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近年來(lái),隨著(zhù)低價(jià)格､高性能DSP芯片的出現,DSP已越來(lái)越多地被應用于高速信號采集､語(yǔ)音處理､圖像分析處理等領(lǐng)域中,并顯示出巨大的優(yōu)越性｡智能彩色液晶顯示器具有顯示直接美觀(guān)､便于操作的特點(diǎn),被用作各種便攜式系統的顯示前端｡它一般采用工業(yè)級的高頻CPU?可以自行對接收的命令和數據進(jìn)行處理?因而能夠提高用戶(hù)端接口的軟件開(kāi)發(fā)效率｡ 一般的液晶顯示往往采用單片機控制?但在系統需要大量高速實(shí)時(shí)數據的情況下,單片機由于受處理速度的限制就顯得力不從心?而且一般的液晶顯示仍采用煩瑣的點(diǎn)陣操作來(lái)顯示漢字和圖形,而這又增加了軟件開(kāi)發(fā)的難度｡為了解決這些問(wèn)題,本文將提出一種基于DSP控制的智能彩色液晶顯示器的接口設計方法,從而有效地解決了上述問(wèn)題｡ 智能彩色液晶顯示器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)LCD)VK63是上海廣電集團北京分公司的產(chǎn)品,它具有體積小､功耗低､無(wú)輔射､壽命長(cháng)､超薄､防振及防爆等特點(diǎn)｡該顯示器的顯示顏色為256色,可顯示字符為ASCII的二級字庫,中文顯示為15行×20列,圖形點(diǎn)陣320×RGB×240｡ 該LCD采用大規模門(mén)陣列集成電路,從而避免了用煩瑣的點(diǎn)陣操作來(lái)顯示漢字和圖形,減輕了軟件開(kāi)發(fā)人員的負擔,提高開(kāi)發(fā)效率;由于采用全數字化設計,因而顯示穩定可靠,抗強電磁干擾;該LCD采用工業(yè)級的CPU(89C51),機內配置有二級字庫,可通過(guò)串口或三態(tài)數據總線(xiàn)并口接收控制命令數據,并自行對接收的命令和數據進(jìn)行處理,以實(shí)時(shí)顯示用戶(hù)所要顯示的各種曲線(xiàn)､圖形和中西文字體｡其原理框圖如圖1所示｡ LCD的命令碼為十六進(jìn)制碼格式,每個(gè)命令均以十六進(jìn)制碼的“1B”開(kāi)頭,后面為命令代碼和所需要的參數｡其中XH表示X坐標的高8位,XL表示X坐標的低8位,YH表示Y坐標的高8位,YL表示Y坐標的低8位｡ LCD的圖形方式以光點(diǎn)為最小點(diǎn)陣顯示單位,每個(gè)光點(diǎn)包含RGB三個(gè)色點(diǎn)｡字符方式以8×16點(diǎn)陣為最小顯示塊單位｡西文字符占一個(gè)顯示塊,16×16點(diǎn)陣的漢字占兩個(gè)顯示塊｡本機每顯示一個(gè)字符或漢字后?光標自動(dòng)右移一個(gè)字符或漢字位?所以在同一行里順序寫(xiě)入漢字或字符時(shí)?不用再加光標定位命令,即可連續送入內碼｡ 如圖形操作為畫(huà)一實(shí)心矩形,那么,其命令代碼為:1B 41 color XH1 XL1 YH1 YL1 XH2 XL2 YH2 YL2,其中,color為顏色代碼,X1 Y1為左上角坐標,X2 Y2為右下角坐標｡其具體操作是以點(diǎn)(X1,Y1)為左上角坐標,以點(diǎn)(X2,Y2)為右下角坐標,使用指定的顏色畫(huà)實(shí)心矩形｡ 2.1 串行通訊的硬件設計 LCD選用標準RS-232通訊接口,按串口方式工作｡一幀信息為10位,內含1位起始位(0),8位數據位(先低位后高位),1位停止位(1)｡ 為了提高通訊速度,顯示器內設置了一個(gè)128字節的輸入緩沖區｡發(fā)送數據前應先檢查DTR信號(RS232電平),若DTR為負電平(對應COMS高電平),則表示緩沖區滿(mǎn),要等到DTR信號變?yōu)檎娖?對應COMS低電平)后再發(fā)送數據｡如果每組的數據量少于128字節,同時(shí)每組之間又有足夠的間隔,則不用判斷DTR信號就可連續發(fā)送數據｡圖2所示是其硬件接口原理框圖｡ 2.2 串行通訊軟件設計 此設計是一個(gè)具體工程項目(無(wú)功與諧波補償裝置)的液晶顯示部分程序,主要完成顯示“系統是否投入工作以及工作是否正�！钡母鞣N彩色圖形曲線(xiàn)和文字,其中顯示標志寄存器和COUNT數據寄存器的值都由相關(guān)應用程序給定｡通過(guò)設置等待寄存器WSGR(賦值為0)和檢測I/O的DTR信號可以防止數據發(fā)送丟失,從而實(shí)現高速DSP與外部低速LCD的通信｡由于篇幅有限,這里只給出了串行初始化和數據發(fā)送部分的程序｡