记一块无资料LCD点阵屏的逆向分析

cruelfox

记一块无资料LCD点阵屏的逆向分析 [复制链接]

 

　　各种小显示屏对玩单片机的人总是有吸引力的。现在网上可以淘到的各种屏（模块），比如LCD、OLED、ePaper，跟十几年前的液晶屏价格比起来就是白菜价了。而且网上有那种没有资料的“研究价”的电子玩意儿卖，价格低得离谱。玩没有资料的东西，就是乱折腾了（折腾之前慎重考虑是否值得花这个时间）。

　　我买过很多屏，买的时候想是屯着后面用（而且早些年即使不很贵的屏和现在比也贵了）……结果就是多年过去了也没做出几个带屏的东西来。

 

　　虽然我近两年淡出了DIY圈子，偶尔还是止不住收破烂的习惯复发。这次分享的是一块单色没有背光的LCD屏的逆向工作。我买过的屏当中这块尺寸是第二大的，不需要背光，估计对比度会不错。因为没有资料，买就是风险自担，我就当它是块高分辨率的图形液晶来搞了，买三块还不到五元，搞不定也损失不大。

　　屏的接口是26脚的FPC，而且上面的丝印还给了提示，第1脚和第26脚的功能就知道了。这种屏用COG封装，控制器芯片就在玻璃表面上(而不是在PCB上)，背后由黑胶盖住。可以揭掉屏正面玻璃上那块黑胶布看到芯片的引脚。

　　要把这样的屏用起来，最关键的是要知道它的控制器芯片是什么型号。而识别控制器芯片的有效办法就是根据它的尺寸（裸片的长、宽）和印脚排布，去跟可能符合的控制芯片手册里的描述比对。我是没有见识过多少驱动控制器的，没有经验可循。

　　(见前一张图)从控制芯片将连出液晶的行列驱动线，这些线会在玻璃表面走，连到液晶像素矩阵去。从某些角度可以看到这些线的走向，但因为线很密集，需要用放大镜甚至显微镜才能区分其中每条线。我家没有体视显微镜，就动用了生物显微镜来凑合看。我数出来通往左或右边的行驱动线是80条，无疑这是一块 ???x160 规格的点阵屏，是值得搞一搞的。

 

　　于是上网查了一下160 行的常用驱动器型号，我运气不错，没费多少时间就找到一个吻合的：

　　余下的事情就是把FPC的引脚对应到芯片上去了。因为芯片周围——就是照片上黄色的矩形区域——我在显微镜下也看不出来走线，所以这部分只能猜了。因为玻璃上面只能走一层线，这里不会有交叉线的情况，所以按照芯片引脚的顺序理，难度不会很大。

　　已知26脚（最左边）是D7, 根据UC1611s的图，挨着的就必然是D6到D0了（设计使用8-bit并行总线接口），D15~D8就没有引出。

　　排线最右边是VB0+这个脚，所以看一下可以猜出相邻的都是升压电容的脚。

　　和FPC对照，可以确认这部分了。

　　电源和地的走线因为电流相对大，在芯片上用的脚比较多，所以FPC这边和玻璃上的线路连接点也会多些。FPC上的两面走线是容易分析的，根据左右顺序可以区别VSS和VDD.

　　于是容易判断的就整理出来了：

1…8	D7…D0
9	?
10	?
11	?
12	?
13	?
14	VSS
15	GND (FPC丝印)
16	VDD
17	?
18	VLCD
19	VA0-
20	VA1-
21	VA1+
22	VA0+
23	VB0-
24	VB1-
25	VB1+
26	VB0+

　　VDD和VLCD之间还有一个脚，从图上看觉得奇怪。我后来注意到是Recommended COG Layout图上是这么连的，把VLCD_OUT和VLCD_IN接在了一起。这块屏则像是把VLCD_IN, VLCD_OUT都引出来了。

