Adafruit TFP401 HDMI/DVI解碼器：驅(qū)動(dòng)40針TTL顯示屏的理想之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，擁有一款小巧且功能強(qiáng)大的HDMI解碼器對(duì)于驅(qū)動(dòng)TTL顯示屏至關(guān)重要。Adafruit TFP401 HDMI/DVI解碼器便是這樣一款令人矚目的產(chǎn)品，下面讓我們?cè)敿?xì)了解它的特點(diǎn)和使用方法。

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一、產(chǎn)品概述

Adafruit TFP401是一款迷你HDMI解碼器板，體積小巧且使用簡(jiǎn)單。它以TI的TFP401芯片為核心，能夠?qū)ξ醇用芤曨l進(jìn)行解碼，輸出24位原始彩色像素?cái)?shù)據(jù)（不支持HDCP）。該解碼器可處理25 - 165MHz像素時(shí)鐘的任意分辨率視頻，基本能支持到1080p。不過(guò)，實(shí)際測(cè)試中主要使用800x480的顯示屏，更高分辨率未進(jìn)行專門(mén)測(cè)試。

此解碼器板還添加了背光驅(qū)動(dòng)等支持電路，可適配常見(jiàn)的TTL顯示屏。它有純視頻和視頻 + 觸摸兩種版本。若選擇視頻 + 觸摸版本，需搭配帶有電阻式觸摸覆蓋層的屏幕，USB端口將同時(shí)作為電源和數(shù)據(jù)接口，觸摸屏幕會(huì)像USB鼠標(biāo)一樣被計(jì)算機(jī)識(shí)別。

該驅(qū)動(dòng)專為40針TTL顯示屏設(shè)計(jì)，尤其適合與具有DVI/HDMI輸出的單板計(jì)算機(jī)（如樹(shù)莓派、BeagleBone Black）或臺(tái)式機(jī)/筆記本電腦配合使用。它可以通過(guò)USB供電，通過(guò)HDMI端口輸入視頻信號(hào)，體積小巧，便于安裝在外殼中。雖然能驅(qū)動(dòng)4.3英寸、5.0英寸或7.0英寸的顯示屏，但考慮到部分計(jì)算機(jī)不支持4.3英寸顯示屏的低分辨率，且TFP401沒(méi)有視頻縮放功能，建議使用5英寸或7英寸800x480分辨率的顯示屏。

產(chǎn)品出廠時(shí)配備800x480分辨率的EDID，高級(jí)用戶可使用Arduino代碼重新編程EDID。對(duì)于使用Linux系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，也可直接強(qiáng)制設(shè)置分辨率。需要注意的是，該產(chǎn)品僅為解碼器板，顯示屏需另行購(gòu)買(mǎi)，推薦的顯示屏包括800x480的5英寸帶觸摸、5英寸不帶觸摸、7英寸帶觸摸和7英寸不帶觸摸的型號(hào)。

二、觸摸屏幕功能

若購(gòu)買(mǎi)的是支持觸摸功能的解碼器版本，會(huì)得到一塊帶有額外電阻式觸摸屏幕解碼電路的解碼器板，該電路采用AR1100 USB電阻式觸摸驅(qū)動(dòng)。它使用與供電相同的USB端口傳輸數(shù)據(jù)，在所有操作系統(tǒng)中，AR1100會(huì)像USB鼠標(biāo)一樣被計(jì)算機(jī)識(shí)別，計(jì)算機(jī)甚至不知道它是觸摸屏幕。

用戶還可以將AR1100設(shè)置為觸摸數(shù)字化儀，但并非所有計(jì)算機(jī)都支持。同時(shí)，建議重新校準(zhǔn)觸摸屏幕，尤其是在使用的顯示屏與官方銷售的不完全相同時(shí)。校準(zhǔn)軟件僅支持Windows系統(tǒng)，但只需配置/校準(zhǔn)一次觸摸控制器，之后就可以在任何計(jì)算機(jī)上使用。關(guān)于使用該軟件的詳細(xì)教程可在特定位置查看。