其程序流程框圖如圖3所示｡ (1)串行通訊初始化程序 LDP # 0E0H ;設置串行通訊口各寄存器 SPLK # 0017H,SCICCR ;SCI使能,空閑線(xiàn)喚醒模式,8位數據,無(wú)奇偶校驗位 SPLK # 0013H,SCICTL1 ;接收､發(fā)送､內部時(shí)鐘使能,SLEEP=0 SPLK # 0000H,SCICTL2 ;接收和發(fā)送中斷禁止 SPLK # 0000H,SCIHBAUD SPLK # 0082H,SCILBAUD ;波特率為9600 SPLK # 0020H,SCIPC2 ;設置SCITXD為串行發(fā)送功能,SCIRXD為I/O口功能 SPLK #0033H,SCICTL1 ;串口初始化完成 LAR AR0,#SCITXBUF ;發(fā)送緩沖寄存器地址 (2)數據串行發(fā)送程序 SCISS: LDP #0E0H BIT SCIPC2,BIT3 ;檢測DTR信號,判斷輸入緩沖區是否滿(mǎn) BCND SCISS,TC ;若緩沖區滿(mǎn),繼續查詢(xún)等待 LDP #4H ;DP指向用戶(hù)定義數據頁(yè)4(0200H-0280H) LACL SCITEMP MAR *,AR0 ;數據送SCITXBUF發(fā)送緩沖區 SACL * XMIT_RDY: LDP # 0E0H BIT SCICTL2BIT7 ;判發(fā)送器是否空 BCND XMIT_RDY,NTC RET3 DSP與LCD的并行通訊設計 3.1 并行通訊硬件設計 LCD自身具有一個(gè)三態(tài)數據總線(xiàn)并口(并口為COMS電平),可以同主機進(jìn)行通訊｡它的外部有12條線(xiàn)同DSP相連,即D0~D7､WRCS､BUSY､INT和GND｡其中WRCS為片選信號和寫(xiě)信號的邏輯或非,上升沿有效｡BUSY信號為高(COMS電平)表示忙｡INT為中斷申請信號,低電平有效｡圖4所示是其并行接口的硬件原理圖｡圖5所示是LCD的時(shí)序圖｡其中TW為WRCS信號的脈沖寬度,TSU為數據建立時(shí)間,TH為數據保持時(shí)間｡這些參數的具體要求為: TW不小于16ns;TSU不小于12ns;T大于0ns ;TH不小于5ns;TI不小于2μs｡ 3.2 并行通訊軟件設計 并行通訊的編程思想與串行通訊軟件的設計基本相同｡但并行通訊是通過(guò)設置等待寄存器WSGR?賦值為0 和檢測IOPC5的BUSY忙信號來(lái)防止發(fā)送數據丟失,以實(shí)現高速DSP與外部低速LCD的通信｡圖3所示的流程圖也適用于并行通訊｡ (1)并行通訊初始化程序 LDP # 0E1H LACL OCRB AND # 00CFH ;IOPC(4-5)配置為一般I/O功能 SACL OCRB LACL PCDATDIR OR # 1000H ;IOPC4口為輸出方式 SACL PCDATDIR LACL PCDATDIR AND # 0DFFFH ;IOPC5口為輸入方式 SACL PCDATDIR (2)數據并行發(fā)送程序 SCISS:;判斷IOPC5口的BUSY信號是否忙 LDP # 0E1H LACL PCDATDIR LDP # 4H SACL BUSYDATA BIT BUSYDATA,BIT5 BCND SCISS, TC ;若BUSY為高,繼續查詢(xún)等待 LDP # 4H ;若BUSY為低, 把數據送到端口8000H. OUT PARALTEMP,8000H LDP # 0E1H LACL PCDATDIR AND # 0FFEFH ;將IOPC4口的INT信號置低 SACL PCDATDIR RPT # 50 ;延時(shí)2.5μs NOP LDP # 0E1H LACL PCDATDIR OR #0010H ;將IOPC4口的INT信號置高 SACL PCDATDIR RET 4 結束語(yǔ) 本文提出的基于DSP控制的智能彩色液晶顯示器接口設計能夠很好地解決高速DSP與外部低速設備的通信問(wèn)題,本設計嘗試采用了串行和并行兩種通訊方案,其中前者DSP只需用3根線(xiàn)即可實(shí)現數據串行通信,因而節約了DSP的外部資源,雖然傳輸速度稍低,但能滿(mǎn)足大多數實(shí)際工程的需要?而后者采用并行通訊雖然數據傳輸速度較快,但會(huì )受到LCD所帶CPU(89C51)解釋命令速度的限制,雖然液晶顯示速度比前者稍快20%左右,但要占用DSP外部資源的12根線(xiàn)｡通過(guò)對上述兩種方案的比較,最終設計項目采用了串行通訊方案,并在實(shí)際應用中取得了很好的效果｡ |
