№11 / 2017 / статья 2

TFT-дисплеи Winstar: новинки, характеристики и особенности подключения

Вячеслав Гавриков (г. Смоленск)


Данный материал открывает серию статей «STM32 + периферия = LOVE».

В текущем году компания Winstar Display значительно расширила свою номенклатуру TFT-дисплеев. Новые модели появились практически во всех сегментах – от стандартных TFT до встраиваемых решений на базе TFT-дисплеев. Самое время подробно рассмотреть новые модели, а также особенности подключения дисплеев с различными интерфейсами.

Совсем скоро тайваньской компании Winstar (WINSTAR Display Co., Ltd.) исполнится 20 лет. За это время она прошла путь от новичка до одного из лидеров рынка промышленных дисплеев. Сейчас Winstar выпускает дисплеи практически всех возможных типов: TFT, OLED, монохромные TN/STN/FSTN, COG, TAB, VATN LCD (рисунок 1).

Рис. 1. Дисплеи производства компании Winstar

Рис. 1. Дисплеи производства компании Winstar

Winstar уделяет большое внимание развитию сегмента TFT-дисплеев, который на данный момент включает более 160 базовых моделей (рисунок 2):

Рис. 2. Серии TFT-дисплеев Winstar

Рис. 2. Серии TFT-дисплеев Winstar

  • стандартные TFT общего назначения с диагоналями до 10,2’’;
  • универсальные TFT-дисплеи серий Q и P с платой управления;
  • интеллектуальные дисплеи M-TFT (Clever System);
  • TFT с повышенной яркостью до 1100 кд/м2;
  • монохромные TFT с высоким уровнем контраста;
  • ультраширокие TFT с диагональю до 12,3’’;
  • TFT с расширенным диапазоном рабочих температур до -30…85°С;
  • TFT-дисплеи с HDMI-интерфейсом для Raspberry Pi и аналогичных одноплатных компьютеров;
  • встраиваемые системы на базе микропроцессора iMx6 от NXP.

Основные характеристики TFT-дисплеев Winstar

Winstar выпускает более 160 базовых моделей TFT-дисплеев. Если посчитать число исполнений с учетом доступных опций, то число модификаций окажется гораздо больше. Чтобы разобраться с таким многообразием, нужно рассмотреть основные характеристики TFT-дисплеев Winstar.

Диагональ экрана. Данный параметр является важным как с маркетинговой, так и с технической точек зрения. На настоящий момент Winstar предлагает TFT-дисплеи со следующими диагоналями: 2,4″/2,8″/3,2″/3,5″/4,3″/5″/5,6″/5,7″/7″/8″/9″/10,1″/10,2″/12,1″/12,3″/15″.

Кроме диагонали производители указывают и размеры видимой области.

Разрешение играет важную роль с точки зрения восприятия изображения. Естественно, чем выше разрешение, тем качественней выглядит картинка. С другой стороны, увеличение разрешения требует расширения объемов памяти и повышения рабочей частоты TFT-контроллера. А это ведет к росту стоимости.

Сейчас Winstar предлагает TFT-дисплеи со следующими разрешениями: QVGA (320×240), WQVGA (480×272), VGA (640×480), WVGA (800×480), 640×320, 1024×600, XGA (1024×768) и WXGA(1280×800).

Яркость – еще один важный параметр, во многом определяющий уровень комфорта при работе с дисплеем. Диапазон яркости для дисплеев Winstar составляет 120…1100 кд/м2. Максимальной яркостью обладают дисплеи из группы High Brightness TFT, о которых будет рассказано ниже.

Технологии изготовления ЖК матрицы. Сейчас наиболее популярной технологией ЖК-матриц является TN (Twisted Nematic). Она отличается минимальным временем отклика и малой стоимостью. В то же время у нее есть и недостатки: низкая цветопередача и небольшие углы обзора. При увеличении угла обзора цветовая гамма картинки начинает искажаться, особенно это касается отклонений по вертикали (рисунок 3). Для удобства пользователей производители указывают оптимальное направление обзора TN ЖК на 12 или 6 часов.

Рис. 3. Использование технологии O-Film для увеличения углов обзора TFT-дисплеев

Рис. 3. Использование технологии O-Film для увеличения углов обзора TFT-дисплеев

Решить проблему с искажением изображения можно несколькими способами. Например, воспользоваться TFT-матрицами, созданными по более продвинутым технологиям – VA (Vertical Alignment) и IPS (In-Plane Switching).

IPS-панели отличаются повышенным контрастом, улучшенной цветопередачей, широкими углами обзора. Из недостатков таких дисплеев можно отметить высокую стоимость и чуть большее время отклика.

VA-панели по своим характеристикам занимают среднее положение между TN и IPS. Считается, что цветопередача у них лучше, чем у TN, но хуже, чем у IPS. Зато VA-панели опережают IPS-дисплеи по скорости отклика.

Стоит еще раз отметить, что дисплеи VA и IPS отличаются повышенной стоимостью и больше подходят для приложений, в которых цена не является основным показателем (медицина, авиация, ЖД и другие).

Компания Winstar дополнительно предлагает альтернативное решение проблемы искажения цветопередачи при больших углах обзора – использование компенсирующей пленки O-Film. В этом случае угол обзора значительно расширяется, а цена дисплея остается невысокой (рисунок 3).

В настоящее время Winstar производит TFT-матрицы, выполненные по всем перечисленным технологиям: TN, TN + O-Film, IPS, VA.

Встроенный контроллер. Для управления разверткой и формирования изображения на TFT-матрице требуется драйвер и специальный контроллер. Контроллер может быть как внешним (по отношению к дисплею), так и встроенным. Здесь важно сделать оговорку. Дело в том, что Winstar поставляет TFT-дисплеи трех типов: без контроллера, с контроллером, с платой управления. Например, дисплеи серий Q и P с платой управления могут похвастаться не только встроенным контроллером, но и системой питания подсветки и универсальным разъемом (внутри серии). Более подробно о таких моделях будет рассказано ниже.

Интерфейс обмена данными. Интерфейс дисплея определяется применяемым TFT-контроллером. Это может быть как параллельный, так и последовательный интерфейс. Более подробно об этом рассказывается в заключительном разделе статьи. Сейчас лишь отметим, что в дисплеях Winstar используются следующие интерфейсы: RGB, LVDS, Motorola 6800 8/16 бит, Intel 8080 8/16 бит, DSI, HDMI, SPI, UART.

Размеры и габариты. Для характеристики TFT-дисплеев используют три типа размеров: габаритные размеры, размеры активной зоны, размеры видимой области. Наиболее важными из них являются общие габариты и видимая область.

Крепежная рамка. Для крепления большинства дисплеев требуются дополнительные прижимные устройства или защелки. Однако ряд моделей сразу поставляется со специальной рамкой, которая снабжена монтажными отверстиями.

Сенсорный экран. Сенсорный экран является неотъемлемой частью многих современных устройств. Большая часть дисплеев производства Winstar по умолчанию поставляется с опциональным сенсорным экраном. Это может быть как резистивная матрица RTP, так и емкостная PCAP.

Диапазон рабочих температур (Траб) – ключевой параметр для промышленных, автомобильных и многих других приложений. Большая часть дисплеев Winstar имеет рабочий диапазон -20…70°С, но для ряда моделей он ограничен 0…70°С или 0…50°С. Группа TFT-дисплеев с расширенным температурным диапазоном сохраняет работоспособность вплоть до -30…85°С.

