基于MSP430的電子紙驅動(dòng)接口設計

1 引言
電子紙(ePaper)是新一代的顯示裝置，其對比度超高，超低功耗，超薄，且可任意彎曲折疊，柔韌性良好。電子紙的應用出現急速擴大，應用于超市價(jià)格標簽、在手機、電子書(shū)閱讀器。電子紙已成為繼液晶與OLED之后便攜式電子裝置使用的新型顯示技術(shù)。這里提出一種采用MSP43OF413單片機的電子紙驅動(dòng)接口設計方案。MSP430F413自帶LCD顯示單元，在軟件設計中可將其顯示內存作為刷新電子紙顯示的內存，從而節約MCU的內存資源。

2 電子紙硬件設計
主控制器MSP430F413單片機是一種超低功耗混合信號16位單片機系列，采用16位精簡(jiǎn)指令系統，125 ns指令周期，大部分指令在一個(gè)指令周期內完成，16位寄存器和常數發(fā)生器，發(fā)揮最高代碼效率，而且片內含有硬件乘法器，大大節省運算時(shí)間。該器件采用低功耗設計，具有5種低功耗模式，電壓范圍為1．8~3．6 V。在工作模式下，3 V工作電壓1 MHz工作頻率時(shí)電流為240μA；在待機模式下，電流為0．7μA；掉電模式(RAM數據保持不變)電流為0．1μA?？紤]到低功耗設計。選用MSP430F413型單片機，在線(xiàn)系統設計、開(kāi)發(fā)調試及實(shí)際應用上都表現出與其他單片機非常明顯的優(yōu)勢。
本設計采用E-INK公司段碼式電子紙，如圖1所示。電子紙是在兩層透明軟片間夾放帶靜電的有色小球，兩種顏色顆粒、分別帶正負不同靜電，膠片外面加以正負電極，由于同性排斥、異性相吸，小球位置移動(dòng)，點(diǎn)亮某段，圖2為電子墨水微膠囊剖面圖。電子紙真值表與靜態(tài)顯示液晶模塊相類(lèi)似，分為SEG段和TopPlane段，當SEG段和TopPlane段存在一個(gè)電勢差時(shí)，電子紙中的電子墨水就會(huì )移動(dòng)，相應段就會(huì )點(diǎn)亮和熄滅。

圖3為系統硬件連接圖，電子紙需要專(zhuān)門(mén)的驅動(dòng)器方可驅動(dòng)顯示，本設計的電子紙驅動(dòng)器件采用EPSON公司生產(chǎn)的S1C05112，S1C05112內置接口電路和驅動(dòng)電子紙模塊，采用3 V供電，便于與MCU通信。電子紙驅動(dòng)模塊分別與MCU的I／O 口連接。通過(guò)I／O模擬電子紙驅動(dòng)模塊時(shí)序圖。主控制器通過(guò)軟件實(shí)現電子紙驅動(dòng)模塊的初始化啟動(dòng)、刷新顯示和關(guān)斷。