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RAiO
RA8870
文字 / 圖形
TFT LCD 控制器
基本規格書
Version 1.1
February 7, 2013
RAiO Technology Inc.
©Copyright RAiO Technology Inc, 2010, 2011, 2012, 2013
RAiO TECHNOLOGY INC.
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RA8870
文字 / 圖形 TFT LCD 控制器
Version 1.1 Brief Specification
1. 簡 介
RA8870 是一個文字與繪圖模式的液晶顯示(TFT-LCD)控制器,可結合文字或 2D 圖形應用,支援最大
到 640*480 點解析度的中小尺寸數位或類比 TFT 面板。RA8870 內建記憶體能支援 65K 色的 320*240 單
圖層顯示;4K 色的 320*240 雙圖層顯示;或者是 4K 色的 320*480、640*240 的單圖層顯示,若外接記憶
體最高可支援到 65K 色的 640*480 單圖層顯示。
RA8870 內建 CGROM 能顯示國際標準的 ISO 8859-1/2/3/4 字型,包含 256*4 個可顯示大部份使用於英語
系和歐洲國家的半型字字母及符號。在圖形的使用上,RA8870 支援一 2D 的 BTE 引擎(Block Transfer
Engine),此 BTE 相容於一般通用的 2D BitBLT 的功能,可用於處理大量圖形資料轉換。同時 RA8870 也
內建幾何圖形加速引擎(Geometric Speed-up Engine)
,提供使用者可以透過簡單的設定輕鬆的畫出直線、
矩形和圓形的幾何圖形形狀。除此之外,RA8870 還包括一些強大的圖形處理功能,如畫面旋轉功能、捲
動功能、圖形 Pattern、雙層混合顯示和文字放大等等,這些功能將可節省使用者在中小尺寸 TFT 面板應
用的開發時間,並且提昇 MCU 軟體的執行效率。
RA8870 提供低成本的 8-bit 或 16-bit 8080 / 6800 MCU 界面,還有一 10-bit 的 4 線或 5 線式觸控面板控制
器,另外 2 組的脈寬調變(PWM)可用於調整面板背光或其他應用。相對於其它的解決方案,RA8870 是
一個功能強大和廉價的彩色 TFT 控制器,可以讓以往單色 STN 面板的應用順利、快速、輕易的轉成 TFT
面板的應用,解決設計者在軟硬體開發上的疑慮,同時達成低成本、高效能的系統方案。
2. 特 性
‹ 支援文字和繪圖兩種混和顯示模式
‹ 支援水平和垂直區域捲動
‹ 時脈(Clock)來源: 外部晶振配合內部 PLL
‹ 內建 2D Block Transfer Engine(BTE)功能
‹ 色彩深度: 256/4K/65K 色
‹ 內建幾何圖形加速繪圖引擎
‹ 支援 MCU 界面: 8-bit 或 16-bit 資料匯流排的
‹ 提供文字游標功能
‹ 提供 32*32 pixel 的圖形游標功能
8080/6800 系列
‹ 內建 DDRAM 記憶體: 230KB
‹ 支援 TFT 面板大小:
‹ 內建 10KB 字型 ROM(8*16 dots)及支援標
雙圖層:最大 320*240 點解析度(使用內建
準 ISO8859-1/2/3/4
記憶體)
‹ 支援 GB-2312 及 BIG-5 編碼的外部 16*16
單圖層:最大 640*480 點解析度
‹ 支援 256 個使用者自訂 8*16 字元符號
dots 字型 ROM
‹ 外部 DDRAM 最大可支援到 512KB*16
‹ 支援 32 個使用者自建 8*8 pixel 圖形 Pattern
‹ 支援 1 倍到 4 倍字型放大(垂直和水平)
‹ 內建 2 組脈波寬度調變(PWM)提供 LCD 背
‹ 支援 8/12/16-bit Generic RGB TFT 界面或類
光的調節或其他用途
‹ 內建 4 或 5 線電阻式觸控面板控制器
比 TFT 面板界面。
‹ 內建 TCON 可支援大部分類比面板
‹ 提供 6 個 GPIO(GPIO0~5)
‹ 支援 90 度、180 度、270 度文字旋轉顯示功能
‹ 電源操作範圍: 3.0V~3.6V
‹ 文字垂直旋轉模式功能
‹ 封裝: TQFP-128pin.