三、背光調(diào)整

由于這是一款通用的TTL顯示屏驅(qū)動(dòng)，不同顯示屏的背光配置略有不同，可能需要對(duì)板子進(jìn)行一些調(diào)整。為避免意外損壞背光，默認(rèn)背光電流設(shè)置為25mA。背光驅(qū)動(dòng)是一個(gè)恒流升壓電路，會(huì)將電壓調(diào)整至最高25V，直至達(dá)到25mA的電流。

• 4.3英寸屏幕：通常背光電流為25mA，應(yīng)保持兩個(gè)跳線開(kāi)路。
• 5.0英寸屏幕：一般背光電流為50mA，可運(yùn)行在25mA，但為獲得最佳顯示效果，建議閉合 +25mA跳線。
• 7.0英寸屏幕：Adafruit商店銷售的型號(hào)背光電流為125mA，若使用非Adafruit屏幕需自行檢查，部分屏幕背光電流可能為50mA。運(yùn)行在25mA時(shí)屏幕會(huì)很暗，應(yīng)閉合 +100mA跳線。

若要調(diào)整背光亮度，可向背光引腳輸入1KHz或更高頻率、3 - 5V邏輯電平的PWM信號(hào)，也可將其連接到地以關(guān)閉背光驅(qū)動(dòng)，從而大幅降低功耗。

四、EDID編輯

EDID（設(shè)備標(biāo)識(shí)符數(shù)據(jù)）常讓處理DVI/HDMI信號(hào)的人感到困惑。它存儲(chǔ)在i2c EEPROM中，用于告知計(jì)算機(jī)連接的顯示器類型。TFP401視頻解碼芯片不會(huì)讀取或?qū)懭隕EPROM/EDID，顯示器的分辨率由計(jì)算機(jī)根據(jù)EDID內(nèi)容確定。

TFP401沒(méi)有視頻縮放功能，因此EDID中應(yīng)包含連接顯示屏的原生分辨率。例如，若將計(jì)算機(jī)分辨率設(shè)置為800x480，而連接的是1024x600的TTL顯示屏，視頻將只顯示在左上角；若設(shè)置為1024x600，連接800x480顯示屏?xí)r，視頻會(huì)被截?cái)唷?/p>

要重新編程EDID，需斷開(kāi)HDMI連接器，并將5V引腳連接到Arduino的5V，GND引腳連接到Arduino的GND，SCL連接到Arduino的SCL（Arduino Uno上的A5），SDA連接到Arduino的SDA（Arduino Uno上的A4），然后使用提供的代碼更新EDID。

若想生成并自定義自己的EDID，可下載EDID編輯軟件，如Deltacast等。不過(guò)，編輯EDID需要一定的十六進(jìn)制編輯和EEPROM編程知識(shí)，不建議新手嘗試。

五、下載資源

提供了豐富的下載資源，包括TFP401A（DVI/HDMI解碼芯片）、AR1100（USB電阻式觸摸芯片）、FAN5333B（背光驅(qū)動(dòng)）的 datasheet，以及EagleCAD PCB文件（GitHub上）和Adafruit Fritzing庫(kù)中的Fritzing文件。還提供了無(wú)觸摸版本的原理圖，以及適用于兩種版本的制造圖紙（尺寸單位為英寸）。

六、樹(shù)莓派配置

該顯示屏分辨率為800x480，在Windows系統(tǒng)中可自動(dòng)檢測(cè)并設(shè)置分辨率。在樹(shù)莓派上，建議通過(guò)編輯/boot/config.txt文件來(lái)強(qiáng)制設(shè)置HDMI分辨率。需要注意的是，TFP401驅(qū)動(dòng)沒(méi)有視頻縮放功能，輸入的視頻像素必須為800x480，否則圖像不會(huì)拉伸或縮小以適應(yīng)屏幕。

此外，可通過(guò)修改配置讓樹(shù)莓派的USB端口為顯示屏供電，但使用供電集線器更為理想。若出現(xiàn)異常重啟，可能是電源供應(yīng)或USB電源線質(zhì)量不佳，使用供電集線器可解決此問(wèn)題。

Adafruit TFP401 HDMI/DVI解碼器為電子工程師提供了一個(gè)方便、高效的解決方案，無(wú)論是用于驅(qū)動(dòng)TTL顯示屏還是進(jìn)行其他項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，都具有很大的優(yōu)勢(shì)。你在使用這款解碼器時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。