Теперь, когда рассмотрены общие характеристики дисплеев Winstar, можно перейти к обзору семейств, конкретных продуктов и новинок, появившихся в этом году.

Стандартные TFT-дисплеи Winstar

Стандартные TFT – наиболее многочисленная группа дисплеев Winstar, объединяющая более 75 «штатных» моделей, часть из которых может снабжаться различными опциями (сенсорным экраном, монтажной рамкой, поляризационной пленкой O-Film).

Winstar предлагает стандартные TFT со следующими характеристиками:

  • диагональю 2,4/2,8/3,2/3,5/3,97/4,3/5/5,6/5,7/7/8/10,1/10,2 дюймов;
  • разрешением QVGA (320×240), WQVGA (480×272), VGA (640×480), WVGA (800×480), 640×320, 1024×600, XGA (1024×768), IPSIPS(1280×800);
  • матрицами TN или IPS;
  • типовой яркостью 150…700 кд/м2;
  • интерфейсами RGB, LVDS, Motorola 6800 8/16 бит, Intel 8080 8/16 бит, DSI, SPI;
  • опциональным резистивным или емкостным сенсорным экраном;
  • опциональной крепежной рамкой;
  • опциональной поляризационной пленкой O-Film;
  • рабочим температурным диапазоном -20…70°C.

В этом году компания Winstar значительно расширила номенклатуру стандартных TFT-дисплеев (таблица 1). Рассмотрим основные новинки в данном сегменте.

Таблица 1. Характеристики новых стандартных дисплеев Winstar

Наименование Разреше-
ние
Диаго-
наль, ’’
Габариты, мм Угол обзо-
ра
Интер-
фейс
Встроен-
ный контрол-
лер
Плата управ-
ления
Яр-
кость, кд/м²
Рам-
ка
Сенсор-
ный экран*
Траб, °C O-Film
WF18FTLAADNN0 128х160 1,77 34х45,83 6H MCU ST7735S 500 -20…70
WF24HTLAJDNN0 240х320 2,4 42,72х60,26 6H MCU ILI9341 500 -20…70
WF28ETLAJDNN0 240х320 2,8 50х69,2 6H MCU ILI9341 500 -20…70
WF35HTLAIDNT0 320х480 3,5 54,26х82,44 6H RGB ILI9488 300 RTP -20…70
WF35UTYAIDNN0 320х480 3,5 54,5х83 IPS MCU ILI9488 600 -20…70
WF40BTYAQMNN0 480х800 3,97 57,14х96,85 IPS MIPI DSI JD9161 230 -20…70
WF50DTYA3MNN0 720х1280 5 66,1х120,4 IPS MIPI DSI ILI9881C 300 -20…70
WF50DTYA3MNG10 720х1280 5 73,3х127,6 IPS MIPI DSI ILI9881C 200 PCAP -20…70
WF70WTYAULNN0 800х1280 7 164,61х106,3 IPS LVDS 450 -20…70
WF101GTAAPLNG0 1280х800 10,1 257,96х168,6 IPS LVDS 300 PCAP 0…50
WF101GTAAPLNT0 1280х800 10,1 229,34х148,98 IPS LVDS 250 RTP 0…50
* RTP – резистивный сенсорный экран; PCAP – емкостной сенсорный экран.

WF18FTLAADNN0 – 1,77-дюймовый TFT-дисплей с разрешением 128×160 пикселей. Дисплей построен на базе драйвера ST7735S и поддерживает 8/16-битный интерфейс Intel 8080, а также трехпроводной SPI-интерфейс.

WF24HTLAJDNN0 – 2,4-дюймовый дисплей с разрешением 240×320 и портретной ориентацией (рисунок 4). Для управления используется контроллер ILI9341V с поддержкой 8/16-битного интерфейса Intel 8080. Важным достоинством WF24HTLAJDNN0 является высокая яркость 500 кд/м2.

WF28ETLAJDNN0 – полноцветный дисплей с диагональю 2,8’’. Дисплей построен на базе контроллера ILI9341V с поддержкой 8/16-битного интерфейса Intel 8080. Отличается высокой яркостью 500 кд/м2.

WF35HTLAIDNT0 – 3,5-дюймовый TN-дисплей на базе контроллера ILI9488 (рисунок 4).

WF35UTYAIDNN0 – 3,5-дюймовый IPS-дисплей с разрешением 320×48 и высокой яркостью 600 кд/м2 (рисунок 4). Дисплей построен на базе контроллера ILI9488. Данный дисплей отличается широким углом обзора 80° по всем направлениям (лево/право/верх/низ). Диапазон рабочих температур для WF35UTYAIDNN0 составляет -20…70°C, а температура хранения -30…80°C.

Рис. 4. Новые стандартные дисплеи Winstar с малой диагональю

Рис. 4. Новые стандартные дисплеи Winstar с малой диагональю

WF40BTYAQMNN0 – 3,97-дюймовый IPS-дисплей с разрешением 480×800. Модель имеет портретную ориентацию (рисунок 5). Для управления используется контроллер JD9161 с последовательным дифференциальным интерфейсом MIPI DSI. Дисплей отличается широким углом обзора 80° по всем направлениям.

WF50DTYA3MNN0 – 5-дюймовый IPS-дисплей на базе контроллера ILI9881C с последовательным дифференциальным интерфейсом MIPI DSI.

WF50DTYA3MNG10 – 5-дюймовый IPS TFT-дисплей. По сравнению с рассмотренным выше WF50DTYA3MNN0 данный дисплей имеет меньшую яркость (200 кд/м2), зато он поставляется с емкостной сенсорной панелью. Благодаря особой технологии оптической склейки сенсорного экрана (Optical Bonding) WF50DTYA3MNG10 обладает рядом преимуществ: повышенной механической прочностью, уменьшенным отражением внешнего света от монитора и отсутствием конденсата между матицей и защитным стеклом. WF50DTYA3MNG10 обладает широким углом обзора 80° по всем направлениям.

WF70WTYAULNN0 – 7-дюймовый IPS-дисплей с повышенным разрешением 800×1280 (рисунок 5). Дисплей построен на базе LVDS-драйвера и поставляется с антибликовым покрытием. Благодаря использованию IPS–матрицы угол обзора для WF70WTYAULNN0 составляет 85°.

Рис. 5. Новые стандартные дисплеи Winstar со средней диагональю

Рис. 5. Новые стандартные дисплеи Winstar со средней диагональю

WF101GTAAPLNG0 и WF101GTAAPLNT0 – 10,1-дюймовыйе IPS-дисплеи, использующие LVDS-интерфейс. Отличаются высоким разрешением 1280×800 (рисунок 6). Угол обзора для обеих матриц составляет 85°.

Друг от друга WF101GTAAPLNG0 и WF101GTAAPLNT0 отличаются типом сенсорного экрана. В WF101GTAAPLNG0 применяется емкостной (RCAP) экран, а в WF101GTAAPLNT0 – резистивный (RTP).

Рис. 6. Новые стандартные дисплеи Winstar с большой диагональю

Рис. 6. Новые стандартные дисплеи Winstar с большой диагональю

Говоря о стандартных TFT, нельзя не упомянуть о дисплеях серии Y. Дело в том, что большинство из рассмотренных выше дисплеев не совместимо между собой. Они отличаются интерфейсами, типом и положением разъемов. Чтобы перейти от одной модели к другой, придется переделывать пользовательскую плату. Именно по этой причине компания Winstar решила облегчить жизнь разработчикам и выпустила дисплеи серии Y. В них используется RGB-интерфейс и одинаковый разъем с одной и той же распиновкой. В итоге при использовании данной серии поменять дисплей на модель с большей диагональю оказывается гораздо проще.

