基于TMS320LF2407A控制SED1335液晶顯示方案

1 硬件設計

1.1 TMS320LF2407A的特點(diǎn)

TMS320LF2407A芯片作為DSP控制器24x系列的新成員，是TMS320C2000平臺下的一種定點(diǎn)DSP芯片，也是目前TMSC2000家族中集成度高，性能最強的芯片[1]，它與現存的24xDSP控制器芯片代碼兼容，但是資源更加豐富、功能更強，其特點(diǎn)是：采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，使得供電電壓將為3.3V，減小了控制器的功耗，40MIPS（百萬(wàn)條指令每秒）的執行速度使得指令周期縮短到25ns，從而提高了控制器的實(shí)時(shí)控制能力，片內有32KB的Flash程序存儲器，高達1.5KB的數據/程序RAM，544B雙口RAM（DRAM）和2KB的單口RAM（SARAM）。TMS320LF2407A芯片集成了16通道10位500ns的高性A/D轉換器；CAN2.0模塊；串行通信接口（SCI）模塊，16位SPI（串行外部設備接口）模塊，WD（看門(mén)狗）定時(shí)器模塊，基于PLL（鎖相環(huán)）的時(shí)鐘發(fā)生器，高達41個(gè)可單獨編程和復用的GPIO（通用輸入/輸出）引腳，5個(gè)外部中斷（2個(gè)驅動(dòng)保護、復位和2個(gè)可屏蔽中斷），電源管理具有3種低功耗模式等。并且，TMS320LF2407A具有2個(gè)事件管理器模塊EVA和EVB，每個(gè)事件管理器包括：2個(gè)16位通用定時(shí)器，8個(gè)16位PWM（脈寬調制）通道，可以實(shí)現三相反相器控制、PWM的中心或邊緣校正，當外部引腳PDPINTX出現低電平時(shí)快速關(guān)閉PWM通道，防止擊穿故障的可編程的PWM死區控制，對外部事件進(jìn)行定時(shí)捕捉的3個(gè)捕獲單元，片內光電編碼器接口電路，如此功能強大使得TMS320LF2407A大大簡(jiǎn)化了外部硬件電路的設計。

1.2 SED1335的性能特點(diǎn)

SED1335是SEIKDEPSON公司出品的LCD控制器，具有較強功能的I/O緩沖器，指令功能豐富，4位數據并行發(fā)送，在同類(lèi)產(chǎn)品中是功能最強大的，SED1335硬件結構可分為MPU接口、控制部分和驅動(dòng)LCM部分，結構如圖1所示。

DSP或單片機可以隨時(shí)訪(fǎng)問(wèn)SED1335而不需要判別其當前的工作狀態(tài)，SED1335及時(shí)地把DSP送來(lái)的指令代碼和參數或顯示數據到位，或把顯示數據送到系統的數據總線(xiàn)供DSP讀取，SD3335的忙標志寄存器僅有1位忙標志位BF，當BF＝1時(shí)，表示SED1335正在向LCD模塊傳送有效顯示數據，在傳送完一行有效顯示數據到下一行傳送開(kāi)始之間的間歇時(shí)間內BF＝0，在向SED1335進(jìn)行大數據量傳輸時(shí)，還需要加入判忙狀態(tài)位BF的檢測，否則有可能使顯示出現雪花現象。

SED1335的軟件功能非常強，共有14條指令，且多數指令都帶有若干參數，參數值由使用者根據需要設置[2]，DSP訪(fǎng)問(wèn)SED1335首先將指令代碼寫(xiě)入指令緩沖器（A＝1），隨后將該指令所需參數按順序通過(guò)數據輸入緩沖器（A＝0）寫(xiě)入相應的功能寄存器內。SED1335指令代碼既可設置功能位、又是參數寄存器的選通碼。除了SLEEP IN指令，CSRDIR指令，CSRR指令和MREAD指令外，所有的指令執行都將在其參數的輸入完成后。SED1335控制部擁有一個(gè)內部字符發(fā)生器，具有160種5×7點(diǎn)陣字體的字符，控制部能分區管理64KB的顯示存儲器，可以同時(shí)管理3個(gè)或4個(gè)顯示區，并同時(shí)管理自定義字符發(fā)生器。

1.3 硬件接口電路

SED1335控制部是SED1335的核心，主要作用是接收主機的指令和數據，產(chǎn)生相應的時(shí)序及數據來(lái)控制LCD模塊，TMS320LF2407A與SED1335的接口電路如圖2所示，其中D0－D7為數據中線(xiàn)，WR為寫(xiě)選通信號，RD為讀選通信號，CS為器件選通信號，RST為復位信號，A0決定是數據還是指令，VO為L(cháng)CD驅動(dòng)電壓，TMS320LF2407A是3.3V電源器件，而MSPG320240是5V電源供電，所以它們不能直接相連。

