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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，并且日益顯示其巨大的優(yōu)越性。而液晶顯示屏更以其顯示直觀(guān)、便于操作的特點(diǎn)被用作各種便攜式系統的顯示前端。傳統的液晶顯示往往采用單片機控制。但在系統有大量高速實(shí)時(shí)數據的情況下，單片機由于受到處理速度的限制就顯得力不從心。為了解決這些問(wèn)題，本文提出了一種基于DSP控制的液晶顯示屏的設計，有效地解決以上所遇到的問(wèn)題。 1 SED1335控制器的介紹 AT-320240Q1型液晶顯示屏是由臺北晶采用電科技股份有限公司生產(chǎn)的一款內嵌SED1335控制器的液晶顯示屏。它由320×240點(diǎn)陣構成，具有高分辨率（點(diǎn)型為0.225mm×0.225mm）、接口方便（5V或3.3V）、設計簡(jiǎn)便（內嵌控制器）、功耗低、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，常常用于各種便攜式設備顯示前端以及日用家電顯示模塊中�；�320×240點(diǎn)陣的顯示屏具有多種擴展功能供用戶(hù)選擇，大大方便了用戶(hù)，提高了系統的集成度與實(shí)用性。 SED1335控制器是由日本EPSON公司生產(chǎn)的一款液晶顯示屏控制器，與同類(lèi)產(chǎn)品相比，功能最強。其主要特點(diǎn)有： ?有較強功能的I/O緩沖器； ?指令功能豐富； ?四位數據并行發(fā)送； ?圖形和文本方式混合顯示。 SED1335控制器的指令集見(jiàn)表1。SED1335控制器具有13條指令，多數指令帶有參數，參數值可由用戶(hù)根據所控制的液晶顯示模塊的特征和顯示的需要來(lái)設置。 表1 SED1335控制器指令表 SED1335控制器是應用于MPU系統與液晶模塊之間的控制芯片，它接收來(lái)自MPU系統的指令與數據，并產(chǎn)生相應的時(shí)序及數據控制模塊的顯示。A0為LCD控制制寄存器的選擇輸入，分別選通指令輸入緩沖器和數據輸入緩沖器，類(lèi)似于通常字符點(diǎn)陣LCD模塊的RS或D/I。MPU把指令代碼寫(xiě)入指令輸入緩沖器內（即A0=1），指令的參數數據則隨后通過(guò)數據輸入緩沖寫(xiě)入（A0=0）。帶有參數指令代碼的作用之一就是選通相應的參數寄存器，任一條指令的執行（除SLEEPIN、CSRDIR、CSRR和MREAD外）都產(chǎn)生在附屬參數的輸入完成之后。MPU也可用寫(xiě)入新的參數與余下的舊參數有效地組合成新的參數組。需要注意的是，在實(shí)際使用指令時(shí)，如果該指令具有多個(gè)參數，則必須按順序依次寫(xiě)入各個(gè)參數，不能隨意省略。尤其在MPU操作SED1335及其控制的液晶顯示模塊時(shí)，必須首先寫(xiě)入SYSTEN SET（40H）指令。如果該指令設置出現錯誤，則顯示必定不正常。 這里著(zhù)重介紹CPSDIR指令。該指令的作用是規定光標地址指針自動(dòng)移動(dòng)的方向。SED1335所控制的光標地址指針實(shí)際也是顯示RAM的當前地址指針。在控制器執行完讀寫(xiě)操作后，將自動(dòng)修改光標地址指針。該指令有四個(gè)參數：4C/4D/4E/4FH，分別表示修改的四個(gè)方向，這樣就具有了很強的作圖功能，這也是很多液晶控制器所沒(méi)有的。在A(yíng)T-320240Q1型液晶顯示屏的設計中，顯示的順序是從右向左，即顯示屏上的一個(gè)8×1點(diǎn)陣從左至右依次對應內存單元中1bit數據的高位到低位。