【F769IDISCOVERY评测】STM32F769I-DISCO开发包简介(五)

【F769IDISCOVERY评测】STM32F769I-DISCO开发包简介(五)_板载部件...

wolfgang 提问时间：2016-12-15 22:32 /

十五、基于MIPI DSI接口的LCD显示器介绍
A、功能简介

编号为MB1166带电容触摸TFT液晶显示模块

  在MB1166板上的彩色显示屏是一个4英寸带电容式触摸面板的TFT LCD（分辨率为800*472）连接到STM32F769NIH6（STM32官网）的MIPI DSI接口上。DSI（Display Serial Interface,显示串行接口)是MIPI（Mobile Industry Processor Interface,移动产业处理器接口）联盟用于单片机和LCD显示模块之间的一组标准和定义的物理接口、通信协议规范。
  MB1166显示模块在STM32F769I-DISC1开发板上作为一个可选附件需单独订购，而在STM32F769I-DISCO开发板上作为整体提供。
  LCD上显示的根多信息可以参考用户手册UM2104（4寸WVGA 带MIPI DSI接口和电容式触摸的TFT液晶屏），这款显示屏可与兼容以下几款开发板DSI接口：
  STM32F769I-DISC0、STM32F769I-DISC1、STM32F769I-EVAL、STM32F779I-EVAL、STM32F469I-EVAL，STM32F479I-EVAL。
  特性：
   1)4英寸TFT彩色液晶显示屏
   2)RGB模式下480*800 像素；
   3)16.7M 显示颜色；
   4)RGB像素成垂直条纹排列；
   5)支持两条支持MIPI的 DSI数据通道；
   6)电容式触摸屏支持单点触摸和手势，以及两点触摸；
   7)LCD和触摸屏支持2.8V至3.3V电源供电，背光支持5V供电。

主板微控器与模块连接框图

  液晶屏与主板微控器有两路独立信号连接，一路为DSI视频信号，一路为触摸屏控制信号。DSI接口上视频信号，由STM32F769NI上MIPI调制信号；而触摸屏控制信号交互有一颗FT6206GMA承担，将触摸屏的电容信号转换为IIC信号后，由IIC总线传送给MCU（STM32F769NI）， FT6206GMA 芯片的IIC控制地址为：54H（IIC地址：0101,0100B）
  FT6206GMA 芯片是由台湾FocalTech公司生产。其电容式触控芯片型号有：FT6206GMA/ FT6306GMB两款，其特性如下：
  1)自电容传感技术，支持单点触摸和差分检测；
  2)绝对X和Y坐标或手势检测；
  3)对电容和环境变化影响下实现自动校准；
  4)内置增强性MCU；
  5)FT6206支持最高28通道的传感器或驱动；
  6)FT6306支持最高32通道的传感器或驱动；
  7)传感器报告频率80Hz；
  8)支持IIC接口；
  9)支持单膜材料触摸屏而并不需要设置额外的矩形区域；
  10)内部精度ADC及平滑滤波；
  11)支持2.8V至3.6V的工作电压；
  12)支持独立的输入/输出电源；
  13)构建数字电路的低压差线性稳压器；
  14)有3种高效率使用工作模式：主动模式、监控模式、休眠模式；
  15)操作温度范围：- 20°C + 85°C；
  16)允许人体静电放模式电压大于等于5000V。
FT6X06支持触摸按键以及2维触摸设备上的宽范围应用，支持移动电话、智能手机、手持GPS、游戏控制器、POS机、便携式MP3、MP4媒体播放器、数码相机等。

FT6x06GMA型号表

FT6206GMA引脚功能示意

B、MIPI DSI硬件电路实现简介

DSI接口连接器示意图

MCU侧DSI接口连接器原理图

TFT液晶屏侧DSI接口连接器原理图

TFT液晶屏侧IIC连接原理图

DSI接口与STM32F769NI-DISCO、TFT引脚关联表

STM32F769I-DISCO开发板所提供的MIPI DSI是复合型接口,包含视频、音频、触屏控制、TFT电源背光、背光控制等信号。ST虽然为DSI定义了4路DSI视频信号，开发板的F769N芯片与4寸 TFT液晶屏只是用了两路DSI作为连接（DSI_D0、DSI_D1）、接口上虽然定义了语音连接，单液晶屏侧引脚悬空没有实际连接，IIC总线连接到LCD模块中用于控制触摸屏的芯片FT6206GMA芯片上，用于读取触摸屏的位置信息和触发触摸屏中断。

C、功能简评
DSI接口在STM32F769I-DISCO主板上主要功能是外接显示屏，将显存中的数据输出到液晶屏,通过该标准接口还实现音视频扩展、音视频控制输入输出扩展的功能，是主要的外设输入输出总线接口。此总线的基础上还能搭建各种适配模块，实现更多音视频外设的输入输出。官方给出了DSI转HDMI的适配板，DSI转扁平DSI适配板。