Дисплеи Y-серии имеют следующие характеристики (таблица 2):

  • диагональ 3,5…7’’;
  • разрешение 320х240…800х480;
  • коммуникационный интерфейс RGB;
  • тип разъема: 40 контактный для плоского шлейфа.

Таблица 2. Характеристики дисплеев Y-серии от Winstar

Наименование Разреше-
ние
Диаго-
наль, ’’
Габариты, мм Угол обзо-
ра
Интер-
фейс
Встроен-
ный контрол-
лер
Плата управ-
ления
Яр-
кость, кд/м²
Рам-
ка
Сенсор-
ный экран*
Траб, °C O-Film
WF35YTIACDNN0 320х240 3,5 76,9х63,9 12H RGB 420 -20…70
WF35YTIACDNT0 320х240 3,5 76,9х63,9 12H RGB 300 Опция RTP -20…70
WF43YTIAEDNN0 480х272 4,3 105,5х67,2 12H RGB 500 -20…70
WF43YTIAEDNT0 480х272 4,3 105,5х67,2 12H RGB 350 Опция RTP -20…70
WF57YTIGCDNN0 320х240 5,7 141,12х101,55 12H RGB 500 Есть -20…70
WF57YTIGCDNT0 320х240 5,7 141,12х101,55 12H RGB 350 Есть RTP -20…70
WF70YTIAGDNN0 800х480 7 165х100 12H RGB 460 -20…70
WF70YTIAGDNT0 800х480 7 165х100 12H RGB 320 RTP -20…70
* RTP – резистивный сенсорный экран; PCAP – емкостной сенсорный экран.

TFT-дисплеи Winstar со встроенной платой управления

Winstar предлагает множество TFT-дисплеев с различными разрешениями, размерами экрана, типами ЖК-контроллера и так далее. К сожалению, стандартные дисплеи (кроме серии Y) не совместимы между собой. В итоге смена дисплея почти всегда приводит к переработке аппаратной части устройства. Кроме того, при использовании стандартных TFT-дисплеев разработчику придется самостоятельно организовывать питание подсветки. Чтобы упростить жизнь потребителям, компания Winstar создала две серии дисплеев – Q и P – со встроенной платой управления (рисунок 7).

Рис. 7. Пример TFT-дисплея со встроенной платой управления

Рис. 7. Пример TFT-дисплея со встроенной платой управления

Серия Q – серия высокоинтегрированных TFT-дисплеев, призванных стать альтернативой стандартным дисплеям Winstar. Достоинствами Q-TFT являются:

  • наличие у всех моделей хорошо знакомого пользователям ЖК-контроллера SSD1963 – такого же, как и в стандартных TFT производства Winstar. Это позволяет переходить на данные дисплеи с минимальными переработками программной части;
  • универсальный 36-контактный разъем для всех версий дисплеев этой серии. Все дисплеи Q-TFT используют универсальный разъем для связи с внешним процессором, независимо от размеров экрана и интерфейса связи. Тот же разъем используется для подключения подсветки и сенсорного экрана;
  • поддержка 8- и 16-битных интерфейсов 6800/8080;
  • встроенный драйвер светодиодов. Разработчикам не придется использовать внешний дополнительный драйвер, а значит, и при смене размеров экрана переделывать схему не придется;
  • наличие версий Q-TFT, которые поддерживают расширенное число цветов – до 16 млн, притом, что в стандартных экранах доступно только 65 тысяч цветов.

Все перечисленные особенности приводят к тому, что разработчик может свободно менять тип дисплея без изменений аппаратной части.

В 2015 году в состав серии входило шесть представителей, теперь их число превысило два десятка (таблица 3):

  • с диагоналями 3,5…10,2’’;
  • с разрешением QVGA (320×240), (480×272), WVGA (800×480);
  • с матрицами TN;
  • с типовой яркостью 250…500 кд/м2;
  • с опциональным резистивным или емкостным сенсорным экраном;
  • с опциональной крепежной рамкой;
  • с опциональной поляризационной пленкой O-Film;
  • с рабочим температурным диапазоном -20…70°C.

Таблица 3. TFT-дисплеи Q Series

Наименование Разреше-
ние
Диаго-
наль, ’’
Габариты, мм Угол обзо-
ра
Интер-
фейс
Встроен-
ный контрол-
лер
Плата управ-
ления
Яр-
кость, кд/м²
Рам-
ка
Сенсор-
ный экран*
Траб, °C O-Film
WF35QTIBCDBN0 320х240 3,5 93,5х63,44 12H MCU SSD1963 + 420 + -20…70
WF35QTIBCDBT0 320х240 3,5 93,5х63,44 12H MCU SSD1963 + 300 + RTP -20…70
WF35QTIBCDBCA 320х240 3,5 93,5х63,44 12H MCU SSD1963 + 340 + PCAP -20…70
WF43QTIBEDBT0 480х272 4,3 106,7х83,98 12H MCU SSD1963 + 350 + RTP -20…70
WF43QTIBEDBC0 480х272 4,3 106,7х83,98 12H MCU SSD1963 + 400 + PCAP -20…70
WF43QTIBEDBN0 480х272 4,3 106,7×69,6 12H MCU SSD1963 + 500 + -20…70 Опц.
WF43QTIBEDBNB 480х272 4,3 106,7х83,98 12H MCU SSD1963 + 400 + -20…70 Опц.
WF43QTIBEDBTB 480х272 4,3 106,7х83,98 12H MCU SSD1963 + 400 + RTP -20…70 Опц.
WF43QTIBEDBGB 480х272 4,3 106,7х83,98 12H MCU SSD1963 + 400 + PCAP -20…70 Опц.
WF50QTIFGDBN0 800х480 5 120,7х75,8 12H MCU SSD1963 + 500 -20…70
WF57QTIBCDBN0 320х240 5,7 141,12х101,55 12H MCU SSD1963 + 500 + -20…70 Опц.
WF57QTIBCDBT0 320х240 5,7 141,12х101,55 12H MCU SSD1963 + 350 + RTP -20…70 Опц.
WF57QTIBCDBG0 320х240 5,7 141,12х101,55 12H MCU SSD1963 + 400 + PCAP -20…70 Опц.
WF70QTIFGDBN0 800х480 7 165х100 12H MCU SSD1963 + 460 -20…70
WF70QTIFGDBT0 800х480 7 165х100 12H MCU SSD1963 + 320 RTP -20…70
WF70QTIFGDBG0 800х480 7 165х100 12H MCU SSD1963 + 380 PCAP -20…70
WF70QTZFGDBN0 800х480 7 165х100 12H MCU SSD1963 + 360 + -20…70
WF80QTIFGDBN0 800х480 8 192,8х116,9 12H MCU SSD1963 + 450 -20…70
WF80QTIFGDBT0 800х480 8 192,8х116,9 12H MCU SSD1963 + 320 RTP -20…70
WF102QTIFGDBN0 800х480 10,2 235х145,8 12H MCU SSD1963 + 350 -20…70
WF102QTIFGDBT0 800х480 10,2 235х145,8 12H MCU SSD1963 + 250 RTP -20…70
* RTP – резистивный сенсорный экран; PCAP – емкостной сенсорный экран.

