PL111 RGB LCD时序配置详解

PL111 RGB LCD 时序说明

1）文档范围

本文从两个维度整理 PL111 时序：

• 通俗理解（面向调试与沟通）
• 硬件寄存器映射（面向实现与定位问题）

内容与 bsp/qemu-vexpress-a9/drivers/drv_clcd.c 的实现保持一致。

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2）核心概念

2.1 水平方向时序（单行）

• HSW（Horizontal Sync Width，行同步宽度）
  • HSYNC 脉冲持续的像素时钟个数
  • 用于标记"换行"，帮助屏端锁定采样相位
• HBP（Horizontal Back Porch，水平后肩）
  • HSYNC 结束后到有效像素开始前的空白区
• HPP（有效像素宽度）
  • 一行中真正显示的像素数量
• HFP（Horizontal Front Porch，水平前肩）
  • 有效像素结束后到下一次 HSYNC 前的空白区

单行时序顺序：

HSW -> HBP -> HPP（有效像素） -> HFP

2.2 垂直方向时序（单帧）

• VSW（Vertical Sync Width，场同步宽度）
  • VSYNC 脉冲持续的行数
• VBP（Vertical Back Porch，垂直后肩）
  • VSYNC 后到有效显示区前的空白行
• LPP（有效显示高度）
  • 一帧中真正显示的有效行数
• VFP（Vertical Front Porch，垂直前肩）
  • 有效显示结束后到下一帧 VSYNC 前的空白行

单帧时序顺序：

VSW -> VBP -> LPP（有效行） -> VFP

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3）PL111 寄存器位定义

3.1 LCDTiming0（水平时序）

PL111 常用位定义如下：

• bits[7:2] ：PPL = (pixels_per_line / 16) - 1
• bits[15:8] ：HSW - 1
• bits[23:16] ：HFP - 1
• bits[31:24] ：HBP - 1

反解公式：

• active_width = (PPL + 1) * 16
• HSW = ((tim0 >> 8) & 0xFF) + 1
• HFP = ((tim0 >> 16) & 0xFF) + 1
• HBP = ((tim0 >> 24) & 0xFF) + 1

3.2 LCDTiming1（垂直时序）

PL111 常用位定义如下：

• bits[9:0] ：LPP = lines_per_panel - 1
• bits[15:10] ：VSW - 1
• bits[23:16] ：VFP - 1
• bits[31:24] ：VBP - 1

反解公式：

• active_height = LPP + 1
• VSW = ((tim1 >> 10) & 0x3F) + 1
• VFP = ((tim1 >> 16) & 0xFF) + 1
• VBP = ((tim1 >> 24) & 0xFF) + 1

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4）本 BSP 驱动中的实际赋值

在 drv_clcd.c 中：

plio->tim0 = 0x3F1F3C00 | ((CLCD_WIDTH / 16 - 1) << 2);
plio->tim1 = 0x080B6000 | (CLCD_HEIGHT - 1);

解释：

• tim0 的常量 0x3F1F3C00 固定了 HBP/HFP/HSW
• tim0 的低位字段用 CLCD_WIDTH 动态计算 PPL
• tim1 的常量 0x080B6000 固定了 VBP/VFP/VSW
• tim1 的低位字段用 CLCD_HEIGHT 动态计算 LPP

以 480 行为例：

• LPP = 480 - 1 = 479
• VSW = 25
• VFP = 12
• VBP = 9

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5）HSW/VSW 为什么关键

5.1 通俗理解

• 屏幕按"从左到右、逐行、逐帧"方式刷新。
• 每一行/每一帧开始前，需要一个同步脉冲告诉屏端"边界到了"。
• HSW/VSW 就是这个同步脉冲的长度。

5.2 硬件原理

• 同步脉冲用于 LCD 驱动电路锁定像素采样时序。
• 宽度不合理会导致锁相不稳，常见表现：
  • 闪屏
  • 滚屏
  • 画面抖动或撕裂感
  • 无显示

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6）水平与垂直的镜像关系

• HSW <-> VSW：同步脉冲宽度
• HBP <-> VBP：同步后的稳定等待区
• HPP（有效宽） <-> LPP（有效高）：可见画面
• HFP <-> VFP：周期结束前的尾部空白区

本质相同，只是作用轴不同：

• 水平参数控制"每一行"
• 垂直参数控制"每一帧"

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7）工程调参建议流程

1. 以屏厂 datasheet 为唯一时序基准。
2. 先确认有效分辨率：CLCD_WIDTH、CLCD_HEIGHT。
3. 按位编码：
   • 水平参数写入 tim0
   • 垂直参数写入 tim1
4. 同步检查像素格式与时钟配置（control、平台时钟树）。
5. 若显示不稳定，按以下顺序排查：
   • 同步极性与同步宽度
   • 前后肩参数
   • 像素时钟频率
   • framebuffer 地址与对齐

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8）常见故障与症状

• HSW 过小：行边界不稳，画面错位/抖动
• HSW 过大：行周期变长，帧率下降
• VSW 不匹配：滚屏、帧周期性不稳定
• Porch 不匹配：边缘裁切、偏移、部分面板无法锁定

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9）一句话总结

HSW/VSW 定义了行/帧同步脉冲长度，用于告诉屏幕何时换行/换帧；HBP/HFP 与 VBP/VFP 提供消隐缓冲；HPP/LPP 定义有效显示区域。