LS024T27-S-V2：2.4英寸TN TFT LCD液晶显示模块，240x320分辨率，262K色彩，SPI接口
产品副标题 / 关键词：
2.4英寸显示屏，QVGA 240x320分辨率，透射式a-Si TN TFT，SPI接口，COG+FPC+B/L，262K色彩，ST7789T3驱动，12引脚FPC，-20°C~70°C工作温度
1. 概述与产品定位
LS024T27-S-V2由立信(万安)智显科技有限公司开发，是一款2.4英寸透射式非晶硅TFT-LCD显示模块。
本产品规格书（版本1.0，型号：LS024T27-S-V2）作为该产品的权威技术文档，对其结构组成（COG+FPC+B/L）、机械尺寸、绝对最大额定值、详细电气特性、SPI（串行外设接口）引脚定义与时序，以及全面的电光性能进行了定义。该产品提供QVGA分辨率240(RGB)×320，具备262K色彩显示能力，由ST7789T3控制器驱动。
本文件提供了将产品集成至嵌入式显示应用所需的核心参数。我们明确建议工程师严格遵循本文所述的电气规格、接口时序及机械公差，以确保产品的可靠性能与兼容性。
2. 产品详细概述与架构
- 核心技术：透射式a-Si TFT-LCD（非晶硅薄膜晶体管液晶显示器）。
- 显示模式：有源矩阵TFT，透射式。
- 显示特性：最高可显示262千种色彩。
- 模块结构：COG（玻璃覆晶）+ FPC（柔性印制电路板）+ B/L（背光单元）。由TFT-LCD面板、驱动电路及背光单元组成。
- 接口：SPI（串行外设接口）——输入数据格式。
- 视角方向（灰度反转）：TN（扭曲向列型）。
- 驱动IC：ST7789T3。
- 背光：FORE系列，ONE并联白色LED。
- 审批状态：仅为已批准的产品规格书（依据签署栏）。
3. 详尽技术规格
3.1 机械与物理规格
| 项目 | 规格 | 单位 |
|---|---|---|
| 模块尺寸（水平×垂直×深度） | 42.72 × 60.26 × 2.3 | mm |
| 有效区域（水平×垂直） | 36.72 × 48.96 | mm |
| 像素点数量 / 分辨率 | 240(RGB) × 320 | 像素 |
| 面板尺寸（对角线） | 2.4 | 英寸 |
关键机械设计注意事项（摘自文档）：
- 显示类型：TN TFT。
- 工作温度：-20°C ~ +70°C。
- 存储温度：-30°C ~ +80°C。
- 主LCD驱动器：ST7789T3。
- 背光：FORE系列，ONE并联白色LED。
- ROHS合规：是。
- 边框开口设计：建议外壳可视区域每侧至少比模块可视区域（VAMds）小0.3mm。
- 泡棉垫圈开孔设计：机壳泡棉垫圈的开孔每侧至少比模块可视区域（VAMds）大0.6mm。
- TP/导体隔离：触摸面板（TP）边缘不得与任何金属导体接触。
- 玻璃段至边缘公差：±0.2 mm。
3.2 电气与接口规格
3.2.1 绝对最大额定值
| 项目 | 符号 | 最小值 | 最大值 | 单位 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 供电电压 | VCC | -0.3 | 4.6 | V | Note1, Note2 |
| 供电电压 | IOVCC | -0.3 | 4.6 | V | Note1, Note2 |
| 工作温度 | TOPR | -20 | 70 | °C | Note1, Note2 |
| 存储温度 | TSTR | -30 | 80 | °C | Note1, Note2 |
注释（解读）：
- Note1/Note2：超出上述额定值的应力可能导致永久性损坏；在这些条件下不保证器件的正常功能操作。
3.2.2 电气特性（DC – 推荐工作条件）
| 项目 | 项目 | 符号 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 供电电压 | 供电电压 | VCC | 2.4 | 2.75 | 3.3 | V | Note1 |
| 供电电压（I/O） | 供电电压（I/O） | IOVCC | 1.65 | 1.8 | 3.3 | V | Note1 |
| 输入电压（低电平） | 输入电压（低电平） | VIL | 0 | — | 0.3 * IOVCC | V | Note1 |
| 输入电压（高电平） | 输入电压（高电平） | VIH | 0.7 * IOVCC | — | IOVCC | V | Note1 |
3.2.3 引脚说明（12-pin FPC）
| 引脚编号 | 符号 | I/O | 说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | GND | P | 接地 |
| 2 | RSTB | I | 复位信号，低电平有效。 |
| 3 | SCL | I | 串行时钟引脚 |
| 4 | D/C | I | 显示数据/命令选择引脚 |
| 5 | CS | I | 片选引脚 |
| 6 | SDA | I | 串行数据输入 |
| 7 | SDO | O | SPI接口输出引脚 |
| 8 | GND | P | 接地 |