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3. 系 統 方 塊 圖
DB[15:0]
RD# / EN
WR# / RW#
CS#
RS
C86
WAIT#
INT#
CGROM
MPU I/F
Block
Register Block
Internal
DPRAM
TCON
VA[18:0]
MD[15:0]
RAM_CS#
RAM_WR#
RAM_OE#
ROM_CS#
External
SRAM
/ROM
Control
OSC/
PLL
XI
XO
Geometric
Speed-up
Engine
Font
Engine
Analog RGB
TFT Interface
2D-BTE
Engine
Pattern/
Cursor
DAC
Scroll
Engine
Power
Control
ADC
RST#
Reset
Debounce
TEST[2:0]
Test
PDAT[15:0]
HSYNC / CPH1
VSYNC / CPH2
PCLK / CPH3
DE / CKV
GPIO/
Analog TFT
POR
4/5 wires
Touch Panel
Controller
PWM
VR
VG
VB
VRH
VRIN
GPIO0 / STH
GPIO1 / STV
GPIO2 / OEH
GPIO3 / OEV
GPIO4 / Q1H_CTR
GPIO5 / COM
PWM1
PWM2
SENSE
LL / XP
LR / XN
UL / YP
UR/ YN
圖 3-1 : 內部方塊圖
8/16 bits
8080/6800 MPU
External Font ROM
(Option)
TFT Driver
Booster
(Back-light Adj.)
RA8870
TFT Panel
4/5 Wire
Touch Panel
External Display RAM
(Option)
Crystal
圖 3-2 : 系統方塊圖
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4. 腳 位 定 義
4-1 MCU 界 面
接 腳 名 稱
DB[15:0]
I/O
Pin#
IO
109,
110,
114~
127
腳 位 說 明
資料匯流排(Data Bus)
負責 RA8870 及微處理器(MCU)之間的資料傳送與接收。
當於使用 8-bit 資料匯流排模式下,DB[15:8] 當保持接下拉/上拉電阻
至 GND 或 VDD。
致能 / 讀取控制訊號(Enable / Read Enable)
RD# / EN
I
104
當 MCU 為 8080 系列時,此腳為資料讀取訊號(RD#),於低電位動
作。
當 MCU 為 6800 系列時,此腳為致能訊號(EN),於高電位動作。
寫入 / 讀-寫控制訊號(Write / Read-Write)
當 MCU 為 8080 系列時,此腳為資料寫入訊號(WR#),於低電位動
WR# / RW#
I
105
作。
當 MCU 為 6800 系列時,此腳為資料讀取 / 寫入訊號(RW#),於高
電位時表示讀取動作,於低電位時表示寫入動作。
CS#
I
106
晶片選取控制訊號(Chip Select Input)
Low 動作的晶片選取輸入。
指令 / 資料選擇控制訊號(Command / Data Select Input)
此腳位用於區別是進行指令週期或資料週期。當 RS = 0 時,RA8870 為
資料讀取或寫入週期。當 RS = 1 時,RA8870 為狀態(Status)讀取或
指令寫入週期,當於 8080 介面時,通常此腳位和微處理器的 A0 相接。
RS
I
107
存 取 週 期
RS
WR#
0
0
資料寫入(Data Write)
0
1
資料讀取(Data Read)
1
0
指令寫入(CMD Write)
1
1
狀態讀取(Status Read)
MCU 界面選擇
C86
I
108
0 : Intel 8080 系列 MCU 介面。
1 : Motorola 6800 系列 MCU 介面。
INT#
O
11
中斷訊號(Interrupt Signal Output)
用以發出 RA8870 內部的中斷狀況給 MCU。
等待訊號(Wait Signal Output)
WAIT#
O
10
用以反應 RA8870 內部的執行使用狀況。當 WAIT# 為 Low 時表示
RA8870 正處於忙碌狀態,無法接受來自 MCU 指令。把此腳位接到 I/O
腳位時,它能被使用於輪詢機制(Polling)來監控內部的狀況。
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4-2 LCD 面 板 界 面
接 腳 名 稱
I/O
腳 位 說 明
Pin#
LCD 面板資料匯流排
PDAT[15:0]
O 78~93 資料匯流排輸出端接到 TFT LCD 面板的 Driver IC。使用者必須將這些
資料匯流排接到對應的 TFT LCD 面板的相對信號。
HSYNC Pulse / CPH1
HSYNC / CPH1
O
74
當使用 Generic TFT(數位 TFT 面板)時,此接腳定義為 HSYNC。
當使用類比 TFT 時,此接腳定義為 CPH1。
VSYNC Pulse / CPH2
VSYNC / CPH2