P Series – серия высокоинтегрированных дисплеев, разработанная с той же целью, что и серия Q-TFT. Принципиальное отличие между ними заключается в использовании разных ЖК-контроллеров. В P-TFT применяется RA8875. Кроме того, P-TFT имеет стандартное количество цветов – 65 тыс.

P-TFT и Q-TFT не просто схожи по основным характеристикам, но и имеют аппаратную совместимость. P-TFT использует тот же универсальный 36-контактный разъем и имеет те же габаритные размеры, что и аналоги из Q Series (таблица 4).

Таблица 4. TFT-дисплеи P Series

Наименование Разреше-
ние
Диаго-
наль, ’’
Габариты, мм Угол обзо-
ра
Интер-
фейс
Встроен-
ный контрол-
лер
Плата управ-
ления
Яр-
кость, кд/м²
Рам-
ка
Сенсор-
ный экран*
Траб, °C O-Film
WF35PTIBCDBN0 320х240 3,5 93,5х63,44 12H MCU RA8875 + 420 + -20…70
WF35PTIBCDBT0 320х240 3,5 93,5х63,44 12H MCU RA8875 + 300 + RTP -20…70
WF35PTIBCDBC0 320х240 3,5 93,5х63,44 12H MCU RA8875 + 340 + PCAP -20…70
WF43PTIBEDBNB 480х272 4,3 106,7х83,98 12H MCU RA8875 + 500 + -20…70 Опц.
WF43PTIBEDBTB 480х272 4,3 106,7х83,98 12H MCU RA8875 + 350 + RTP -20…70 Опц.
WF57PTIBCDBN0 320х240 5,7 141,12х101,55 12H MCU RA8875 + 500 + -20…70 Опц.
WF57PTIBCDBT0 320х240 5,7 141,12х101,55 12H MCU RA8875 + 350 + RTP -20…70 Опц.
WF57PTIBCDBG0 320х240 5,7 141,12х101,55 12H MCU RA8875 + 400 + PCAP -20…70 Опц.
WF70PTIFGDBN0 800х480 7 165х100 12H MCU RA8875 + 460 -20…70
WF70PTIFGDBT0 800х480 7 165х100 12H MCU RA8875 + 320 RTP -20…70
WF70PTIFGDBG0 800х480 7 165х100 12H MCU RA8875 + 380 PCAP -20…70
WF80PTIFGDBN0 800х480 8 192,8х116,9 12H MCU RA8875 + 450 -20…70
WF80PTIFGDBT0 800х480 8 192,8х116,9 12H MCU RA8875 + 320 RTP -20…70
WF102PTIFGDBN0 800х480 10,2 235х145,8 12H MCU RA8875 + 350 + -20…70
WF102PTIFGDBT0 800х480 10,2 235х145,8 12H MCU RA8875 + 250 + RTP -20…70
* RTP – резистивный сенсорный экран; PCAP – емкостной сенсорный экран.

Для работы с дисплеем необходим внешний управляющий контроллер или процессор. К сожалению, не все контроллеры имеют аппаратную поддержку интерфейсов RGB/LVDS/8080/6800. Для случаев, когда в распоряжении пользователя имеется только RS232 и SPI, компания Winstar предлагает использовать серию дисплеев M Series.

M-серия “Clever System” от Winstar

M Series “Clever System” – серия дисплеев, представляющих собой полноценные интеллектуальные системы. Для управления таким дисплеем подойдет даже очень простой контроллер с UART или SPI.

Модули M Series выполнены в виде печатной платы с установленным на ней TFT-дисплеем (рисунок 8). Они предназначены для быстрого создания визуальных приложений при минимальных требованиях к аппаратной части.

Рис. 8. Внешний вид модулей серии M на примере WF70

Рис. 8. Внешний вид модулей серии M на примере WF70

Использование M Series дает сразу несколько преимуществ:

  • модули содержат встроенный контроллер, который управляет дисплеем, яркостью подсветки, контролирует состояние сенсорного экрана. Дополнительно на плате размещен контроллер PIC24, экранная память ОЗУ и Flash для хранения изображений;
  • Winstar предоставляет специальное программное обеспечение, позволяющее максимально упростить настройку модулей;
  • модули поддерживают два пользовательских интерфейса (UART/SPI), выход ШИМ, четыре входа для подключения кнопок.

Таким образом, чтобы создать графическое приложение с помощью модуля серии M, потребуется самый скромный контроллер и минимум времени на разработку программной и аппаратной частей.

Если в 2015 году серия состояла из трех изделий (WF35M, WF43M, WF57M), то теперь в нее входят уже десять моделей (таблица 5). Совсем недавно компания Winstar представила два дисплея с рекордной для серии диагональю 7’’.

Таблица 5. Характеристики дисплеев M-серии

Наименование Разреше-
ние
Диаго-
наль, ’’
Габариты, мм Угол обзо-
ра
Интер-
фейс
Встроен-
ный контрол-
лер
Плата управ-
ления
Яр-
кость, кд/м²
Рам-
ка
Сенсор-
ный экран*
Траб, °C O-Film
WF35MTIBCDRN0 320х240 3,5 100х66,44 12H SPI,UART PIC24 + 420 + -20…70
WF35MTIBCDRT0 320х240 3,5 100х66,44 12H SPI,UART PIC24 + 300 + RTP -20…70
WF43MTIBEDRNB 480х272 4,3 125,5х67,2 12H SPI,UART PIC24 + 500 + -20…70 Опц.
WF43MTIBEDRTB 480х272 4,3 125,5х67,2 12H SPI,UART PIC24 + 350 + RTP -20…70 Опц.
WF43MTIBEDRGB 480х272 4,3 125,5х67,2 12H SPI,UART PIC24 + 300 + PCAP -20…70 Опц.
WF57MTIBCDRN0 320х240 5,7 141,12х101,55 12H SPI,UART PIC24 + 500 + -20…70 Опц.
WF57MTIBCDRT0 320х240 5,7 141,12х101,55 12H SPI,UART PIC24 + 350 + RTP -20…70 Опц.
WF57MTIBCDRG0 320х240 5,7 141,12х101,55 12H SPI,UART PIC24 + 300 + PCAP -20…70 Опц.
WF70MTIBGDRN0 800х480 7 166,2х101,2 12H SPI,UART PIC24 + 350 + -20…70
WF70MTIBGDRG0 800х480 7 166,2х101,2 12H SPI,UART PIC24 + 460 + PCAP -20…70
* RTP – резистивный сенсорный экран; PCAP – емкостной сенсорный экран.

WF70M – 7-дюймовые TFT-дисплеи с разрешением 800х480 и яркостью 350 кд/м2 для WF70MTIBGDRN0 и 460 кд/м2 для WF70MTIBGDRG0. Обе модели могут поставляться с опциональным емкостным экраном.

Чтобы ускорить освоение дисплеев серии M, компания Winstar предлагает использовать интерфейсную плату WWTFT-10# (рисунок 9). С ее помощью дисплеи могут быть подключены к ПК и сконфигурированы в специальной программе.

Рис. 9. Отладочный модуль WWTFT-10# для дисплеев M-серии

Рис. 9. Отладочный модуль WWTFT-10# для дисплеев M-серии

TFT-дисплеи с повышенной яркостью

Номенклатура Winstar включает группу дисплеев с повышенной яркостью. Если в базовых моделях яркость составляет 300…700 кд/м2, то для дисплеев с повышенной яркостью она достигает 1100 кд/м2.

Версии с повышенной яркостью в первую очередь пригодятся для приложений, работающих в условиях яркого солнечного света или плохого освещения: дисплеев пультов операторов ЧПУ, панелей управления промышленным оборудованием и так далее.

