Android智能硬件开发心得总结(一）

6.关于屏幕显示

每次一个新项目的开发，我所做的第一件事就是确定所选定显示屏的型号规格，然后将规格书发给主板供应商让其先调屏参。

调屏参是很可能会出现无法点亮屏幕的情况，因为现在市场上有许多不同厂家的屏，不同尺寸，不同的接口，所以说点亮屏幕要预留一定的时间，否则拖延项目的进度。

Android现在主流的屏幕接口共有四种。

HDMI
LVDS
EDP
MIPI

在这四种屏幕接口中HDMI是最高效的，也能输出像4K这样的分辨率，无须考虑任何屏参的适配，只要有HDMI接口几乎所有屏幕都能快速点亮。

HDMI的缺点在于成本比较高，首先需要一个HDMI转换板，其次需要一根体积比较大的HDMI连接线，这些都会给结构设计带来相当大的阻碍，最后HDMI有个最大的缺点就是其插拔式的接口，可能会出现接触不良的严重后果。

LVDS主要用于大尺寸屏幕的连接显示，如19寸、21.5寸、50寸等大尺寸液晶。而EDP主要运用于笔记本领域的屏幕显示，MIPI则运用于手机等小屏的显示。

6.1 HDMI

高清多媒体接口(High Definition Multimedia Interface)是一种全数字化视频和声音发送接口，具有体积小，传输速率高，传输带宽宽，兼容性好，可以同时发送未压缩的音频及视频信号等优点。

HDMI规格可搭配宽带数字内容保护(HDCP)，以防止具有著作权的影音内容遭到未经授权的复制。

HDMI支持5Gbps的数据传输率，最远可传输30米，足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。此外HDMI支持EDID，DDC2B，因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点，信号源和显示设备之间会自动进行“协商”，自动选择最合适的视频/音频格式。

在 HDMI 线缆的19根线中由 4 对差分传输线组成了 TMDS 数据传输通道和时钟通道。这 4个通道用来传输音频信号、视频信号以及辅助信号。

使用HDMI接口时要特别注意使用的环境是否经常抖动，如常抖动的话要对接头处进行加固处理，因为HDMI线一般是直插式的，很容易松动造成无信号输入。

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6.2 LVDS

LVDS Low Voltage Differential Signaling即低压差分信号传输，是一种满足当今高性能数据传输应用的新型技术。由于其可使系统供电电压低至 2V，因此它还能满足未来应用的需要。

LVDS输出接口利用即低压差分信号传输。采用其输出接口，可以使得信号在差分PCB线或平衡电缆上传输，由于采用低压和低电流驱动方式，因此，实现了低噪声和低功耗。LVDS 输出接口液晶显示器。

是为克服以TTL电平方式传输宽带高码率数据时功耗大、EMI电磁干扰大等缺点而研制的一种数字视频信号传输方式。工控机采用LVDS输出接口，可以使得信号在差分PCB线或平衡电缆上以几百Mbit/s的速率传输，因采用低压和低电流驱动方式，实现了低噪声和低功耗。

此类LCD目前在中高端平板和笔记本中广泛使用，现在行业出现一种比较新的规范----eDP，在笔记本行业将广泛用于取代LVDS，支持超高分辨率（>1080P）。

LVDS接口只用于传输视频数据,LVDS接口主要是将RGB TTL信号按照SPWG/JEIDA格式转换成LVDS信号进行传输，LVDS接收器再将串行信号转换为TTL电平的并行信号，送往液晶屏时序控制与行列驱动电路。也就是其实TFT只识别TTL（RGB）信号。
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6.3 EDP

Embedded DisplayPort.一般采用EDP接口的液晶显示屏其分辨率更高，高清液晶显示屏都采用EDP的通信接口，像笔记本电脑一般都采用EDP接口，EDP屏幕都比较薄.

EDP接口是一种基于DisplayPort架构和协议的一种全数字化接口，可以用较简单的连接器以及较少的引脚来传递高分辨率信号，且能够实现多数据同时传输，所以它的传输速率也要远高于LVDS。

eDP屏线一般为2组绞线、3组绞线、5组绞线、8组绞。常见的eDP屏线为2组信号线（绞线）、3组信号线。

优点：

微封包结构，能够实现多数据的同时传输。
较大的传输速率,4通道(lanes)高达21.6Gbps
较小的尺寸，宽26.3mm,高1.1mm,利于产品的轻薄化
无需LVDS转换电路，电路简洁，简化设计。
较小的EMI（电磁干扰），并具有强大的版权保护功能。