十六、DSI转换HDMI适配板介绍
A、功能简介

编号为MB1232 DSI 转 HDMI 适配板

  DSI转HDMI适配板提供DSI输入端口和HDMI输出端口。它的用途是为STM32F769I-DISCO开发板展示基于STM32的视频解决方案。DSI转HDMI适配板上是通过ADV7533芯片实现无缝转接，ADV7533芯片能支持2、3、4线DSI视频数据输入，S/PDIF及两通道IIS音频数据输入，支持HDMI v1.3版本接口的信号输出。
  HDMI转接板，由ADV7533芯片提供以下功能特性：
   1)低功耗MIPI/DSI接收机
   2)低功耗HDMI/DVI发送器，便携式应用的理想选择
   3)2/3/4通道DSI接收机
   4)每通道支持最高800 Mbps的传输速率
   5)80 MHz工作频率支持从480i到1080p (30 Hz)的所有视频和图形分辨率
   6)可编程双向色彩空间转换器
   7)支持标准S/PDIF，适用于最高192 kHz的立体声LPCM或压缩音频
   8)支持最高192 kHz的2通道、无压缩、LPCM I2S音频
   9)片上MPU及 I2C 主机可执行EDID读取和HDCP操作；通过中断和寄存器报告HDMI事件
   10)I2C 和HPD I/O具有5 V容差，无需额外器件

主板微控器与HDMI转接板连接框图

  适配板与主板微控器的DSI接口有三路信号连接，一路为DSI视频输入信号，一路为音频信号，一路为HDMI控制信号。
  视频（MIPI DSI）信号输入这路信号，支持最多4通道MIP DSI信号连接到DSI 转换HDMI适配板。这板支持2、3、4通道DSI视频输入数据（每通道最高支持800Mbps的数据传输），DSI接口与DPHY V0.90 和DSI v1.02兼容，支持16位RGB 4:4:4输入、24位 RGB 4:4:4和 30位RGB 4:4:4 视频信号。
  视频（HDMI， TMDS）信号输出，在最高80MHz像素时钟操作，在30Hz是支持从480i到1080p的所有视频和图像显示。ADV7533上可编程实现2路色彩空间转换。输出格式支持 36 Bit、30 Bit、24Bit 的RGB 4:4:4信号，以及36 Bit、30 Bit、24 Bit的YCbCr4:4:信号。满足CEA-861-E规范，即输入视频格式帧自动检测。
  音频（S/PDIF & IIS）信号输入这路信号，支持标准S/PDIF立体声音LPCM，或最高192KHz采样率的压缩音频，或两路最高采样率为192KHz的未压缩LPCM IIS音频。
  控制（IIC）总线信号，作为从设备数据I/O连接到串行端口上供MCU访问，它的默认地址为0x7A(0111,1010).从主板的复位信号连接到ADV7533的电源关闭控制引脚上，并由ADV7533内部实现电平拉高。中断输出信号主板上的引脚常置为低电平，并由HDMI转接板发生中断是拉高。

B、DSI转换HDMI硬件电路实现简介

ADV7533为核心的DSI转HDMI适配板电路原理图

DSI接口与STM32F769NI-DISCO、ADV7533引脚关联表

ADV7533功能模块图

ADV7533芯片采用49 Pin的WLCSP封装

  ADV7533是一款多功能视频接口芯片，采用49Pin的WLCSP封装形式。ADV7533提供一个移动行业处理器接口/显示串行接口(MIPI®/DSI)作为输入端口，一个高清多媒体接口(HDMI®)作为数据输出，采用49引脚晶圆级芯片规模封装(WLCSP)。显示串行端口(DSI)输入最多提供四条MIPI/DSI数据通道，每条通道最大传输速率可达800 Mbps。DSI Rx仅在DSI视频模式下工作。HDMI Tx支持像素时钟最高可达80 MHz的视频分辨率。
  ADV7533内置可选的嵌入式HDCP密钥，可以安全传输HDCP 1.3协议规定的受保护内容。
  ADV7533支持x.v.Color™（全音域元数据），颜色范围更宽。
  ADV7533支持S/PDIF和双通道I2S 两种音频格式。高保真双通道I2S能够以最高192 kHz的采样速率传输立体声。S/PDIF可以传送立体声LPCM音频或压缩音频，包括Dolby® Digital和DTS®。
  ADV7533还整合了一些其它特性，例如：用于读取EDID的I2C主机，以及I2C和Hot Plug™（热插拔）检测引脚兼容5 V电压等，这些都有助于简化系统设计、降低成本。
  ADV7533采用先进的CMOS工艺制造，提供节省空间的49引脚WLCSP表贴封装，符合RoHS标准，额定工作温度范围为-10℃至+85°C。
可以用途：
  移动系统、蜂窝手机、数码摄像机、数码相机、个人媒体播放器、游戏

