-) 一组数据2-（5） 12 RIN2+ Receiver sign al(+) 一组数据2+（6） 13 GND Ground 地 14 CLK CLOCK 一组时钟信号 15 CLK CLOCK 一组时钟信号 16 GND Ground 地 17 NC 空脚 18 NC 空脚 19 GND Ground 地 20 GND Ground 地

下面我们在以一个30片插双8位的屏接口定义让大家学习一下（列CLAA170EA02）

Pin No.

of

used con

nector

symbol Function

1RXO0- minus signal of odd channel 0(L

VDS)

第一组数据1

2RXO0+ plus signal of odd channel 0(LV

DS)

第一组数据2

3RXO1- minus signal of odd channel 1(L

VDS)

第一组数据3

4RXO1+ plus signal of odd channel 1(LV

DS)

第一组数据4

5RXO2- minus signal of odd channel 2(L

VDS)

第一组数据5

6RXO2+ plus signal of odd channel 2(LV

DS)

第一组数据6

7GND ground 地

8RXOC- minus signal of odd clock chann

el (LVDS)

第一组时钟信号

9RXOC+ plus signal of odd clock channe

l (LVDS)

第一组时钟信号

10RXO3- minus signal of odd channel 3(L

VDS)

第一组数据7

11RXO3+ plus signal of odd channel 3(LV

DS)

第一组数据8

12RXE0- minus signal of even channel 0

(LVDS)

第二组数据1

13RXE0+ plus signal of even channel 0(L

VDS)

第二组数据2

14GND ground 地

15RXE1- minus signal of even channel 1

(LVDS)

第二组数据3

16RXE1+ plus signal of even channel 1(L

VDS)

第二组数据4

17GND ground 地

18RXE2- minus signal of even channel 2

(LVDS)

第二组数据5

19RXE2+ plus signal of even channel 2(L

VDS)

第二组数据6

20RXEC- minus signal of even clock chan

nel (LVDS)

第二组时钟信号

21RXEC+ plus signal of even clock chann

el (LVDS)

第二组时钟信号

22RXE3- minus signal of even channel 3

(LVDS)

第二组数据7

23RXE3+ plus signal of even channel 3(L

VDS)

第二组数据8

24GND ground 地25NC NC 空26NC Test pin 空27NC NC 空

28VCC Power supply input voltage(5.0

V)

供电5V

29VCC Power supply input voltage(5.0

V)

供电5V

30VCC Power supply input voltage(5.0

V)

供电5V

这里面出现了两组数据每组中都有一对时钟信号，这个屏我们就能看出这是一个30针双8位屏，屏的供电为5V。

常见的LVDS接口定义

20PIN单6定义：

1：电源2：电源3：地4：地5：R0- 6：R0+ 7：地8：R1- 9：R1+ 10：地11：R 2- 12：R2+ 13：地14：CLK- 15：CLK+ 16空17空18空19空20空

每组信号线之间电阻为（数字表100欧左右）指针表20－100欧左右（4组相同阻值）

20PIN双6定义：

1：电源2：电源3：地4：地5：R0- 6：R0+ 7：R1- 8：R1+ 9：R2- 10：R2+ 11：CLK- 12：CLK+ 13：RO1- 14：RO1+ 15：RO2- 16：RO2+ 17：RO3- 18：RO3+

19：CLK1- 20：CLK1+

每组信号线之间电阻为（数字表100欧左右）指针表20－100欧左右（8组相同阻值）

20PIN单8定义：

1：电源2：电源3：地4：地5：R0- 6：R0+ 7：地8：R1- 9：R1+ 10：地11：R2- 12：R 2+ 13：地14：CLK- 15：CLK+ 16：R3- 17：R3+

每组信号线之间电阻为（数字表100欧左右）指针表20－100欧左右（5组相同阻值）

30PIN双8定义：

1：电源2：电源3：电源4：空5：空6：空7：地8：R0- 9：R0+ 10：R1- 11：R1+ 12：R2- 13：R2+ 14：地15：CLK- 16：CLK+ 17：地18：R3- 19：R3+ 20：RB0- 21：RB0+ 22：RB1- 23：RB1+ 24：地 25：RB2- 26：RB2+ 27：CLK2-

28：CLK2+ 29：RB3- 30：RB3+

每组信号线之间电阻为（数字表100欧左右）指针表20－100欧左右（10组相同阻值）

一般14PIN、20PIN、30PIN为LVDS接口，15寸（含15寸）以下多为3.3V供电17（含17）以上多为5V供电。这只是常见屏是这样规律，而不是所有的都是这样。

常见TTL的屏接口定义

列：这是一个常见的41扣TTL的屏接口来看看与LVDS的屏有什么区别

（屏型号为M121-53DS 41扣单六位TTL屏）

Pin#Signal Name

1GND地

2-DTCLK时钟

3GND地

4HSYNC行信号

5VSYNC场信号

6GND地

7GND地

8GND地

9+RED0单组红数据1

10+RED1单组红数据2

11+RED2单组红数据3

12GND地

13+RED3单组红数据4

14+RED4单组红数据5

15+RED5单组红数据6

16GND地

17GND地

18GND地

19+GREEN0单组绿数据1

20+GREEN1单组绿数据2

21+GREEN2单组绿数据3

22GND地

23+GREEN3单组绿数据4

24+GREEN4单组绿数据5

25+GREEN5单组绿数据6

26GND地

27GND地

28GND地

29+BLUE0单组蓝数据1

30+BLUE1单组蓝数据2

31+BLUE2单组蓝数据3

32GND地

33+BLUE3单组蓝数据4

34+BLUE4单组蓝数据5

35+BLUE5单组蓝数据6

36GND地

37+DSPTMG

38Reserved

39VDD (+3.3V)屏供电

40VDD (+3.3V)屏供电

41Reserved

知识点：TTL接口的屏线明显比LVDS的屏线多常见31扣41扣30+50 60扣7 0扣80扣

TTL的屏也有单组数据和双组数据之分以此类推就可以了

常见TTL屏线

D6T（单6位TTL）：31扣针，41扣针。对应屏的尺寸主要为笔记本液晶屏（8寸，10寸，11寸，12寸），还有部分台式机屏15寸为41扣针接口。

S6T（双6位TTL）：30＋45针软排线，60扣针，70扣针，80扣针。主要为台式机的1 4寸，15寸液晶屏。

S8T（双8位TTL）：有，很少见80扣针（14寸，15寸）