Сейчас данная группа дисплеев включает почти два десятка моделей (таблица 6):

  • с диагоналями 3,5…10,1’’;
  • с разрешением QVGA (320×240), (480×272), WVGA (800×480), 1024×600, WXGA(1280×800);
  • с матрицами TN, IPS;
  • с типовой яркостью 250…500 кд/м2;
  • с опциональным резистивным или емкостным сенсорным экраном;
  • с опциональной крепежной рамкой;
  • с опциональной поляризационной пленкой O-Film;
  • с рабочим температурным диапазоном -20…70°C.

Таблица 6. Характеристики дисплеев Winstar с повышенной яркостью

Наименование Разреше-
ние
Диаго-
наль, ’’
Габариты, мм Угол обзо-
ра
Интер-
фейс
Встроен-
ный контрол-
лер
Плата управ-
ления
Яр-
кость, кд/м²
Рам-
ка
Сенсор-
ный экран*
Траб, °C O-Film
WF35LSIACDNN0 320х240 3,5 76,9х63,9 12H RGB Опция 1100 Опция -20…70
WF35LSIACDNT0 320х240 3,5 76,9х63,9 12H RGB Опция 770 Оопция RTP -20…70
WF35LSIACDNCA 320х240 3,5 76,9х63,9 12H RGB Опция 880 Опция PCAP -20…70
WF43GSIAEDNN0 480х272 4,3 105,5х67,2 12H RGB Опция 1000 Опция -20…70
WF43GSIAEDNG0 480х272 4,3 105,5х67,2 12H RGB Опция 800 Опция PCAP -20…70
WF43HSIAEDNNB 480х272 4,3 105,5х67,2 12H RGB Опция 1000 Опция -20…70
WF43HSIAEDNTB 480х272 4,3 105,5х67,2 12H RGB Опция 700 Опция RTP -20…70
WF43HSIAEDNGB 480х272 4,3 105,5х67,2 12H RGB Опция 800 Опция PCAP -20…70
WF43HSZAEDNNB 480х272 4,3 105,5х67,2 O-TFT RGB Опция 800 опция -20…70 +
WF43HSZAEDNTB 480х272 4,3 105,5х67,2 O-TFT RGB Опция 560 Опция RTP -20…70 +
WF43HSZAEDNGB 480х272 4,3 105,5х67,2 O-TFT RGB Опция 640 Опция PCAP -20…70 +
WF57ESIACDNN0 320х240 5,7 141,12х101,55 12H RGB Опция 800 Опция -20…70 Опц.
WF70GSIAGDNNA 800х480 7 165х100 12H RGB Опция 1100 Опция -20…70
WF70BSIAHLNN0 1024х600 7 168,5х102 12H LVDS 1100 -20…70
WF70BSZAHLNN0 1024х600 7 168,5х102 12H LVDS 900 -20…70 Опц.
WF101FSAAPLNN0 1280х800 10,1 230,56х155,01 IPS LVDS 1100 0…50
WF101FSAAPLNT0 1280х800 10,1 230,56х155,01 Н.д. LVDS 750 RTP 0…50
WF101FSAAPLNG0 1280х800 10,1 257,96х168,6 Н.д. LVDS 900 PCAP 0…50
* RTP – резистивный сенсорный экран; PCAP – емкостной сенсорный экран.

Монохромные TFT-дисплеи от Winstar

Для приложений с повышенными требованиями к контрасту компания Winstar разработала серию монохромных TFT-дисплеев. Монохромные TFT являются отличной заменой для обычных ЖК. По уровню контраста они близки к STN ЖК, но имеют более привлекательную стоимость.

Дисплеи этой группы построены на базе ЖК-контроллера ST7511, который поддерживает 3- и 4-проводные последовательные и 8-битные параллельные интерфейсы (8080/6800).

Сейчас данная серия насчитывает пять базовых моделей: WF35N, WF57Sx, WF62A (рисунок 10, таблица 7):

  • с диагоналями 3,5…6,2’’;
  • с разрешением 240х320, 320 x 240, 640х320;
  • с типовой яркостью 500…1000 кд/м2;
  • с опциональным резистивным или емкостным сенсорным экраном;
  • с опциональной крепежной рамкой;
  • с рабочим температурным диапазоном -20…70°C и -30…80°C (WF35NTVAJDNN0).
Рис. 10. Монохромные TFT-дисплеи Winstar

Рис. 10. Монохромные TFT-дисплеи Winstar

Таблица 7. Монохромные TFT Winstar

Наименование Разреше-
ние
Диаго-
наль, ’’
Габариты, мм Угол обзо-
ра
Интер-
фейс
Встроен-
ный контрол-
лер
Плата управ-
ления
Яр-
кость, кд/м2
Рам-
ка
Сенсор-
ный экран*
Траб, °C
WF35NTVAJDNN0 240х320 3,5 62,9х86,54 VA Glass MCU ST7511 500 -30…80
WF57STIACDNN0 320х240 5,7 160х109 12H MCU ST7511 1000 + -20…70
WF57STIACDNT0 320х240 5,7 160х109 12H MCU ST7511 700 + RTP -20…70
WF57STIACDNG0 320х240 5,7 160х109 12H MCU ST7511 800 + PCAP -20…70
WF62ATXGRDNN0 640х320 6,2 170,32х88,3 VA Glass MCU ST7511 600 + -20…70
* RTP – резистивный сенсорный экран; PCAP – емкостной сенсорный экран.

Ультраширокие TFT-дисплеи Winstar

Большинство дисплеев, представленных на рынке, имеет формат 4:3 или 16:9, однако существуют приложения, в которых оптимальной будет более вытянутая форма экрана. Для таких случаев компания Winstar разработала серию ультрашироких дисплеев.

Сейчас в группу входит почти два десятка моделей (таблица 8):

  • с диагоналями 3,9/ 4,6/ 5,2/ 12,3’’;
  • с разрешением 480×128, 800×320, 1920х720;
  • с матрицами TN и IPS;
  • с типовой яркостью 350…1100 кд/м2;
  • с опциональным резистивным или емкостным сенсорным экраном;
  • с опциональной крепежной рамкой;
  • с опциональной поляризационной пленкой O-Film;
  • с рабочим температурным диапазоном -20…70°C и -30…85°C (WF123ASWGYLNG0).

