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. 1/9 www.raio.com.tw 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. RAiO TECHNOLOGY INC. 2/9 www.raio.com.tw RA8870 文字 / 圖形 TFT LCD 控制器 Version 1.1 Brief Specification 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 RAiO TECHNOLOGY INC. 3/9 www.raio.com.tw RA8870 文字 / 圖形 TFT LCD 控制器 Version 1.1 Brief Specification 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。 RAiO TECHNOLOGY INC. 4/9 www.raio.com.tw RA8870 文字 / 圖形 TFT LCD 控制器 Version 1.1 Brief Specification 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。 RAiO TECHNOLOGY INC. 5/9 www.raio.com.tw RA8870 文字 / 圖形 TFT LCD 控制器 Version 1.1 Brief Specification 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 RAiO TECHNOLOGY INC. 7, 8 PWM 輸出 PWM 輸出，可由暫存器進行程式化輸出。 6/9 www.raio.com.tw RA8870 文字 / 圖形 TFT LCD 控制器 Version 1.1 Brief Specification 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。 RAiO TECHNOLOGY INC. 7/9 www.raio.com.tw RA8870 文字 / 圖形 TFT LCD 控制器 Version 1.1 Brief Specification 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 RAiO TECHNOLOGY INC. 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。 8/9 www.raio.com.tw RA8870 文字 / 圖形 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. 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 RAiO TECHNOLOGY INC. 9/9 www.raio.com.tw