6.4 MIPI

MIPI(Mobile Industry Processor Interface)是2003年由ARM， Nokia， ST ，TI等公司成立的一个联盟，目的是把手机内部的接口如摄像头、显示屏接口、射频/基带接口等标准化，从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。

MIPI信号是成对传输的，主要是为了减少干扰，MIPI信号成对走线，两根线从波形看是成反相，所以有外部干扰过来，就会被抵消很大部分。主要用在平板和手机上使用。

MIPI接口LCD包括1对差分时钟（CLKP，CLKN），4对数据差分线（D0P，D0N；D1P，D1N；D2P，D2N；D3P，D3N），每一对之间有GND线，4对数据差分线并不一定要全部使用，很多屏只需要2对就可以了；

RESET（复位脚），
STBYB（高电平有效），
VGL，VGH（像素点上开关管的开启关闭电压，加在开关管的栅极上，VGH 高电平打开给像素点电容充电， VGL 负电压关闭开关管），
VCOM（液晶像素点的存储电容共用电极），
VLED-（背光负极），VLED+（背光正极），
电源有1.8V和3.3V。

MIPI DSI不仅能够传输视频数据，还能传输控制指令；MIPI DSI接口则按照特定的握手顺序和指令规则传输屏幕控制所需的视频数据和控制数据。
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7.常见外设简述

智能硬件肯定离不开各式各样的外设，如果没有外设一板主板就不能称之为智能硬件了。按照现在智能硬件行业的产品来看，常见的外设如下：

二维码扫描器
热敏打印机
摄像头
扬声器/麦克风
红外感应传感器

7.1 二维码扫描器

二维码扫描器是我们在日常生活中最容易接触到的设备，公交上、电影院取票机、快递柜等等都可以看到它的身影。

二维码扫描器的原理其实就是一个摄像头+补光灯+蜂鸣器，摄像头不断地采集图像数据然后解析出二维码，并把数据发送出去，同时伴有响声。数据传送的接口一般都是USB和串口，无须进行额外的供电，使用主板上的5V电压。

绝大部分二维码设备都是可以用扫码进行配置的，无须用主机发送指令就能完成设备的配置，比如更改输出数据的方式，由232更改为ttl。还可以添加扫码数据的前后辍，扫码间隔时间等等。

7.2 热敏打印机

打印机主要用于打印小票，应用行业在于餐饮收银、电影票打印等等。市面上打印机厂商也很多，纸的长度主要有两种，58mm与80mm,带切刀的打印机价格要贵一些。

与主板的连接方式也是常见的串口与USB，但打印机一般是12V供电，需要一个额外的电源口供电。

现今的热敏打印机技术都比较成熟，除了基本的打印文本功能，大部分打印机都支持打印图片、二维码、条形码，有些打印机也支持发票的打印。

7.3 摄像头

摄像头是人脸识别设备所必备的关键元件，市面上的摄像头大致分为四种：

普通摄像头，单纯地成像无其它附加功能
宽动态摄像头，会对成像数据进行处理以适应逆光环境
红外摄像头，呈现的图像是黑白的，主要是针对人体活体检测
3D结构光摄像头，是以上摄像头中最高级的，当然价钱也是最贵的，要搭载两到三个不同功能的摄像头才能3D成像，主要运行于对身份识别要求特别的场景，比如刷脸支付。

摄像头连接主板大部分都是通过USB，与手机用MIPI连接不同，USB外设能够很容易地与主板集成，并且安卓自带相机服务，一般插上就能直接用代码调用，开发非常简便。

对于人脸识别而言，并不需要很高的相机像素，市面主流基本都是200万像素，能满足大部分的场景需要。

7.4 扬声器/麦克风

扬声器是接在主板的SPK接口上，麦克风接在MIC接口上，SPK是4pin的，分为左右两个声道，MIC接口是两Pin的，分正负。

麦克风一般接上就能使用，没什么特别需要注意的。但是扬声器有一点需要特别注意，大部分主板如果接上了HDMI那么声音就会从HDMI走，这时就算接扬声器也是完全没有输出的，除了让供应商调底层升级固件，没有其它方法解决。

7.5 红外感应传感器

红外传感器最常在闸机中使用，当检测到有障碍物时，就会触发，安卓主板主要通过IO口进行传感器的数据接收与控制。

红外传感器其实就相当于一个开关，要么是0，要么是1，当检测到障碍物电压就会变化，从0至1或从1至0，从而让主板收到信号。

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