C、功能简评
  编号为B-LCDAD-HDMI1的HDMI（MB1232）转换板并不作为STM32F769I-DISCO的标准配置，遇到有连接HDMI显示器的需求时单独购置。ST将其作为扩展版用在STM32F769I-DISCO开发板上，为其系列MCU提供了一套连接HDMI的标准解决方案，作为可选配件，今后还可应用到本厂的其他系列产品中。

十七、板载DSI转换扩展DSI适配板介绍
A、功能简介

编号为MB1233 DSI 转Raspberry Pi DSI接口适配板

DSI转Raspberry Pi LCD适配器板，提供了从单片机主板与标准Raspberry Pi柔性连接器的连接方案。它可用于STM32评估板或者发现板连接Raspberry Pi的显示器，这个接口与Raspberry Pi板的DSI接口连接器兼容。
这个板载DSI转扩展DSI适配板支持最多2通道MIPI/DSI数据接口和IIC触屏控制接口，并允许在STM EVAL/DK板系列中使用标准Raspberry Pi DSI接口做扩展显示

主板微控器与Raspberry Pi DSI LCD转接板连接框图

适配板将主板微控器的DSI接口有两路信号（DSI视频信号、IIC控制信号）通过电路转到RSP液晶连接器上，再有扁平线缆1对1的将信号传递给Raspberry Pi 液晶屏。DSI视频信号提供视频的数据输出，IIC实现与Raspberry Pi液晶屏的触屏及手势信号交互。

B、DSI转换DSI硬件电路实现简介

DSI转Raspberry Pi DSI适配板电路原理图

DSI接口与Raspberry Pi DSI接口引脚关联表

此适配板仅为接口转换板，没有什么电子元器件在上面，仅做接口转换使用。

C、功能简评
此功能板能将ST的MIPI DSI接口转换为 Raspberry Pi 软质排线的DSI接口，此接口板并不提供音频信号电路，只因使用Raspberry Pi 软质排线接口时，液晶屏并不提供音频输出功能。

十八、ESP8266-01 WIFI连接器及扩展IIC连接器介绍

A、功能简介

WiFi 和IIC扩展接口TOP图

ESP8266-01 Wi-Fi模块

当这个接口连接WIFI模块时，可兼容连接一个非ST官方的低成本WIFI模块，该模块是由安信可公司提供的ESP8266-01（或ESP8266-01S）型号模块。该WiFi模块符合802.11 b/g/n标准规范，而仅需与MCU使用串口通信的UART接口(RX和TX引脚)就能实现WIFI连接和通信。

ESP8266EX内部逻辑功能模块示意图

模块内的ESP8266EX芯片内具备软ATDT指令集以及硬件WIFI协议栈。ATDT指令集作为软件固件形式存放在ESP8266EX芯片内，WIFI协议栈由 ESP8266EX 内置硬件(Tensilica L106 超低功耗 32 位微型 MCU) 提供。

B、ESP8266-01 WIFI硬件电路实现简介

Wi-Fi/IIC板卡连接接口示意图

WIFI/IIC接口配置电路原理图

WIFI/IIC接口与STM32F769NI接口引脚关联表

  当配置电阻SB5、SB6断开、SB8连接时，该接口为WiFi板卡提供引脚兼容，EXT_RST、EXT_SCL、EXT_SDA 处于悬空状态；
  当配置电阻SB8断开，SB5、SB6连接时，WIFI_RST、WIFI_RX、WIFI_TX处于悬空状态。

C、功能简评
  STM32769I-DISCO 引入了ESP8266的接口和IIC外扩接口，通过板载配置电阻通断设置，实现同一个接口适配多种用途的需求。开发板也展示其可为IOT提供解决方案的潜在能力。

十九、本节小结
  本节作为STM32F769I-DISCO的部件介绍的最后一部份，介绍了两个重要的接口以及利用该接口，一个为显示液晶屏提供的MIDI DSI接口，一个是实现WI-FI联网的接口。
  MIDI DSI 的不使用配置电阻来适应不同的LCD 的连接方式，官方采用的是扩展板的方式扩展DSI的兼容设备和，为以后的系列板卡提供了多种解决方案的连接方式。
  这次主板上还留有IOT芯片ESP8266-01的连接接口，该开发板可满足IOT相关场景应用的功能性开发和技术验证。

前文回顾：
STM32F769I-DISCO开发包评测系列(目录)
STM32F769I-DISCO开发包简介(一)_开发板总揽

STM32F769I-DISCO开发包简介(二)_板载部件介绍

STM32F769I-DISCO开发包简介(三)_板载部件介绍

STM32F769I-DISCO开发包简介(四)_板载部件介绍