Перейти к содержанию

Частота кадров (частота обновления) дисплея

У дисплея с собственным контроллером две разные «частоты кадров». Одна — сколько раз в секунду контроллер обновляет стекло из своей памяти, она задаётся регистром и не зависит от программы. Другая — сколько раз в секунду программа успевает перерисовать картинку. Путать их — частая ошибка.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Частота кадров (frame rate, refresh rate) дисплея с собственным контроллером — сколько раз в секунду контроллер перерисовывает панель из своей памяти. Её задаёт генератор и регистры контроллера, и она не зависит от того, как часто программа меняет изображение.

Формула ILI9341

Для TFT-контроллера ILI9341 даташит даёт:

fкадр=foscNтакт⋅kдел⋅(Nстрок+VBP+VFP)f_\text{кадр} = \frac{f_\text{osc}}{N_\text{такт} \cdot k_\text{дел} \cdot (N_\text{строк} + VBP + VFP)}

Число тактов на строку задаёт параметр RTNA команды B1h, коэффициент деления — DIVA, VBP и VFP — служебные строки до и после видимых. По умолчанию RTNA = 11011, это 70 Гц; таблица даташита охватывает диапазон от 61 до 119 Гц. Для RGB-интерфейса, где развёртку задаёт сам микроконтроллер, ILI9341 приводит пример: 70 Гц × 324 строки × 280 тактов ≈ 6,35 МГц тактовой частоты пикселей.

У знакового HD44780 кадровая частота зависит от duty: при генераторе 270 кГц и 1/16 duty кадр длится 11,9 мс, частота 84,3 Гц.

Сколько кадров успевает программа

Обновить картинку — значит передать её в память контроллера. Полный кадр 240 × 320 в 16-битном цвете — 1 228 800 бит. По даташиту ILI9341 цикл записи по SPI не короче 100 нс, то есть до 10 Мбит/с, и полный кадр займёт около 123 мс — не больше 8 кадров в секунду, хотя панель обновляется 70 раз. Поэтому для анимации перерисовывают только изменившееся окно или переходят на параллельный интерфейс. Как устроен обмен по SPI и сколько длится передача — в инструменте «Кадр SPI».

Разрывы изображения

Если программа пишет в память в тот момент, когда контроллер читает её на панель, верх кадра показывает новое изображение, а низ — старое. Синхронизацию с развёрткой даёт сигнал Tearing Effect.

Частые вопросы

Почему дисплей на ILI9341 по SPI показывает всего несколько кадров в секунду?

Панель контроллер обновляет 70 раз в секунду, но новую картинку надо передать в его память. Полный кадр 240 × 320 по 16 бит — это 1 228 800 бит. При минимальном цикле записи SPI 100 нс по даташиту ILI9341 передача занимает около 123 мс, то есть не больше 8 полных кадров в секунду. Помогает перерисовка только изменившегося окна.

Можно ли менять частоту кадров ILI9341?

Да, командой B1h: параметр RTNA задаёт число тактов на строку, а DIVA — делитель. По таблице даташита частота меняется от 61 до 119 Гц, по умолчанию 70 Гц. Для частичного режима и режима 8 цветов есть отдельные команды B3h и B2h.

Зачем знать частоту кадров знакового ЖКИ?

Она пропорциональна частоте генератора контроллера, которую у HD44780U задаёт внешний резистор встроенного генератора. По даташиту при 270 кГц и 1/16 duty кадр длится 11,9 мс, это 84,3 Гц. Если генератор уходит от номинала, вместе с кадровой частотой меняются и времена выполнения команд, которые даташит тоже приводит для 270 кГц.

Источники

  1. Ilitek. ILI9341 a-Si TFT LCD Single Chip Driver 240RGBx320 Resolution and 262K color, Specification V1.10 (ILI9341_DS_V1.10) — разд. 8.3.2, команда B1h FRMCTR1: частота кадров = fosc / (тактов на строку × коэффициент деления × (строк + VBP + VFP)); RTNA задаёт такты на строку, по умолчанию 11011 — 70 Гц, диапазон таблицы от 61 до 119 Гц; пример для RGB-интерфейса: 70 Гц × (2 + 320 + 2) строки × (10 + 20 + 240 + 10) тактов = 6,35 МГц; разд. 18.3.4: цикл записи по 4-проводному SPI twc не короче 100 нс
  2. Hitachi. HD44780U (LCD-II) Dot Matrix Liquid Crystal Display Controller/Driver, ADE-207-272(Z), Rev. 0.0, 1999 — рис. 22: при частоте генератора 270 кГц (такт 3,7 мкс) кадр при 1/8 duty — 3,7 мкс × 400 × 8 = 11,9 мс (84,3 Гц), при 1/11 — 16,3 мс (61,4 Гц), при 1/16 — 3,7 мкс × 200 × 16 = 11,9 мс (84,3 Гц)

Нашли ошибку?

Смотрите также