| 9 | VDD | P | 电源 |
| 10 | BL_K1 | P | 背光负极1 |
| 11 | BL_K2 | P | 背光负极2 |
| 12 | BL_A | P | 背光正极 |
接口说明：
- SPI接口：该模块采用4线SPI接口，分别配备CS（片选）、SCL（时钟）、SDA（数据输入）和D/C（数据/命令）专用引脚。此外还包含一个专用的SDO（数据输出）引脚，用于回读操作。
- 背光：背光采用单一正极引脚（Pin 12，BL_A）和2个独立负极引脚（Pin 10-11，BL_K1和BL_K2）。这表明背光LED被分为两组并联灯串。
3.2.4 串行接口时序特性（4线串行）
测试条件：VDDI=1.65 to 3.3V，VDD=2.4 to 3.3V，AGND=DGND=0V，Ta=25°C。
A. 写操作时序：
| 信号 | 符号 | 参数 | 最小值 | 最大值 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CSX | T_CSS | 片选建立时间（写） | 15 | — | ns | |
| CSX | T_CSH | 片选保持时间（写） | 15 | — | ns | |
| CSX | T_CHW | 片选“H”脉冲宽度 | 40 | — | ns | |
| SCL | T_SCYCW | 串行时钟周期（写） | 16 | — | ns | 用于写命令及数据 RAM |
| SCL | T_SHW | SCL“H”脉冲宽度（写） | 7 | — | ns | |
| SCL | T_SLW | SCL“L”脉冲宽度（写） | 7 | — | ns | |
| D/CX | T_DCS | D/CX 建立时间 | 10 | — | ns | |
| D/CX | T_DCH | D/CX 保持时间 | 10 | — | ns | |
| SDA (DIN) | T_SDS | 数据建立时间 | 7 | — | ns | |
| SDA (DIN) | T_SDH | 数据保持时间 | 7 | — | ns |
B. 读操作时序：
| 信号 | 符号 | 参数 | 最小值 | 最大值 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CSX | T_CSS | 片选建立时间（读取） | 60 | — | ns | |
| CSX | T_SCC | 片选保持时间（读取） | 65 | — | ns | |
| SCL | T_SCYCR | 串行时钟周期（读取） | 150 | — | ns | 适用于读取命令及数据 RAM |
| SCL | T_SHR | SCL 高电平脉宽（读取） | 60 | — | ns | |
| SCL | T_SLR | SCL 低电平脉宽（读取） | 60 | — | ns | |
| DOUT | T_ACC | 访问时间 | 10 | 50 | ns | 最大 CL=30pF 时；最小 CL=8pF 时 |
| DOUT | T_OH | 输出禁用时间 | 15 | 50 | ns | 最大 CL=30pF 时；最小 CL=8pF 时 |
关键观察：写周期最短仅需 16ns（62.5 MHz），速度极快；而读周期则明显较慢，为 150ns（6.67 MHz）。这是 SPI 显示控制器的典型特征。
3.2.5 背光单元
| 项目 | 规格 | 单位 |
|---|---|---|
| 配置 | FORE 串联加 ONE 并联白色 LED | — |
| 阴极引脚 | BL_K1（引脚 10）和 BL_K2（引脚 11） | — |
| 阳极引脚 | BL_A（引脚 12） | — |
注意：背光配置描述为“FORE 串联加 ONE 并联白色 LED”。这通常意味着背光由多个 LED 以串并联方式组合而成。两个阴极引脚（BL_K1 和 BL_K2）表明存在两条并联通路。需要搭配恒流 LED 驱动器使用。具体驱动电流（I_F）与正向电压（V_f）在所提供的摘录中未明确给出，但会在完整规格书的光学特性表中予以定义。
3.3 光学与电光特性（Ta=25°C）
| 项目 | 项目 | 符号 | 条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 响应时间 | 响应时间 | Tr + Tf | θx = θy = 0 | — | 30 | — | ms | 注 1 |
| 对比度 | 对比度 | CR | θx = θy = 0 | — | 250 | — | — | 注 2 |
| 透过率 | 透过率 | T% | θx = θy = 0 | 4.5 | 5 | — | % | |
| 色度坐标（CIE1931） | 白色 | Wx | θx = θy = 0 | — | 0.308 | — | — | |
| 色度坐标（CIE1931） | 白色 | Wy | θx = θy = 0 | — | 0.325 | — | — | |
| 可视角度 | θT（上） | CR > 10 | — | 45 | — | 度 | 注 3 | |
| 可视角度 | θB（下） | CR > 10 | — | 20 | — | 度 | 注 3 | |
