RAiO RA8870 文字 / 图形 TFT LCD 控制器 基本规格书 Version 1.1 February 7, 2013 RAiO Technology Inc. ©Copyright RAiO Technology Inc, 2010, 2011, 2012, 2013 RAiO TECHNOLOGY INC. 1/9 www.raio.com.tw RA8870 文字 / 图形 TFT LCD 控制器 Version 1.1 Brief Specification 1. 简 介 RA8870 是一个文字与绘图模式的液晶显示（TFT-LCD）控制器，可结合文字或 2D 图形应用，支持最大 到 640*480 点分辨率的中小尺寸数字或模拟 TFT 屏。RA8870 内建内存能支持 65K 色的 320*240 单图层 显示；4K 色的 320*240 双图层显示；或者是 4K 色的 320*480、640*240 的单图层显示，若外接内存最高 可支持到 65K 色的 640*480 单图层显示。 RA8870 内建 CGROM 能显示国际标准的 ISO 8859-1/2/3/4 字型，包含 256*4 个可显示大部份使用于英语 系和欧洲国家的半型字字母及符号。在图形的使用上，RA8870 支援一 2D 的 BTE 引擎（Block Transfer Engine），此 BTE 兼容于一般通用的 2D BitBLT 的功能，可用于处理大量图形数据转换。同时 RA8870 也 内建几何图形加速引擎（Geometric Speed-up Engine），提供用户可以透过简单的设定轻松的画出直线、 矩形和圆形的几何图形形状。除此之外，RA8870 还包括一些强大的图形处理功能，如画面旋转功能、卷 动功能、图形 Pattern、双层混合显示和文字放大等等，这些功能将可节省用户在中小尺寸 TFT 屏应用的 开发时间，并且提升 MCU 软件的执行效率。 RA8870 提供低成本的 8-bit 或 16-bit 8080 / 6800 MCU 界面，还有一 10-bit 的 4 线或 5 线式触摸屏控制器， 另外 2 组的脉宽调制（PWM）可用于调整 TFT 屏背光或其它应用。相对于其它的解决方案，RA8870 是 一个功能强大和廉价的彩色 TFT 控制器，可以让以往单色 STN 屏的应用顺利、快速、轻易的转成 TFT 屏 的应用，解决设计者在软硬件开发上的疑虑，同时达成低成本、高效能的系统方案。 2. 特 性 支持文字和绘图两种混和显示模式 支持水平和垂直区域卷动 时钟（Clock）来源: 外部晶振配合内部 PLL 内建 2D Block Transfer Engine（BTE）功能 色彩深度: 256/4K/65K 色 内建几何图形加速绘图引擎 支援 MCU 界面: 8-bit 或 16-bit 数据总线的 提供文字光标功能 提供 32*32 pixel 的图形光标功能 8080/6800 系列 内建 DDRAM 内存: 230KB 支援 TFT 屏大小: 内建 10KB 字型 ROM（8*16 dots）及支持标 双图层：最大 320*240 点分辨率（使用内建 准 ISO8859-1/2/3/4 内存） 支持 GB-2312 及 BIG-5 编码的外部 16*16 单图层：最大 640*480 点分辨率 支持 256 个用户自订 8*16 字符符号 dots 字型 ROM 外部 DDRAM 最大可支持到 512KB*16 支持 32 个用户自建 8*8 pixel 图形 Pattern 支持 1 倍到 4 倍字型放大（垂直和水平） 内建 2 组脉冲宽度调制（PWM）提供 LCD 背 支持 8/12/16-bit Generic RGB TFT 界面或模 光的调节或其它用途 内建 4 或 5 线电阻式触摸屏控制器 拟 TFT 屏界面。 内建 TCON 可支持大部分模拟屏 提供 6 个 GPIO（GPIO0~5） 支持 90 度、180 度、270 度文字旋转显示功能 电源操作范围: 3.0V~3.6V 文字垂直旋转模式功能 封装: TQFP-128pin. RAiO TECHNOLOGY INC. 2/9 www.raio.com.tw RA8870 文字 / 图形 TFT LCD 控制器 Version 1.1 Brief Specification 3. 