O
75
當使用 Generic TFT 時,此接腳定義為 VSYNC。
當使用類比 TFT 時,此接腳定義為 CPH2。
Pixel Clock / CPH3
PCLK / CPH3
O
76
當使用 Generic TFT 時,此接腳定義為 PCLK。
當使用類比 TFT 時,此接腳定義為 CPH3。
Data Enable / CKV
DE / CKV
O
77
當使用 Generic TFT 時,此接腳定義為 DE。
當使用類比 TFT 時,此接腳定義為 CKV。
通用 GPIO 信號 0 / STH
GPIO0 / STH
IO
58
當使用 Generic TFT 時,此接腳定義為一通用 GPIO 信號(GPIO_0),
使用者可由暫存器設定之。
當使用類比 TFT 時,此接腳定義為 STH。
通用 GPIO 信號 1 / STV
GPIO1 / STV
IO
59
當使用 Generic TFT 時,此接腳定義為一通用 GPIO 信號(GPIO_1)。
當使用類比 TFT 時,此接腳定義為 STV。
通用 GPIO 信號 2 / OEH
GPIO2 / OEH
IO
60
當使用 Generic TFT 時,此接腳定義為一通用 GPIO 信號(GPIO_2)。
當使用類比 TFT 時,此接腳定義為 OEH。
通用 GPIO 信號 3 / OEV
GPIO3 / OEV
IO
61
當使用 Generic TFT 時,此接腳定義為一通用 GPIO 信號(GPIO_3)。
當使用類比 TFT 時,此接腳定義為 OEV。
通用 GPIO 信號 4 / Q1H_CTR
GPIO4 /
Q1H_CTR
IO
62
當使用 Generic TFT 時,此接腳定義為一通用 GPIO 信號(GPIO_4)。
當使用類比 TFT 時,此接腳定義為 Q1H_CTR,用來控制 Q1H。
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接 腳 名 稱
I/O
腳 位 說 明
Pin#
通用 GPIO 信號 5 / COM
GPIO5 / COM
IO
63
當使用 Generic TFT 時,此接腳定義為一通用 GPIO 信號(GPIO_5)
。
當使用類比 TFT 時,此接腳定義為 COM,用來控制 VCOM。
VR
O
VG
O
VB
O
69
類比 Red 輸出
此信號接到類比 TFT 面板的驅動器 Red Data 輸入端。
68
類比 Green 輸出
此信號接到類比 TFT 面板的驅動器 Green Data 輸入端。
67
類比 Blue 輸出
此信號接到類比 TFT 面板的驅動器 Blue Data 輸入端。
4-3 觸 控 界 面 與 脈 寬 調 變 界 面
接 腳 名 稱
I/O
腳 位 說 明
Pin#
觸控面板控制訊號
UR / YN
A
102
當使用 5 線式觸控面板,此接腳定義為 UR 輸出信號。
當使用 4 線式觸控面板,此接腳定義為 YN 信號。
觸控面板控制訊號
當使用 5 線式觸控面板,此接腳定義為 UL 輸出信號。
UL / YP
A
101
當使用 4 線式觸控面板,此接腳定義為 YP 信號。
當使用觸控掃瞄功能時,請在此腳位外接 100Kohm pull-up 電阻。
觸控面板控制訊號
LR / XN
A
99
當使用 5 線式觸控面板,此接腳定義為 LR 輸出信號。
當使用 4 線式觸控面板,此接腳定義為 XN 信號。
觸控面板控制訊號
LL / XP
A
103
當使用 5 線式觸控面板,此接腳定義為 LL 輸出信號。
當使用 4 線式觸控面板,此接腳定義為 XP 信號。
5 線式觸控面板 SENSE 信號
SENSE
A
100
當使用 5 線式觸控面板,此接腳定義為 SENSE 輸入信號。
當使用 4 線式觸控面板,此接腳保持浮接。
PWM1
PWM2
O
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7,
8
PWM 輸出
PWM 輸出,可由暫存器進行程式化輸出。
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4-4 外 部 記 憶 體 界 面
接 腳 名 稱
I/O
腳 位 說 明
Pin#
外部 RAM / ROM 地址匯流排(Address Bus)
VA[18:0]
O
32~42, 當使用外部 Font ROM,VA[18:0] 接到此 Font ROM 的地址匯流排。
46~53 當使用外部 Display RAM,VA[18:0] 接到此 SRAM 的地址匯流排。
當使用內部 Display RAM 且不使用外部 Font ROM, VA[18:0] 請保持
浮接。
外部 RAM / ROM 資料匯流排(Data Bus)
當使用外部 Font ROM,MD[7:0] 為輸入信號,MD[15:8] 不被使用。
MD[15:0]
IO 16~31 當使用外部 DDRAM,MD[15:0] 接到 RAM 的資料匯流排。
當使用內部 Display RAM 且不使用外部 Font ROM,MD[15:0] 建議接
到 VDD 以避免 IO 耗電。
RAM_OE#
O
56
RAM_WR#
O
55
RAM_CS#
O
54
ROM_CS#
O
57
I/O
Pin#
RAM 輸出致能信號
接到外部 DDRAM 的 Data Output Enable 信號。