Таблица 8. Характеристики ультрашироких TFT-дисплеев Winstar

Наименование Разреше-
ние
Диаго-
наль, ’’
Габариты, мм Угол обзо-
ра
Интер-
фейс
Встроен-
ный контрол-
лер
Плата управ-
ления
Яр-
кость, кд/м²
Рам-
ка
Сенсор-
ный экран*
Траб, °C O-Film
WF39ATIASDNN0 480х128 3,9 105,5х40,64 12H RGB 500 -20…70
WF39ATIASDNT0 480х128 3,9 105,5х40,64 12H RGB 350 RTP -20…70
WF46ATIATDNNA 800х320 4,6 120,7х56,16 12H RGB 400 -20…70
WF52ATLASDNN0 480х128 5,2 140,4х49,87 6H RGB 500 -20…70
WF52ATLASDNT0 480х128 5,2 140,4х49,87 6H RGB 350 RTP -20…70
WF52ATLASDNG0 480х128 5,2 140,4х49,87 6H RGB 400 PCAP -20…70
WF52ATZASDNN0 480х128 5,2 140,4х49,87 6H RGB 400 -20…70 +
WF52ATZASDNG0 480х128 5,2 140,4х49,87 6H RGB 350 PCAP -20…70 +
WF52ASZASDNN0 480х128 5,2 140,4х49,87 6H RGB 850 -20…70 +
WF52ASZASDNG0 480х128 5,2 140,4х49,87 6H RGB 700 PCAP -20…70 +
WF52ASLASDNN0 480х128 5,2 140,4х49,87 6H RGB 1100 -20…70
WF52ASLASDNG0 480х128 5,2 140,4х49,87 6H RGB 880 PCAP -20…70
WF52QSZBSDBN0 480х128 5,2 180х65 6H 8080, MPU SSD1963 + 850 + -20…70 +
WF52QTLBSDBN0 480х128 5,2 180×65х8,8 6H 8080, MPU SSD1963 + 500 + -20…70
WF52QTLBSDBG0 480х128 5,2 180х65 6H 8080, MPU SSD1963 + 400 + PCAP -20…70
WF52QTZBSDBN0 480х128 5,2 180х65 6H 8080, MPU SSD1963 + 400 + -20…70 +
WF123ASWGYLNG0 1920х720 12,3 313,4х135,86 IPS LVDS 800 + PCAP -30…85
* RTP – резистивный сенсорный экран; PCAP – емкостной сенсорный экран.

За последний год семейство ультрашироких дисплеев Winstar пополнилось тремя новыми базовыми моделями (рисунок 11).

Рис. 11. Новые модели ультрашироких TFT-дисплеев от Winstar

Рис. 11. Новые модели ультрашироких TFT-дисплеев от Winstar

WF39ATIASDNT0 – ультраширокий 3,9-дюймовый дисплей с разрешением 480×128 и RGB-интерфейсом. Данная модель снабжена резистивным сенсорным экраном. Углы обзора составляют 50/70/70/70° (верх/низ/право/лево).

WF52ATLASDNT0 – ультраширокий 5,2-дюймовый TFT-дисплей с резистивным сенсорным экраном и RGB-интерфейсом (24-битным).

WF123ASWGYLNG0 – ультраширокий 12,3-дюймовый дисплей с IPS-матрицей. Дисплей комплектуется емкостным сенсорным экраном (PCAP). Благодаря IPS-матрице угол обзора составляет 85° по всем направлениям. На настоящий момент WF123ASWGYLNG0 имеет наибольшую диагональ (12,3’’) и разрешение (1920х720) среди дисплеев данной группы. Яркость у этой матрицы также на высоте – 800 кд/м2.

Большим достоинством WF123ASWGYLNG0 является широкий диапазон рабочих температур -30…85°C и температур хранения -40…95°C. Это позволяет использовать данную модель в промышленных и автомобильных приложениях.

В номенклатуре компании Winstar есть и другие модели с широким диапазоном температур.

TFT-дисплеи Winstar с расширенным диапазоном температур

Существует множество приложений, работающих как на улице, так и в помещениях, которые требуют расширенного температурного диапазона, в частности – промышленные и автомобильные. Для этих целей компания Winstar предлагает использовать TFT-дисплеи с расширенным температурным диапазоном.

В настоящий момент к данной группе дисплеев относятся десять моделей (таблица 9):

  • с диагоналями 3,5/4,3/5,7/7/8/9/10,2/12,1’’;
  • с разрешением 320х240, 480х272, 640х480, 800х480, 1024х600, 1024х768;
  • с матрицами TN и VA;
  • с типовой яркостью 350…600 кд/м2;
  • с рабочим температурным диапазоном -30…80°C и -30…85°C.

Таблица 9. Характеристики TFT-дисплеев с расширенным температурным диапазоном

Наименование Разреше-
ние
Диаго-
наль, ’’
Габариты, мм Угол обзо-
ра
Интер-
фейс
Встроен-
ный контрол-
лер
Плата управ-
ления
Яр-
кость, кд/м²
Рам-
ка
Сенсор-
ный экран*
Траб, °C O-Film
WF35TTNACDNN0 320х240 3,5 76,9х63,9 12H RGB Опция 420 -30…80
WF43STVAEDNN0 480х272 4,3 105,5х67,2 VA Glass RGB 600 -30…80
WF43TTVAEDNN0 480х272 4,3 106,5х67,2 VA Glass RGB 500 -30…80
WF57RTQACDNN0 320х240 5,7 144х89,4 12H RGB 500 -30…85
WF57RTQAFDNN0 640х480 5,7 144х104,6 6H RGB 500 -30…85
WF70RTIAGDNN0 800х480 7 164,9х100 12H RGB 400 -30…85
WF80BTIAGDNN0 800х480 8 192,8х116,9 12H RGB Опция 450 -30…85
WF90BTWAHLNN0 1024х600 9 211,1х126,5 н.д. LVDS 500 -30…85
WF102ATIAGDNN0 800х480 10,2 235×145,8 12H RGB Опция 350 -30…85
WF121ATIAMLNN0 1024х768 12,1 260,5х204 12H LVDS 600 -30…80
* RTP – резистивный сенсорный экран; PCAP – емкостной сенсорный экран.

В этом году семейство пополнилось еще одним представителем – WF43STVAEDNN0 (рисунок 12).

WF43STVAEDNN0 – 4,3-дюймовый TFT-дисплей с 24-битным RGB-интерфейсом и разрешением 480х272. Этот дисплей имеет рекордную для данной группы яркость 600 кд/м2. WF43STVAEDNN0 также может похвастаться VA-матрицей с углом обзора 80° во всех направлениях и дополнительным антибликовым покрытием. Диапазон рабочих температур составляет -30…80°C, а температура хранения -40…80°C.

Рис. 12. Внешний вид дисплея WF43STVAEDNN0 с широким диапазоном температур

Рис. 12. Внешний вид дисплея WF43STVAEDNN0 с широким диапазоном температур

TFT-дисплеи Winstar с HDMI-интерфейсом

TFT-дисплеи с HDMI-интерфейсом разрабатывались компанией Winstar специально для совместного использования с одноплатными компьютерами Raspberry Pi и другими системами с HDMI.

Сейчас эта группа дисплеев насчитывает пять представителей (таблица 10, рисунок 13) :

  • с диагоналями 5/7/10,1’’;
  • с разрешением 800х480, 1024х600, 1280х800;
  • с матрицами TN и IPS;
  • с типовой яркостью 350…750 кд/м2;
  • с рабочим температурным диапазоном -0…70°C и -20…70°C.
Рис. 13. TFT-дисплеи Winstar с HDMI-интерфейсом

Рис. 13. TFT-дисплеи Winstar с HDMI-интерфейсом

Таблица 10. Характеристики TFT-дисплеев с HDMI-интерфейсом

Наименование Разреше-
ние
Диаго-
наль, ’’
Габариты, мм Угол обзо-
ра
Интер-
фейс
Встроен-
ный контрол-
лер
Плата управ-
ления
Яр-
кость, кд/м²
Рам-
ка
Сенсор-
ный экран*
Траб, °C O-Film
WF50BTIFGDHTX 800х480 5 120,7х75,8 12H HDMI TFP401 есть 350 RTP 0…70
WF50BTIFGDHGX 800х480 5 120,7х75,8 12H HDMI TFP401 есть 350 PCAP 0…70
WF70GTIFGDHTX 800х480 7 165х25,1 12H HDMI TFP401 есть 320 RTP -20…70
WF70BTIFHLHTX 1024х600 7 165х99,8 12H HDMI TFP401 есть 400 RTP -20…70
WF101FSAFPLHTX 1280х800 10,1 230,56х155,01 IPS HDMI TFP401 есть 750 RTP 0…50
* RTP – резистивный сенсорный экран; PCAP – емкостной сенсорный экран.