系 统 方 块 图 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 图 3-1 : 内部方块图 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 图 3-2 : 系统方块图 RAiO TECHNOLOGY INC. 3/9 www.raio.com.tw RA8870 文字 / 图形 TFT LCD 控制器 Version 1.1 Brief Specification 4. 管 脚 定 义 4-1 MCU界 面 管 脚 名 称 DB[15:0] I/O Pin# IO 109, 110, 114~ 127 管 脚 说 明 数据总线（Data Bus） 负责 RA8870 及微处理器（MCU）之间的数据传送与接收。 当于使用 8-bit 数据总线模式下，DB[15:8] 当保持当保持接下拉/上拉 电阻到 GND 或 VDD。 致能 / 读取控制信号（Enable / Read Enable） RD# / EN I 104 当 MCU 为 8080 系列时，此脚为数据读取信号（RD#），于低电位动 作。 当 MCU 为 6800 系列时，此脚为致能信号（EN），于高电位动作。 写入 / 读-写控制信号（Write / Read-Write） 当 MCU 为 8080 系列时，此脚为数据写入信号（WR#），于低电位动 WR# / RW# I 105 作。 当 MCU 为 6800 系列时，此脚为数据读取 / 写入信号（RW#），于高 电位时表示读取动作，于低电位时表示写入动作。 CS# I 106 芯片选取控制信号（Chip Select Input） Low 动作的芯片选取输入。 指令 / 数据选择控制信号（Command / Data Select Input） 此管脚用于区别是进行指令周期或数据周期。当 RS = 0 时，RA8870 为 数据读取或写入周期。当 RS = 1 时，RA8870 为状态（Status）读取或 指令写入周期，当于 8080 接口时，通常此管脚和微处理器的 A0 相接。 RS I 107 存 取 周 期 RS WR# 0 0 数据写入（Data Write） 0 1 数据读取（Data Read） 1 0 指令写入（CMD Write） 1 1 状态读取（Status Read） MCU 界面选择 C86 I 108 0 : Intel 8080 系列 MCU 接口。 1 : Motorola 6800 系列 MCU 接口。 INT# O 11 中断信号（Interrupt Signal Output） 用以发出 RA8870 内部的中断状况给 MCU。 等待信号（Wait Signal Output） WAIT# O 10 用以反应 RA8870 内部的执行使用状况。当 WAIT# 为 Low 时表示 RA8870 正处于忙碌状态，无法接受来自 MCU 指令。把此管脚接到 I/O 管脚时，它能被使用于轮询机制（Polling）来监控内部的状况。 RAiO TECHNOLOGY INC. 4/9 www.raio.com.tw RA8870 文字 / 图形 TFT LCD 控制器 Version 1.1 Brief Specification 4-2 LCD屏 界 面 管 脚 名 称 I/O 管 脚 说 明 Pin# LCD 屏数据总线 PDAT[15:0] O 78~93 数据总线输出端接到 TFT LCD 屏的 Driver IC。用户必须将这些数据总 线接到对应的 TFT LCD 屏的相对信号。 HSYNC Pulse / CPH1 HSYNC / CPH1 O 74 当使用 Generic TFT（数字 TFT 屏）时，此管脚定义为 HSYNC。 当使用模拟 TFT 时，此管脚定义为 CPH1。 VSYNC Pulse / CPH2 VSYNC / CPH2 O 75 当使用 Generic TFT 时，此管脚定义为 VSYNC。 当使用模拟 TFT 时，此管脚定义为 CPH2。 Pixel Clock / CPH3 PCLK / CPH3 O 76 当使用 Generic TFT 时，此管脚定义为 PCLK。 当使用模拟 TFT 时，此管脚定义为 CPH3。 Data Enable / CKV DE / CKV O 77 当使用 Generic TFT 时，此管脚定义为 DE。 