一種基于S3C2410A的液晶屏接口設計

目前對液晶屏的控制顯示多采用單片機、FPGA或CPLD作為控制器，編制程序多采用匯編語(yǔ)言或C51程序。本文以控制器和顯示屏集成一體的小型號LCM19264圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器為例，提出并實(shí)現了一種新型的基于S3C2410A CPU和KS0107控制器的嵌入式液晶屏接口系統，適用于POS機等許多應用領(lǐng)域，具有較高的應用價(jià)值。

1 ARM微處理器及開(kāi)發(fā)環(huán)境

1.1 ARM核心板采用S3C2410A

嵌入式系統的硬件核心是嵌入式微處理器，ARM處理器是目前公認的業(yè)界領(lǐng)先的32位嵌入式RISC微處理器，它具有體系結構可擴展，功耗低，成本低和支持處理實(shí)時(shí)多任務(wù)等特點(diǎn)，成為設計嵌入式系統時(shí)32位RISC芯片的首選，也是許多行業(yè)嵌入式解決方案的RISC芯片標準[1]。

16/32位RISC處理器S3C2410A 采用了ARM920T內核，0.18um工藝的CMOS標準宏單元和存儲器單元[2]。它的低功耗、精簡(jiǎn)和出色的全靜態(tài)設計特別適用于對成本和功耗敏感的應用。它一方面具有處理器的所有優(yōu)點(diǎn)：低功耗、高性能；同時(shí)又具有非常豐富的片上資源, 非常適合嵌入式產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。

1.2 ARM嵌入式系統的開(kāi)發(fā)環(huán)境

開(kāi)發(fā)中嵌入式操作系統選用標準的LINUX2.4內核版本。為了滿(mǎn)足嵌入式核心板的系統性能要求，需要對內核進(jìn)行一定程度的裁減修改，對某些功能模塊進(jìn)行合理的配置。其中對指定的端口地址進(jìn)行映射是必不可少的。采用專(zhuān)用的FPGA下載電纜即可將編譯通過(guò)的Linux內核下載移植到核心板的 S3C2410A中。內核的啟動(dòng)Bootloader使用了vivi。這里的交叉編譯器采用的是Arm-Linux-Toolchains；而 S3C2410A整個(gè)根目錄則使用了可讀寫(xiě)的yaffs文件系統[4]。開(kāi)發(fā)調試中可通過(guò)串口或網(wǎng)口來(lái)實(shí)現宿主機對目標板的控制使用。

2 基于S3C2410A的液晶屏接口設計

2.1 S3C2410A與KS0107的接口控制

S3C2410A的存儲系統地址空間總共由8個(gè)存儲器Bank構成，每個(gè)Bank 128M字節，總共1G字節/8Banks。6個(gè)是ROM、SRAM等類(lèi)型存儲器Bank。剩下的2個(gè)可以作為ROM、SRAM、SDRAM等存儲器 Bank。除Bank0只能是16/32位寬之外，其他Bank都具有可編程的訪(fǎng)問(wèn)大小，可以是8/16/32位寬。前7個(gè)存儲器Bank有固定的起始地址，最后一個(gè)Bank的起始地址是可調整的，最后兩個(gè)Bank的大小是可編程的，且所有Bank的訪(fǎng)問(wèn)周期都是可編程的。Bank0 的數據總線(xiàn)（nGCS0）必須首先設置成16位或32位的。因為Bank0通常作為引導ROM區（映射到地址0x0000-0000）。Bank6和 Bank7通常分給SDRAM.。S3C2410A接16/32位或多片8位存儲器時(shí)地址線(xiàn)需要錯位連接。

系統選用LCM19264系列液晶模塊，LCM19264點(diǎn)陣液晶屏單色液晶模塊帶有KS0107控制器，點(diǎn)陣形式為192 x 64，8位雙向數據總線(xiàn)，可以顯示圖形和文字。3個(gè)控制芯片，管理8頁(yè)(每頁(yè)為8行像素)和192列(每個(gè)芯片各自控制64列)的圖形屏幕，因此構成了 192列，64行的像素矩陣，即所能使用的顯示范圍。

LCM19264型圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊與S3C2410A CPU的連接方式采用直接訪(fǎng)問(wèn)方式。直接訪(fǎng)問(wèn)方式是將液晶顯示模塊的接口作為存儲器或I／O設備直接掛在S3C2410A總線(xiàn)上，S3C2410A以訪(fǎng)問(wèn)存儲器或I／O設備的方式操作液晶顯示模塊的工作。KS0107控制器是應用于S3C2410A系統與液晶模塊之間的控制芯片，它接收來(lái)自 S3C2410A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。這樣可以大大緩解S3C2410A CPU的控制輸出，使用更加靈活，因此該解決方案具有很強的通用性。

對于液晶顯示屏的數據接口，因為S3C2410A與液晶顯示屏均由3.3V供電，可以經(jīng)緩沖后將二者數據線(xiàn)相連，這樣S3C2410A就能將ROM或RAM中的數據直接送入KS0107控制器的緩存中以便顯示。

液晶顯示屏的控制信號由S3C2410A地址線(xiàn)的第6位、第7位和第8位經(jīng)過(guò)74HC138譯碼產(chǎn)生。因此液晶屏控制器的數據端口、控制端口和狀態(tài)端口具有不同的地址。S3C2410A對液晶屏的控制信號是由其自身的數據口來(lái)充當的，即控制信號作為數據的形式發(fā)送到液晶屏控制器KS0107，再由 KS0107按照固定時(shí)序完成對液晶顯示屏的控制。實(shí)際上完全可以將液晶屏的讀寫(xiě)由一個(gè)端口地址來(lái)實(shí)現，此時(shí)譯碼輸出端該管腳為高時(shí)，通過(guò)非門(mén)輸出的低電平來(lái)做為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。表1是LCM192644的主要引腳功能。

表1 LCM192644芯片引腳說(shuō)明