2024年3月20日发(作者：介凡白)
实验十 TFT 液晶显示实验
一、实验目的
1. 了解 240x400TFT LCD 的工作原理。
2. 了解 TFT LCD 控制芯片OTM4001A 的控制方式。
3. 学习并使用数学库 IQmathLib.h。
4. 学习 TM4C129x Series Cortex-M4 的EPI 总线操作方式。
5. 学习 EPI 相关库函数的使用。
二、实验原理
1. TFT 彩屏工作原理
TFT(Thin Film Transistor)LCD 即薄膜场效应晶体管LCD，是有源矩阵类型液晶显示
器(AM-LCD)中的一种。和TN 技术不同的是，TFT 的显示采用“背透式”照射方式——
假想的光源路径不是像TN 液晶那样从上至下，而是从下向上。这样的作法是在液晶的背
部设置特殊光管，光源照射时通过下偏光板向上透出。由于上下夹层的电极改成FET 电极
和共通电极，在FET 电极导通时，液晶分子的表现也会发生改变，可以通过遮光和透光来
达到显示的目的，响应时间大大提高到80ms 左右。因其具有比TN LCD 更高的对比度
和更丰富的色彩，荧屏更新频率也更快，故TFT 俗称“真彩”。
LCD 是由二层玻璃基板夹住液晶组成的，形成一个平行板电容器，通过嵌入在下玻璃
基板上的TFT 对这个电容器和内置的存储电容充电，维持每幅图像所需要的电压直到下一
幅画面更新。液晶的彩色都是透明的必须给LCD 衬以白色的背光板上才能将五颜六色表
达出来，而要使白色的背光板有反射就需要在四周加上白色灯光。因此在TFT LCD 的底
部都组合了灯具，如CCFL 或LED。
2. OTM4001A 控制芯片简介
OTM4001A 是一款262144 色，用于中小型TFT LCD 显示屏的片上系统（SoC）
驱动芯片，通过指定用于图形数据的RAM 能支持达240xRGBx432 分辨率。OTM4001A
内部的时序控制器能为不同的需求提供不同接口方式，OTM4001A 提供了系统接口，包
括8/9/16/18位并口和SPI 串口方式（本实验采用16 位并口方式）；OTM4001A 也提
供了6/16/18 位RGB接口，用于动态显示图片。OTM4001A 的主要特性还有窗口地址
功能能限制数据重写区域，并减少数据传输；内部6 位D/A 转换器输出的64γ 颜色校准；
内部233280 字节的RAM；背光引脚输出控制的内置自适应背光控制功能（CABC）；逻
辑供电电压范围2.5~3.6V，IO接口支持操作电压1.65~3.6V，模拟供电电压范围2.5~3.6V；
内置的内部晶振与硬件复位。
本实验中，采用80 系统总线的16 位并口方式，对TFT LCD 的常规写操作时序特征
和时序图分别如下表10-1 和图10-1 所示：
2024年3月20日发(作者：介凡白)
实验十 TFT 液晶显示实验
一、实验目的
1. 了解 240x400TFT LCD 的工作原理。
2. 了解 TFT LCD 控制芯片OTM4001A 的控制方式。
3. 学习并使用数学库 IQmathLib.h。
4. 学习 TM4C129x Series Cortex-M4 的EPI 总线操作方式。
5. 学习 EPI 相关库函数的使用。
二、实验原理
1. TFT 彩屏工作原理
TFT(Thin Film Transistor)LCD 即薄膜场效应晶体管LCD，是有源矩阵类型液晶显示
器(AM-LCD)中的一种。和TN 技术不同的是，TFT 的显示采用“背透式”照射方式——
假想的光源路径不是像TN 液晶那样从上至下，而是从下向上。这样的作法是在液晶的背
部设置特殊光管，光源照射时通过下偏光板向上透出。由于上下夹层的电极改成FET 电极
和共通电极，在FET 电极导通时，液晶分子的表现也会发生改变，可以通过遮光和透光来
达到显示的目的，响应时间大大提高到80ms 左右。因其具有比TN LCD 更高的对比度
和更丰富的色彩，荧屏更新频率也更快，故TFT 俗称“真彩”。
LCD 是由二层玻璃基板夹住液晶组成的，形成一个平行板电容器，通过嵌入在下玻璃
基板上的TFT 对这个电容器和内置的存储电容充电，维持每幅图像所需要的电压直到下一
幅画面更新。液晶的彩色都是透明的必须给LCD 衬以白色的背光板上才能将五颜六色表
达出来，而要使白色的背光板有反射就需要在四周加上白色灯光。因此在TFT LCD 的底
部都组合了灯具，如CCFL 或LED。
2. OTM4001A 控制芯片简介
OTM4001A 是一款262144 色，用于中小型TFT LCD 显示屏的片上系统（SoC）
驱动芯片，通过指定用于图形数据的RAM 能支持达240xRGBx432 分辨率。OTM4001A
内部的时序控制器能为不同的需求提供不同接口方式，OTM4001A 提供了系统接口，包
括8/9/16/18位并口和SPI 串口方式（本实验采用16 位并口方式）；OTM4001A 也提
供了6/16/18 位RGB接口，用于动态显示图片。OTM4001A 的主要特性还有窗口地址
功能能限制数据重写区域，并减少数据传输；内部6 位D/A 转换器输出的64γ 颜色校准；
内部233280 字节的RAM；背光引脚输出控制的内置自适应背光控制功能（CABC）；逻
辑供电电压范围2.5~3.6V，IO接口支持操作电压1.65~3.6V，模拟供电电压范围2.5~3.6V；
内置的内部晶振与硬件复位。
本实验中，采用80 系统总线的16 位并口方式，对TFT LCD 的常规写操作时序特征
和时序图分别如下表10-1 和图10-1 所示：