当使用模拟 TFT 时，此管脚定义为 CKV。 通用 GPIO 信号 0 / STH GPIO0 / STH IO 58 当使用 Generic TFT 时，此管脚定义为一通用 GPIO 信号（GPIO_0） ， 用户可由寄存器设定之。 当使用模拟 TFT 时，此管脚定义为 STH。 通用 GPIO 信号 1 / STV GPIO1 / STV IO 59 当使用 Generic TFT 时，此管脚定义为一通用 GPIO 信号（GPIO_1） 。 当使用模拟 TFT 时，此管脚定义为 STV。 通用 GPIO 信号 2 / OEH GPIO2 / OEH IO 60 当使用 Generic TFT 时，此管脚定义为一通用 GPIO 信号（GPIO_2） 。 当使用模拟 TFT 时，此管脚定义为 OEH。 通用 GPIO 信号 3 / OEV GPIO3 / OEV IO 61 当使用 Generic TFT 时，此管脚定义为一通用 GPIO 信号（GPIO_3） 。 当使用模拟 TFT 时，此管脚定义为 OEV。 通用 GPIO 信号 4 / Q1H_CTR GPIO4 / Q1H_CTR IO 62 当使用 Generic TFT 时，此管脚定义为一通用 GPIO 信号（GPIO_4） 。 当使用模拟 TFT 时，此管脚定义为 Q1H_CTR，用来控制 Q1H。 RAiO TECHNOLOGY INC. 5/9 www.raio.com.tw RA8870 文字 / 图形 TFT LCD 控制器 Version 1.1 Brief Specification 管 脚 名 称 I/O 管 脚 说 明 Pin# 通用 GPIO 信号 5 / COM GPIO5 / COM IO 63 当使用 Generic TFT 时，此管脚定义为一通用 GPIO 信号（GPIO_5） 。 当使用模拟 TFT 时，此管脚定义为 COM，用来控制 VCOM。 VR O 69 VG O 68 VB O 67 模拟 Red 输出 此信号接到模拟 TFT 屏的驱动器 Red Data 输入端。 模拟 Green 输出 此信号接到模拟 TFT 屏的驱动器 Green Data 输入端。 模拟 Blue 输出 此信号接到模拟 TFT 屏的驱动器 Blue Data 输入端。 4-3 触 摸 屏 与 脉 宽 调 制 界 面 管 脚 名 称 I/O 管 脚 说 明 Pin# 触摸屏控制信号 UR / YN A 102 当使用 5 线式触摸屏，此管脚定义为 UR 输出信号。 当使用 4 线式触摸屏，此管脚定义为 YN 信号。 触摸屏控制信号 当使用 5 线式触摸屏，此管脚定义为 UL 输出信号。 UL / YP A 101 当使用 4 线式触摸屏，此管脚定义为 YP 信号。 当使用触摸屏扫瞄功能时，请在此脚位外接 100Kohm pull-up 电阻。 触摸屏控制信号 LR / XN A 99 当使用 5 线式触摸屏，此管脚定义为 LR 输出信号。 当使用 4 线式触摸屏，此管脚定义为 XN 信号。 触摸屏控制信号 LL / XP A 103 当使用 5 线式触摸屏，此管脚定义为 LL 输出信号。 当使用 4 线式触摸屏，此管脚定义为 XP 信号。 5 线式触摸屏 SENSE 信号 SENSE A 100 当使用 5 线式触摸屏，此管脚定义为 SENSE 输入信号。 当使用 4 线式触摸屏，此管脚保持浮接。 PWM1 PWM2 O RAiO TECHNOLOGY INC. 7, 8 PWM 输出 PWM 输出，可由寄存器进行程序化输出。 6/9 www.raio.com.tw RA8870 文字 / 图形 TFT LCD 控制器 Version 1.1 Brief Specification 4-4 外 部 内 存 界 面 管 脚 名 称 I/O 管 脚 说 明 Pin# 外部 RAM / ROM 地址总线（Address Bus） VA[18:0] O 32~42, 当使用外部 Font ROM，VA[18:0] 接到 512KB Font ROM 的地址总线。 46~53 当使用外部 DDRAM（Display RAM），VA[18:0] 接到 RAM 的地址总线。 当使用内部 Display RAM 且不使用外部 Font ROM, VA[18:0] 地址总线 请保持浮接。 