由于在顯示過(guò)程中，TMS320LF2407A需要將數據寫(xiě)入控制器，有時(shí)又要從控制器中讀數據，因此數據總線(xiàn)上的信號流是雙向的，如果把兩者直接相連，數據的流向可能會(huì )對TMS320LF2407A造成損害，所以在設計中采用74LVC4245進(jìn)行總線(xiàn)電平轉換，為解決此問(wèn)題，也可以使用兼容3.3V和5V的CPLD（復雜可編程邏輯器件），例如MAX7000，通過(guò)它來(lái)連接SED1335與TMS320LF2407A，同時(shí)為了提高TMS320LF2407對控制器的驅動(dòng)能力，且適合電平要求，SED1335的5個(gè)控制端口通過(guò)非門(mén)74HC04分別與TMS320LF2407A的輸入/輸出端口A(yíng)相連，通過(guò)對這個(gè)控制口不同的信號組合可以實(shí)現寫(xiě)指令代碼、 寫(xiě)參數、讀參數及顯示數據等，由于LCD模塊需要負電壓驅動(dòng)才能工作，所以必須有負壓產(chǎn)生電路，常用的負電源產(chǎn)生方法有以下2種，一種是采用79系列三端集成穩壓器，可產(chǎn)生－18V（7918）、－24V（7924）等電源，另一種是再生DC/DC模塊或采用DC/DC集成電路制造負電源。SD1335有時(shí)需要配有CCFL（冷陰極發(fā)光）器件，有背光燈管，在點(diǎn)背光時(shí)需要逆變器，型號為CAX L10A或QPY－L10A，逆變器供點(diǎn)為5V直流電源，輸出交流電壓在驅動(dòng)背景光，輸出管腳OUT1、OUT2中任選一腳與OUT GND組成兩端接至LCD的背光引腳。

2 軟件設計

2.1 訪(fǎng)問(wèn)I/O空間的方法

由于TMS320LF2407A的速度最高可達到40MIPS，而SEED1335的晶振頻率在1M赫茲到10M赫茲之間，所以DSP全速訪(fǎng)問(wèn)SED1335是不可行的，解決的方法有2種：一種是可以設置DSP中的等待狀態(tài)寄存器WSGR，通用增加等待狀態(tài)的方法解決2個(gè)器件的速度匹配問(wèn)題，另一種是在每一條指令間加入一定的延時(shí)，一般為1μs為以上，把SED1335地址放在TMS320LF2407A的I/O空間，所以必須知道如何訪(fǎng)問(wèn)它訪(fǎng)問(wèn)DSP的I/O空間為匯編語(yǔ)言中有專(zhuān)門(mén)的指令，從程序的可移植性和通用性方面考慮，選用C語(yǔ)言編程有極大的優(yōu)越性，這里介紹如何在C語(yǔ)言編譯環(huán)境CCS2.2（C2000）中訪(fǎng)問(wèn)DSP的I/O空間，在TI公司針對24XX系列DSP的優(yōu)化C語(yǔ)言中有一個(gè)關(guān)鍵字ioport，可以在C語(yǔ)言環(huán)境中方便訪(fǎng)問(wèn)I/O空間，具體定義如下：

2.2 初始化SED1335

初始化的作為是根據LCD結構對LCD模塊進(jìn)行參數設置，因為參數設置是根據LCD模塊的結構來(lái)決定的，所以同一種類(lèi)LCD模塊的參數設置基本上大同小異[3]。對于MSPDDG320240，下面給出它的SYSTEM SET和SCROLL參數，SYSTEM SET指令是SED1335的軟件初始化指令，該指令有8個(gè)參數；SCROLL指令用來(lái)設置顯示RAM區的起始地址及所占有的顯示行數，該指令有10個(gè)參數，這2條指令參數設定值為：SYSTEM SET：0x30，0x87，0x07，0x28，0x2f，0x0f0，0x28，0x00；SCROLL：0x00，0x00，0x0f0，0x00，0x40，0x0f0，0x00，0x80，0x00，0x00。

2.3 液晶顯示方案

SED1335可顯示文本、圖形和字符。顯示特性有些區別，但是實(shí)質(zhì)上是一樣的，都是對LCD屏上特定的區域寫(xiě)入相關(guān)的數據，這些數據以數組的形式事先建立在程序的開(kāi)頭處，在現實(shí)這些漢字、字符與圖形時(shí)把數據寫(xiě)入顯示RAM中，軟件流程見(jiàn)圖3，具體顯示特性和顯示合成方式通過(guò)設置OVLAY指令確定。

不失一般性，下面給出顯示漢字和字符的子程序：

在子程序中x，y為顯示字符在LCD屏上的位置坐標，以L(fǎng)CD屏左上角為原點(diǎn)，左邊正方向為向左、向下，codeno為字符代碼號，從0x80－0xbf，每個(gè)漢字占用4個(gè)序號，如0x80所表示的漢字占用x80，0x81，0x82，0x83這4個(gè)序號，0x80－0x9f序號共有8個(gè)漢字，字模占用1335中用戶(hù)自定義字庫一區，0xa0－0xbf序號共有8個(gè)漢字，字模占用1335中用戶(hù)自定義字庫二區，Return為返回值。PSystemSet[6]為SYSTEM SET指令的第7個(gè)參數值，表示顯示屏一行作占顯示緩沖區的低位字節數。

4 結束語(yǔ)

本文以TMS320LF2407A為處理機，發(fā)送指令和數據給LCD模塊的控制器，該模塊由程序存儲器、數據存儲器和其他外圍芯片構成，主要介紹二者的硬件組成和接口設計，如何通過(guò)軟件在LCD屏上顯示本文、圖形和字符等方面的應用，本文設計的系統具有成本低、硬件簡(jiǎn)單、運行穩定可靠、傳輸速度快、開(kāi)發(fā)周期短的優(yōu)點(diǎn)。適用于短距離無(wú)線(xiàn)傳輸和數據采集領(lǐng)域，有著(zhù)廣泛的應用前景，特別是在智能家電等設備上。