| 可视角度 | θL（左） | CR > 10 | — | 45 | — | 度 | 注 3 | |
| 可视角度 | θR（右） | CR > 10 | — | 45 | — | 度 | 注 3 | |
| 亮度 | L | IF = 80mA | — | 350 | — | cd/m² | 注 4 |
备注（摘自文档）：
- 响应时间：环境温度 = 25°C。在面板中心点测量。
- 对比度（CR）：使用 Topcon 亮度计 BM-5A，以 2° 视角锥进行测量。
- 可视角度：TN 面板典型的非对称可视角度：上（45°）、下（20°）、左（45°）、右（45°）。最佳观看方向为从上方观看。
- 亮度：在面板中心点测量，背光驱动电流为 80 mA。亮度规格为 350 cd/m²（典型值）。
3.4 版本记录
| 版本 | 修订日期 | 页码 | 内容 |
|---|---|---|---|
| 00 | 2025-5-14 | 全部 | 首次发布 |
4. 应用指南与关键注意事项
预期用途
- 消费电子（便携式游戏设备、智能家居控制面板）
- 工业人机界面与控制面板
- 手持仪器与测量设备
- 带图形用户界面的物联网设备
- 任何需要标准2.4英寸彩色显示屏且采用简单SPI接口的应用场景
关键设计注意事项
-
电源供应：
- 为主逻辑电路提供稳定的 VCC（2.4-3.3V，典型值2.75V）。
- 为I/O接口提供稳定的 IOVCC（1.65-3.3V，典型值1.8V）。
- 背光需要独立的恒流LED驱动器，连接至 BL_A（阳极） 和 BL_K1/BL_K2（阴极） 引脚。驱动电流为 80 mA（依据光学测试条件）。
-
SPI接口：
- 本产品采用4线SPI接口，配备专用的 SDA（数据输入） 和 SDO（数据输出） 引脚，支持回读操作。
- 主控MCU的SPI外设必须配置为满足快速写入时序：16ns时钟周期（62.5 MHz）。
- 注意读取时序明显较慢：150ns时钟周期（6.67 MHz）。
- D/C引脚（Pin 4） 用于选择命令（低电平）或数据（高电平）写入。
-
背光驱动：
- 背光使用2个独立的阴极引脚（BL_K1和BL_K2）。两者均须连接至LED驱动器的电流吸收输出端。
- 光学测试表中的驱动条件为典型值 80 mA。正向电压（V_f）未明确标注，但白光LED通常约为3.0V。
- 请设计能够提供 80 mA 电流且合规电压足以满足LED正向电压的恒流LED驱动器。
-
复位电路：
- RSTB引脚（Pin 2） 为低电平有效。上电期间必须将其拉低足够长的时间（通常 >10 µs）以确保正常初始化。
- 建议使用简单的RC电路（10kΩ电阻接VDD，1µF电容接GND）或MCU的GPIO引脚。
-
机械集成：
- 边框开孔： 外壳视窗设计应比可视区域（VAMds）每边小0.3mm，以遮挡非有效边缘。
- 泡棉垫圈开孔： 开孔应比可视区域每边大0.6mm，避免对显示屏表面施加压力，否则可能导致光学缺陷（Mura）。
- 触摸屏隔离： 确保触摸屏（TP）边缘不与任何金属导体接触，以防止短路或干扰。
-
温度限制：
- 工作温度：-20°C 至 +70°C。
- 存储温度：-30°C 至 +80°C。
-
视角考量：
- 本产品为TN面板，视角不对称：上（45°）、下（20°）、左（45°）、右（45°）。
- 从上方方向（12点钟方向）观看可获得最佳图像质量。下方视角有限（20°），在产品机械朝向设计中应予以考虑。
操作与合规
- 本模块符合 ROHS 标准。
- 在操作和组装过程中，请遵守标准的 ESD 防护措施。
- 本模块包含易碎玻璃和柔性电路板（FPC），请小心操作。
- 避免急剧弯折FPC，尤其是在连接器接口附近。
5. 结论与设计支持
LS024T27-S-V2 规格书详细描述了一款标准2.4英寸QVGA TN显示模块，采用4线SPI接口和ST7789T3驱动IC。
核心优势：
- 标准QVGA分辨率（240x320）： 该分辨率被众多驱动IC和软件库广泛支持。
- 快速SPI写入速度： 16ns写入时钟周期 可实现高速屏幕刷新。
- 专用SDO引脚： 支持寄存器回读和显示存储器读取，便于高级软件控制。
- 定义清晰的引脚排列： 12引脚FPC为显示控制、背光（含2个阴极引脚）和电源提供了专用引脚。
- 明确的机械设计指南： 边框开孔和泡棉开孔尺寸的明确建议简化了外壳设计。
- 版本历史： 本文件为版本00（2025-5-14首次发布），表明这是该型号的初始版本。
主要设计重点：
- SPI 驱动开发：软件工程师需通过 SPI 接口初始化 ST7789T3 驱动 IC，配置正确的工作模式，并实现显示缓冲区管理。
- 电源管理：提供稳定的 VCC (2.75V) 和 IOVCC (1.8V) 电源，以及恒流背光驱动，设定为 80 mA。
- 机械集成：遵循边框开孔和泡棉避让指引，以确保最佳显示质量并防止光学缺陷。
- 视角考量：产品设计时应充分利用 TN 面板的最佳观看方向（顶部/12 点钟方向）。
该模块是一款可靠且高性价比的解决方案，适用于需要标准 2.4 英寸彩色显示屏和简单 SPI 接口的各类嵌入式显示应用。