外部 RAM / ROM 数据总线（Data Bus） 当使用外部 Font ROM，MD[7:0] 为输入信号，MD[15:8] 不被使用。 MD[15:0] IO 16~31 当使用外部 DDRAM，MD[15:0] 接到 RAM 的数据总线。 当使用内部 Display RAM 且不使用外部 Font ROM, MD[15:0] 数据总 线建议接到 VDD 以避免 IO 耗电。 RAM_OE# O 56 RAM_WR# O 55 RAM_CS# O 54 ROM_CS# O 57 I/O Pin# RAM 输出致能信号 接到外部 DDRAM 的 Data Output Enable 信号。 RAM 写入致能信号 接到外部 DDRAM 的 Write 信号。 RAM 芯片选择信号（Chip Select） 接到外部 DDRAM 的 Chip Select 信号。 ROM 芯片选择信号 接到外部 Font ROM 的 Chip Select 信号。 4-5 时 钟 与 电 源 管 脚 名 称 管 脚 说 明 Crystal 输入管脚 XI I 2 此为晶体振荡器的输入端，用来提供内部 PLL 的振荡来源，以便产生 RA8870 的内部时钟（Clock）信号。 XO O 3 Crystal 输出管脚 此为晶体振荡器的输出端。 复位信号（Reset Signal Input） RST# I 12 此管脚为 RA8870 低电位硬件复位输入信号。为了提高抗杂讯的能力， 此管脚为 Schmitt-Trigger 输入，当所给的电源准位变低时，能确保此 管脚不会被触发。 TEST[2:0] I 13~15 测试模式输入信号（Test Mode Input） 此管脚为测试信号，必须保持接地（GND） 。 DAC 参考电压输入 VRIN A 65 此脚为一参考电压的稳压输入，用来产生 VRH 信号。实际应用外接 0.1uF 的电容到地即可。 RAiO TECHNOLOGY INC. 7/9 www.raio.com.tw RA8870 文字 / 图形 TFT LCD 控制器 Version 1.1 Brief Specification DAC 参考电压输出 VRH A 64 此脚为内部 DAC 的参考电压输出。实际应用外接 0.2uF 的电容到地即 可。 ADC 参考电压 ADC_VREF A 98 ADC 的输入参考电压，可以选择内部产生，或是由外部输入。此管脚 必须接一 1~10uF 电容到地（GND）以提升 ADC 转换的稳定度。 VDD P 6, 45, 113 I/O 的 VDD 电源信号 VDD 为 3.3V 输入。 LDO VDD LDO_VDD P 1, 72, 内部 LDO（Low Dropout Regulator）的电源（3.3V）输入，用以产生 1.8V 电源输出。 71, LDO GND 128 LDO 的接地线。 LDO_GND P LDO_OUT P 73 LDO_CAP P 4 LDO 电压输出 LDO 1.8V 电源输出，于靠近输出端处接一电容到地以提升滤波效果。 LDO 的滤波电容接点 必须接一 1uF 以上的滤波电容到地以减少杂讯干扰。 内核电路的 VDD 电源 CORE_VDD P 43, 112 内部核心电路的 VDD 电源为 1.8V，请接到 LDO_OUT，并于靠近输入 端处接一 1uF 以上的滤波电容到地以减少杂讯干扰。 95, ADC VDD 96 内部 ADC 电源（3.3V）输入。请将此信号接至 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 内部 ADC 的接地线。请将此信号接地。 DAC VDD 内部 DAC 电源（3.3V）输入。请将此信号接至 3.3V。 DAC GND GND RAiO TECHNOLOGY INC. 内部 DAC 的接地线。请将此信号接地。 GND 内核电路及 IO 的接地线。 8/9 www.raio.com.tw RA8870 文字 / 图形 TFT LCD 控制器 Version 1.1 Brief Specification 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. 产 品 封 装 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 RAiO TECHNOLOGY INC. 9/9 www.raio.com.tw