　　剩下就5个引脚了，起控制作用。但是芯片的D0到VSS之间可比这还多了，就需要判断这5个是其中哪5个了，非得上电进行逻辑测试不可。

　　于是逆向工作告一段落，我需要弄块FPC转接板才能测试。

 

　　过了一段时间之后……（多久没做PCB了，这次还是自己画的）

　　接上屏，首先用万用表发现了14和15脚是相通的：很正常。然后通电测试了VDD和VSS没有问题。下面主要任务就是识别那5个待定的脚了。

　　给屏接了3.3V电压后，D7~D0这八个数据脚用万用表量并不是浮空的，这出乎我意料。而那五个待定脚都是浮空的——作为输入脚不带上下拉。下面就要控制这五个脚，观察数据脚的变动。我把它们接到Analog Discovery2 上面。

　　用Analog Discovery2的数字IO直接控制和观察，在电脑上操作比较方便。我手上没有更方便的工具了，如果用MCU或FPGA这些的话需要自己再开发一下。

 

　　UC1611s支持多种接口形式，这块屏可能只支持8位并行数据了。8080/6800模式都可能。

　　芯片上从D0到VSS间的引脚，按顺序有：

RST

CS0

CD

WR0

WR1

BM1

BM0

ID0

ID1

　　待定引脚是其中的5个，用排列组合法去试？没有必要穷举。怎么判断猜测是否正确？如果写一个UC1611s的驱动去让屏幕显示，根据是否能显示判断控制信号接得对不对，又引入可能出问题的其它环节了。

　　因为控制器是有“读”动作的，如果读正确，可以看到D7~D0的输出。

　　我就以“Get Status”操作，去试读取控制器的状态，看D7~D0上是否变化，输出数据是否吻合，来判断猜的对不对。

　　……这个过程中我犯了一个错误。因为已经隔了一断时间了，我电脑上PDF软件历史记录里面最近的是UC1698的手册，我误把控制器当成了UC1698去猜，虽然读到了Status字节，但内容怎么都对不上，跟芯片引脚也不完全对上，蹊跷了……耽误了些时间

　　发觉了错误并用回了UC1611s的手册之后，问题得以解决了。

　　发现的映射关系是：

RST	CS0	CD	WR0	WR1	BM1	BM0	ID0	ID1
9		10	11	12			13

　　这个屏没有把CS0引出，是我没有预计到的。

 

　　余下的事情就是把升压电荷泵用的电容接上，用STM32来进行驱动测试了。

　　设置基本驱动参数，用Set all pixel on命令让屏有反应：

　　最后，生成一些pattern的数据显示，验证完成。

　　通过这个显示内容确定了屏的分辨率是256x160像素。不是很高，也不要随便跟TFT比嘛，有时像素点不需要太小。

/*************  THE END ***************/

Jacktang

那个FPC软板设计的比较费功夫，接口扩出来不少

学习了

tagetage

这个帖子非常好，楼主把自己逆向的心得都写的很清楚，楼主辛苦了。我有机会也写一下逆向未知屏等相关的东西。

lanhua

要把这样的屏用起来，最关键的是要知道它的控制器芯片是什么型号。而识别控制器芯片的有效办法就是根据它的尺寸（裸片的长、宽）和印脚排布，去跟可能符合的控制芯片手册里的描述比对。

学习了！

极限零

到查芯片型号这一步，就是到了我放弃的时候了，剩下的就交给其它人完成吧

秦天qintian0303

好多这种屏都是定制的断码屏  

chejm

楼主分享的技术资料参考价值非常大，既讲解了技术方面的内容，又把自己的分析过程详实的记录了下来，非常值得借鉴

lugl4313820

大佬可以去搞维修了，维修的大佬就是这么应对没有原理图的。

CoderX9527

膜拜大佬

loooooooong

芯片大小和引脚布局也太难查了，要是有个网站把这个都汇总一下就好了

lkh747566933

楼主厉害，把整个逆向的流程心得都写的很清楚，学习了。

 

se7ens

楼主厉害，光是这些资料查看，工具及软件的使用就劝退了很多人