WF50BTIFGDHGX – 5-дюймовый дисплей с HDMI-интерфейсом, разрешением WVGA 800×480 и сенсорным экраном.

WF50DTYA3MNN0 – 5-дюймовый дисплей с HDMI-интерфейсом и IPS-матрицей. Разрешение экрана составляет 720×1280. Угол обзора для WF50DTYA3MNN0 составляет 80° во всех направлениях.

WF70GTIFGDHTX – 7-дюймовый дисплей с HDMI-интерфейсом и разрешением 800х480.

WF70BTIFHLHTX – 7-дюймовый дисплей с HDMI-интерфейсом и разрешением 1024×600.

WF101FSAFPLHTX – 10,1-дюймовый дисплей с HDMI-интерфейсом и разрешением 1280×800.

Embedded-решения от Winstar

Опыт разработки устройств с графическим интерфейсом показывает, что сам по себе TFT-дисплей является лишь вершиной айсберга. Самые сложные узлы схемы оказываются скрытыми от глаз пользователя: процессор, память, интерфейсная часть, система питания и другие элементы. Именно на их реализацию уходит огромный объем сил и средств.

Компания Winstar предлагает встраиваемую Embedded-платформу, позволяющую получить готовое решение с графическим интерфейсом при минимальных затратах времени (рисунок 14). Основой платформы является материнская плата (МП) WUAAAA120V0000N0NX00, к которой могут подключаться различные дисплеи (таблица 11). Важно, что при смене дисплея переделывать аппаратную часть не придется. Система поддерживает работу с Android 4.2. Аналогичные встраиваемые системы являются основой огромного числа приложений – от информационной панели в автомобиле до пульта оператора в ЧПУ и панели управления в медицинском оборудовании.

Рис. 14. Embedded-платформа производства Winstar

Рис. 14. Embedded-платформа производства Winstar

Таблица 11. Характеристики Embedded-решений от Winstar

Наименование CPU Диаго-
наль, ’’
Питание Интерфейс Сенсорный экран* Описание
WUAAAA120V0000N0NX00 ARM 12 В 6800 Материнская плата (МП)
WUAAAA120V050BTIGX00 ARM 5 12 В RGB PCAP МП + WF50B + PCAP (+ RGB-кабель)
WUAAAA120V050BTITX00 ARM 5 12 В RGB RTP МП + WF50B + RTP (+ RGB + RTP-кабель)
WUAAAA120V070BTIGX00 ARM 7 12 В LVDS PCAP МП + WF70B + PCAP (+ LVDS + PCAP-кабель)
WUAAAA120V070BTITX00 ARM 7 12 В LVDS RTP МП + WF70B + RTP (w/LVDS + RTP-кабель)
WUAAAA120V070GTIGX00 ARM 7 12 В RGB PCAP МП + WF70G + PCAP (+ RGB-кабель)
WUAAAA120V070GTITX00 ARM 7 12 В RGB RTP МП + WF70G + RTP (+ RGB + RTP-кабель)
WUAAAA120V101ATIGX00 ARM 10,1 12 В LVDS PCAP МП + WF101A + PCAP (+ LVDS + PCAP-кабель)
WUAAAA120V101ATITX00 ARM 10,1 12 В LVDS RTP МП + WF101A + RTP (+ LVDS + RTP-кабель)
WUAAAA120V121ATITX00 ARM 12,1 12 В LVDS RTP МП + WF121A + RTP (+ LVDS + RTP-кабель)

Материнская плата WUAAAA120V0000N0NX00 построена на базе двухъядерного процессора iMx6 производства компании NXP (четырехъядерный процессор может устанавливаться по запросу) с рабочей частотой 1 ГГц (таблица 12). На плате размещается значительный объем памяти: до 2 Гбайт DDR3 и 8 Гбайт eMMC NAND Flash.

Таблица 12. Характеристики материнской платы WUAAAA120V0000N0NX00

Характеристика Значение
Процессор Двухъядерный NXP Cortex-A9 1,0 ГГц (опционально четырехъядерный)
Тип ОЗУ DDR3 400 МГц
Объем ОЗУ 1 Гбайт (до 2 Гбайт)
Flash 4 Гбайт(до 8 Гбайт) eMMC NAND Flash для Adventech boot loader
LVDS Двухканальный 24-битный (разрешение 1024х600 или 1024х768)
RGB 18/24-битный ТТЛ с синхронизацией DE+H/V (разрешение 800х480)
Графический движок 3D GPU
Видео кодек MPEG 1/2/4, H.262 Hardware Decoder
Ethernet 10/100/1000
USB 2 x USB 2.0 Host ;1 x USB 2.0 OTG, 2 x штыревых колодки
Аудио Wolfson (выход)
Последовательный порт RS232 (1*DB9); RS485/422/232 (1 штыревая колодка)
SPI 2 (хост, опционально)
IIC 2 (клиент, опционально)
Поддержка сенсорного дисплея 4-проводной резистивный
Порты ввода-вывода 16 выводов 3,3 В ТТЛ
Разъем для SD-карт 1
Напряжение питания 12 В
Потребление 2,5 Вт
Температура -10…60°С/-20…70°С
Габариты 114х95х20 мм

У Embedded-платформы производства Winstar есть множество очевидных достоинств: скорость создания приложений, возможность безболезненной смены дисплея, поддержка Android 4.2 и так далее. Однако у платформы есть и недостатки, которые характерны и для других аналогичных платформ: жестко заданные габариты, ограниченный набор интерфейсов, напряжение питания 12 В (в большинстве промышленных систем используется 24 В). Таким образом получаем привычную картину: если характеристики материнской платы WUAAAA120V0000N0NX00 удовлетворяют заданным требованиям, то платформа будет отличным выбором, если же в ней чего-то не хватает — то следует поискать другое решение, например, одноплатный компьютер.

Если принято решение использовать одноплатный компьютер или модуль собственной разработки — необходимо ознакомится с интерфейсами, которые предлагает Winstar в своих дисплеях.

Заказные TFT-дисплеи Winstar

Компания Winstar производит огромное количество различных TFT-дисплеев, однако может случиться так, что ни один них не подходит для разрабатываемого устройства. В таких случаях существует возможность напрямую обратиться к Winstar с запросом на создание TFT-дисплея с требуемыми параметрами и особенностями.

Для подачи заявки следует перейти на страницу Custom Design сайта компании и задать основные характеристики:

  • тип дисплея. В нашем случае – TFT, но возможна индивидуальная разработка всех типов дисплеев (ЖК-панель, ЖК-модуль, OLED, TFT, Embedded);
  • размер диагонали экрана;
  • разрешение;
  • опции (плата управления, плата питания, сенсорная панель и так далее).

После этого необходимо заполнить данные о себе и отправить заявку.

Интерфейсы и особенности подключения TFT-дисплеев Winstar

В общем случае система с графическим интерфейсом состоит из трех основных функциональных элементов: управляющего микроконтроллера (или процессора), TFT-контроллера, экранной памяти (Frame buffer, GRAM) и самого дисплея с драйвером (рисунок 15).