因此對于常規的字模來(lái)說(shuō)，就會(huì )導致顯示相反的現象，可通過(guò)控制光標地址指針的移動(dòng)方向很好地解決這個(gè)問(wèn)題。 2 DSP與液晶顯示屏硬件接口的設計 由于該款液晶顯示屏內嵌了SED1335控制器，并且將接口電路直接引出，因此對于用戶(hù)而言，整體設計大大簡(jiǎn)化，只需考慮DSP同接口電路間的連接即可。 以下是DSP與該液晶顯示屏硬件接口的一種設計方案，如圖1所示。 在該系統的設計過(guò)程中，選用了TI公司的TMS320C5402芯片。由于其內部ROM不可寫(xiě)，所以外掛一片32K的27256 EEPROM作為外部程序區來(lái)存儲程序與外部字庫�？紤]到TMS320C5402芯片具有高達1Mbit的外擴空間，實(shí)際應用時(shí)用戶(hù)可以根據需要改變ROM的大小。對于液晶顯示屏的數據接口，因為DSP與液晶顯示屏均由3.3V供電，可以直接將二者數據線(xiàn)相連，這樣DSP就能將ROM或RAM中的數據直接送入控制器的緩存中以便顯示。液晶顯示屏的控制信號由DSP地址線(xiàn)的第16位與第9位譯碼，因此在程序的設計中，指令口地址為8100H，數據口地址為8000H。由于DSP的讀寫(xiě)管腳復用，當該管腳為高時(shí)，通過(guò)非門(mén)輸出低電平選通液晶顯示屏的讀信號；當讀管腳為低時(shí)，則直接選通液晶顯示屏的寫(xiě)管腳。 3 DSP控制液晶顯示屏的軟件設計 這里通過(guò)液晶顯示屏的初始化過(guò)程以及如何顯示一幅圖畫(huà)來(lái)具體說(shuō)明DSP控制液晶顯示屏的軟件設計。需要顯示的圖片如圖2所示�？梢酝ㄟ^(guò)WINDOWS附帶的畫(huà)圖工具制作這樣一幅320×240的黑白位圖。針對這款顯示屏是由右向左顯示的特點(diǎn)，需要將其垂直對稱(chēng)翻轉，最后將處理過(guò)的圖片以16進(jìn)制文件的形式燒入外部27256中。該圖片數據文件在DSP外部空間的起始地址為：0C000H。 由流程圖（圖3）可以看出，在系統硬件上電復位后，軟件根據用戶(hù)的需要自動(dòng)對各項控制器指令代碼及其參數進(jìn)行設置，從而完成對液晶模塊的參數（如液晶的行數、列數、掃描頻率、光標的位置等）以及顯示方式等一系列的初始化過(guò)程。在對系統進(jìn)行正確的初始化以后，可以通過(guò)DSP將外部ROM中的數據直接送至SED1335顯示緩沖區，控制器就可以控制液晶屏顯示出用戶(hù)所要的圖畫(huà)。同時(shí)用戶(hù)也可以根據自己的需要在主程序運行的過(guò)程中改變圖片顯示的形式，只需在表1中選擇相應的指令代碼以及參數即可。 設置系統指令及其參數的方法如下：根據用戶(hù)硬件電路的設計，先將指令代碼送到SED1335控制器的命令口地址；然后把該指令的參數依次送到數據口地址，經(jīng)過(guò)系統指令及其參數的設置后，就可以把數據送到數據口地址。具體語(yǔ)法形式如下： 指令設置語(yǔ)句： STM #XXH，AR0 ；XXH為指令代碼 PORTW AR0，#8100H ；8100H為命令口地址 參數設置語(yǔ)句： STM #XXH，AR0 ；XXH為指令參數 PORTW AR0，#8000H ；8000H為數據口地址 ………… 數據輸入語(yǔ)句： STM #XXH，AR0 ；XXH為用戶(hù)數據 PORTW AR0，#8000H ；8000H為數據口地址 ………… 液晶顯示屏的初始化程序如下： INIT： STM #40H，AR0 ；系統設置命令，指令代碼：40H PORTW WR0，#8100H STM #10H，AR0 ；標準設置 PORTW AR0，#8000H STM #87H，AR0 ；設置光標寬度為8 PORTW AR0，#8000H STM #07H，AR0 ；設置光標高度為8 PORTW AR0，#8000H STM #27H，AR0；設置LCD每行需要的字節數， PORTW AR0，#8000H每行320個(gè)點(diǎn)，行數為320/8=40 STM #36H，AR0 ；設置液晶的掃描頻率約為70Hz PORTW AR0，#8000H STM #0F0H，AR0 ；設置LCD的點(diǎn)行數為240 PORTW AR0，#8000H STM #28H，AR0 ；設置顯示屏一行所占顯緩的字節數 PORTW AR0，#8000H STM #00H，AR0 PORTW AR0，#8000H STM #44H，AR0 ；SCROLL指令，指令代碼：44H PORTW AR0，#8100H STM #00H，AR0 ；確定第一顯示區的首地址 PORTW AR0，#8000H STM #00H，AR0 PORTW AR0，#8000H STM #240D，AR0 ；設置第一顯示區的行數 PORTW AR0，#8000H STM #00H，AR0 ；確定第二顯示區的首地址 PORTW AR0，#8000H STM #40H，AR0 PORTW AR0，#8000H STM #0F0H，AR0 ；設置第二顯示區的行數 PORTW AR0，#8000H STM #00H，AR0 ；確定第三顯示區的首地址 PORTW AR0，#8000H STM #80H，AR0 PORTW AR0，#8000H STM #4CH，AR0 ；設置光標自動(dòng)由左向右移動(dòng) PORTW AR0，#8100H STM #5BH，AR0 ；設置顯示屏為兩層疊加顯示方式 PORTW AR0，#8100H STM #0DH，AR0 PORTW AR0，#8000H ………… STM #42H，AR0 ；液晶顯示屏顯緩寫(xiě)指令 PORTW AR0，#8100H LD #240D，A ；清屏程序 LOOP1：LD #40D，B LOOP2：STM #00H，AR0 PORTW AR0，#8000H SUB #1H，B BC LOOP2，BNEQ SUB #1H，A BC LOOP1，ANEQ RET ；初始化結束 顯示圖片的主程序如下： AMIN：STM #800H，SP CALL INIT ；調用液晶顯示屏初始化程序 STM #0C03EH，AR1 ；位圖數據相對于BMP文件頭的地址 STM #42H，AR0 PORTW AR0，#8100H ；送液晶顯示屏緩寫(xiě)指令 LD #240，A CMP：LD #40，B CMP1：PORTW AR1+，#8000H；將320×240的位圖數據依次寫(xiě)入緩存區 SUB #1，B BC CMP1，BNEQ SUB #1，A BC CMP，ANEQ B $ ；主程序結束 以上就是該系統的軟件設計。由于篇幅有限，這里省略了某些控制指令的設置，用戶(hù)可根據實(shí)際需要添加設置。在實(shí)際的軟件設計中，DSP匯編語(yǔ)言執行過(guò)程中由于本身延時(shí)而引起的數據丟失現象，可以適當地加入空指令（NOP）來(lái)解決。同時(shí)，本程序中使用圖片顯示的例子只是用來(lái)說(shuō)明控制器的利用方面就顯得有些浪費而且靈活性較差。針對那些存儲空間有限、效率要求高的系統，可以制作成字模存儲在外部ROM中供多次調用， 當顯示文字時(shí)只需計算出顯示地址而后調用字模入口地址即可。 本文提出的基礎DSP控制的液晶顯示屏，作為示波表顯示前端已在實(shí)際應用中取得了成功。該系統中所選用具有64K大容量緩存區的SED1335控制器，適用于多種點(diǎn)陣規格的顯示屏使用，加之其內部固化的字符發(fā)生器可產(chǎn)生160種字模，以及具有通過(guò)改變指令參數可實(shí)現圖像的閃爍、翻轉、移動(dòng)等特點(diǎn)，因此從總體性能方面而言其大大強于同類(lèi)型的其它控制器，非常適用于各種便攜式系統顯示前端的設計。 |