RAM 寫入致能信號
接到外部 DDRAM 的 Write 信號。
RAM 晶片選擇信號(Chip Select)
接到外部 DDRAM 的 Chip Select 信號。
ROM 晶片選擇信號
接到外部 Font ROM 的 Chip Select 信號。
4-5 時 脈 與 電 源
接 腳 名 稱
腳 位 說 明
Crystal 輸入腳位
I
XI
2
此為晶體振盪器的輸入端,用來提供內部 PLL 的振盪來源,以便產生
RA8870 的內部時脈(Clock)信號。
XO
O
3
Crystal 輸出腳位
此為晶體振盪器的輸出端。
重置訊號(Reset Signal Input)
I
RST#
12
此腳位為 RA8870 低電位硬體重置輸入訊號。為了提高抗雜訊的能
力,此腳位為 Schmitt-Trigger 輸入,當所給的電源準位變低時,能確
保此腳位不會被觸發。
I
TEST[2:0]
13~15
測試模式輸入訊號(Test Mode Input)
此腳位為測試訊號,必須保持接地(GND)
。
DAC 參考電壓輸入
VRIN
A
65
此腳為一參考電壓的穩壓輸入,用來產生 VRH 信號。實際應用外接
0.1uF 的電容到地即可。
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DAC 參考電壓輸出
VRH
A
64
此腳為內部 DAC 的參考電壓輸出。實際應用外接 0.2uF 的電容到地即
可。
ADC 參考電壓
ADC_VREF
A
98
ADC 的輸入參考電壓,可以選擇內部產生,或是由外部輸入。此接腳
必須接一 1~10uF 電容到地(GND)以提升 ADC 轉換的穩定度。
VDD
P
6,
45,
113
I/O 的 VDD 電源信號
VDD 為 3.3V 輸入。
LDO VDD
LDO_VDD
P
1,
72,
內部 LDO(Low Dropout Regulator)的電源(3.3V)輸入,用以產生
1.8V 電源輸出。
71,
LDO GND
128
LDO 的接地線。
LDO_GND
P
LDO_OUT
P
73
LDO_CAP
P
4
LDO 電壓輸出
LDO 1.8V 電源輸出,於靠近輸出端處接一電容到地以提升濾波效果。
LDO 的濾波電容接點
必須接一 1uF 以上的濾波電容到地以減少雜訊干擾。
內部核心電路的 VDD 電源
CORE_VDD
P
43,
112
內部核心電路的 VDD 電源為 1.8V,請接到 LDO_OUT,並於靠近輸
入端處接一 1uF 以上的濾波電容到地以減少雜訊干擾。
95,
ADC VDD
96
內部 ADC 電源(3.3V)輸入。請將此信號接至 3.3V。
ADC_VDD
P
ADC_GND
P
97
DAC_VDD
P
66
DAC_GND
P
70
P
5,
9,
44,
94,
111
ADC GND
內部 ADC 的接地線。請將此信號接地。
DAC VDD
內部 DAC 電源(3.3V)輸入。請將此信號接至 3.3V。
DAC GND
GND
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內部 DAC 的接地線。請將此信號接地。
GND
內部核心電路及 IO 的接地線。
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ADC_VDD
ADC_VDD
GND
PDAT15
PDAT14
PDAT13
PDAT12
PDAT11
PDAT10
PDAT9
PDAT8
PDAT7
PDAT6
PDAT5
PDAT4
PDAT3
PDAT2
PDAT1
PDAT0
DE
PCLK
VSYNC
HSYNC
LDO_OUT
LDO_VDD
LDO_GND
DAC_GND
VR
VG
VB
DAC_VDD
VRIN
5. 產 品 封 裝
90
95
80
85
75
70
65
100
60
TM
105
RAiO
110
55
50
RA8870L4N
115
45
120
40
125
35
○
5
10
15
20
25
30
VRH
GPIO5
GPIO4
GPIO3
GPIO2
GPIO1
GPIO0
ROM_CS#
RAM_OE#
RAM_WR#
RAM_CS#
VA18
VA17
VA16
VA15
VA14
VA13
VA12
VA11
VDD
GND
CORE_VDD
VA10
VA9
VA8
VA7
VA6
VA5
VA4
VA3
VA2
VA1
LDO_VDD
XI
XO
LDO_CAP
GND
VDD
PWM1
PWM2
GND
WAIT#
INT#
RST#
TEST0
TEST1
TEST2
MD0
MD1
MD2
MD3
MD4
MD5
MD6
MD7
MD8
MD9
MD10
MD11
MD12
MD13
MD14
MD15
VA0
ADC_GND
ADC_VREF
LR
SENSE
UL
UR
LL
RD#
WR#
CS#
RS
C86
DB0
DB1
GND
CORE_VDD
VDD
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7
DB8
DB9
DB10
DB11
DB12
DB13
DB14
DB15
LDO_GND
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