Рис. 15. Упрощенная структурная схема графической системы

Рис. 15. Упрощенная структурная схема графической системы

Как было неоднократно сказано выше, интерфейс связи с дисплеем определяется типом используемого TFT-контроллера. TFT-контроллер может быть как внешним, так и встроенным в дисплей. И в том, и в другом случае для взаимодействия с ним чаще всего используются интерфейсы MIPI.

MIPI Alliance (Mobile Industry Processor Interface) – глобальная организация, занимающаяся принятием и продвижением интерфейсов для мобильных устройств. Сейчас к услугам разработчиков предлагается несколько типов интерфейсов для дисплеев: MIPI-DBI, MIPI-DPI, MIPI-DSI.

MIPI-DBI (MIPI display bus interface) – стандарт, описывающий группу интерфейсов для дисплеев со встроенным контроллером. Это один из наиболее ранних стандартов, принятых MIPI, который объединяет три типа интерфейсов: Type A, Type B, Type C.

MIPI-DBI Type A основан на спецификации Motorola 6800. Использует 8-/16-битную параллельную шину данных (рисунок 16).

MIPI-DBI Type B основан на спецификации Intel 8080. Использует 8-/16-битную параллельную шину данных (рисунок 16).

Рис. 16. Структура графической системы со встроенным контроллером с MIPI-DBI Type A и Type B

Рис. 16. Структура графической системы со встроенным контроллером с MIPI-DBI Type A и Type B

Интересно, что в современных контроллерах, как правило, есть одновременная поддержка интерфейсов Motorola 6800 и Intel 8080. Ярким примером является контроллеры RA8875 и SSD1963, которые используются в популярных дисплеях Winstar серий Q и P.

MIPI-DBI Type C использует SPI (рисунок 17).

Рис. 17. Структура графической системы со встроенным контроллером с MIPI-DBI Type C

Рис. 17. Структура графической системы со встроенным контроллером с MIPI-DBI Type C

Следует отметить, что интерфейсы MIPI-DBI используются для устройств с небольшим разрешением из-за невысокой пропускной способности. Для дисплеев с большим разрешением применяют интерфейс MIPI-DPI (более известный как RGB-интерфейс).

MIPI-DPI (MIPI display parallel interface) или RGB использует для обмена 16-/18-/24-битную параллельную шину RGB и вспомогательные сигналы синхронизации (HSYNC, VSYNC, EN, LCD_CLK). Это более высокоскоростной и современный интерфейс по сравнению с MIPI-DBI. RGB-интерфейс применяется в дисплеях, у которых нет собственной экранной памяти, а TFT-контроллер является внешним (рисунок 18). В качестве примера можно привести рассмотренные выше дисплеи Winstar: стандартный 3,5-дюймовый дисплей WF35HTLAIDNT0 и 4,3-дюймовый дисплей WF43STVAEDNN0 с расширенным температурным диапазоном.

Рис. 18. Структура графической системы с внешним контроллером с MIPI-DPI

Рис. 18. Структура графической системы с внешним контроллером с MIPI-DPI

RGB-интерфейс используется для дисплеев как с низким, так и с относительно высоким разрешением. Однако для экранов с максимальным разрешением потребуется дифференциальный интерфейс LVDS или MIPI-DSI.

MIPI-DSI (MIPI display serial interface) – интерфейс, созданный для уменьшения числа сигнальных линий при сохранении высокой скорости передачи данных. Использует несколько дифференциальных линий – MIPI_CLK, MIPI_D0, MIPI_D1 (рисунок 19). MIPI-DSI подразумевает наличие встроенного контроллера и графической памяти. В качестве примеров можно привести 5-дюймовый дисплей WF50DTYA3MNN0 и 4-дюймовый дисплей WF40BTYAQMNN0 из группы стандартных дисплеев Winstar.

Рис. 19. Структура графической системы с MIPI-DSI

Рис. 19. Структура графической системы с MIPI-DSI

LVDS-интерфейс предназначен для дисплеев с максимальным разрешением без встроенного TFT-контроллера и экранной памяти. LVDS использует четыре дифференциальных линии: линии данных RX0+/-, RX1+/-, RX2+/-, RX3+/- и линию тактирования RXC+/- (рисунок 20). В качестве примера можно привести 10,1-дюймовый дисплей WF101GTAAPLNG0 и 7,0-дюймовый дисплей WF70WTYAULNN0. При этом WF101GTAAPLNG0 имеет вспомогательный интерфейс I²C для конфигурации дисплея.

Рис. 20. Структура графической системы с внешним контроллером и LVDS-интерфейсом

Рис. 20. Структура графической системы с внешним контроллером и LVDS-интерфейсом

Возможности использования дисплеев Winstar совместно с микроконтроллерами STM32

На современном рынке микроконтроллеров своей обширной номенклатурой и рядом семейств с широкими графическими возможностями выделяются продукты компании STMicroelectronics. Благодаря наличию в своем составе современной производительной периферии контроллеры STM32 могут использоваться совместно с практически всеми рассмотренными выше типами TFT-дисплеев.

В зависимости от бюджета проекта, уровня энергопотребления и необходимой сложности отображаемой графики компания ST предлагает целый спектр семейств микроконтроллеров: от малопотребляющих L0 до производительных F4/F7,H7 (таблица 13). Если младшие семейства STM32L0 и STM32F0 могут работать только с SPI-дисплеями c малыми разрешениями, то старшие семейства со встроенным TFT-контроллером, ускорителем графики Chrome-Art, поддержкой DSI и RGB-интерфейсов позволяют создавать графические системы с разрешениями вплоть до 1280×720.

Таблица 13. Поддержка стандартных дисплеев микроконтроллерами STM32

Наименование Интерфейсы дисплеев Winstar
SPI Motorola 6800 Intel 8080 RGB MIPI-DSI LVDS
STM32F0 +
STM32L0 +
STM32L1 + + +
STM32F1 + + +
STM32F2 + + +
STM32L4 + + +
STM32L4+ + + +
STM32F3 + + +
STM32F4 + + + + +
STM32F7 + + + + +
STM32H7 + + + + +

В следующей статье мы планируем подробно коснуться темы совместного использования доступных линеек контроллеров ST для построения графических устройств, глубже рассмотреть различные варианты подключения и дать рекомендации разработчикам по выбору дисплеев.

Заключение

Winstar сохраняет лидирующие позиции на рынке. Компания выпускает широкий спектр различных дисплеев: от TFT IPS до OLED и монохромных ЖК.

В настоящий момент номенклатура TFT-дисплеев Winstar включает более 160 базовых моделей и постоянно расширяется, среди них есть стандартные TFT, Q-TFT и P-TFT со встроенной платой управления, интеллектуальные дисплеи M-TFT (Clever System), TFT с повышенной яркостью, монохромные TFT, ультраширокие TFT, TFT с расширенным температурным диапазоном, TFT с HDMI-интерфейсом, встраиваемые системы (Embedded).

Благодаря такому многообразию разработчики могут подобрать оптимальный TFT-дисплей практически для любого приложения.

Литература

  1. Application note LCD-TFT display controller (LTDC) on STM32 MCUs. Rev 2. ST Microelectronics, 2017;.

Наши информационные каналы

О компании Winstar Display

Компания Winstar Display Co., Ltd, начала производить высококачественные индустриальные дисплеи с момента своего основания в 1998г. В компании открываются дополнительные производственные мощности, идет постоянное развитие бизнес-стратегии, создаются и внедряются новые технологии. При этом компания нацелена на поддержание высокого качества выпускаемой продукции, снижение затрат на производство, эффективное сервисное обслуживание заказчиков. Компания Winstar является инновационным лидером в своей ...читать далее