基于DSP的液晶顯示器接口控制設計方案

　　1 引言

　　DSP即數字信號處理器，是一種特別適用于數字信號處理運算的微處理器，速度快，功能強，廣泛應用于圖形圖像處理、語(yǔ)音處理、儀器儀表、通信、多媒體及軍事等領(lǐng)域。液晶顯示器由于具有功耗低、價(jià)格低、驅動(dòng)電壓低、接口方便、使用壽命長(cháng)等特點(diǎn)以及優(yōu)越的字符和圖形顯示功能，在各種圖形顯示、人機交互中得到廣泛應用。

　　本文將給出TMS320LF2407型DSP（以下簡(jiǎn)稱(chēng)DSP）控制北京青云公司生產(chǎn)的LCM320240液晶顯示屏的軟硬件設計實(shí)例，說(shuō)明如何通過(guò)DSP控制液晶顯示模塊。同時(shí)，由于程序采用系統設計C語(yǔ)言，因此對其他型號的DSP與LCD接口設計和控制實(shí)現也有一定的參考價(jià)值。

　　2 TMS320LF2407主要特點(diǎn)

　　TMS320LF240x系列是TMS320C2000家族中最新、功能強大的DSP,其中LF2407是最具有革命性的產(chǎn)品，是一款集成度較高、性能較強的DSP,采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，使得供電電壓降為3.3V,減少了控制器的損耗；30MI/s的執行速度使得指令周期縮短到33ns.從而提高了控制器的實(shí)時(shí)控制能力；具有多達41個(gè)通用、雙向的數字I/O引腳，能方便地實(shí)現各種I/O操作；與現存240xDSP控制器代碼兼容，并且外設集成度更高、程序存儲器容量更大、A/D轉換速度更快。

　　3 LCM320240液晶顯示器簡(jiǎn)介

　　LCM320240是北京青云公司生產(chǎn)的320x240點(diǎn)陣LCD模塊。內含7602個(gè)簡(jiǎn)體中文字型，支持4/8位6800/8080MPU接口，工作電源（3.3V）與DSP兼容。本設計中采用6800時(shí)序，8位數據并行方式。

　　LCM320240工作在兩種不同的顯示模式。

　　文字顯示模式。內建512KB的16x16中文顯示字型ROM（FontROM），存儲7602個(gè)標準GB碼的簡(jiǎn)體中文。每個(gè)簡(jiǎn)體中文漢字由兩個(gè)8位代碼組成，對應關(guān)系參見(jiàn)LCM320240中文代碼表。通過(guò)將漢字所對應的兩個(gè)8位代碼寫(xiě)入資料寄存器，就可以將對應漢字顯示在當前光標處，漢字大小為16x16.

　　繪圖顯示模式。它是以字元映射（bitmap）方式在DisplayRAM上填入圖形資料。當所要顯示的漢字大小不為16x16時(shí)，可以將LCD設置為繪圖模式，通過(guò)字模提取軟件得到所需大小的漢字字碼表，再在LCD上以繪圖方式顯示。

　　通過(guò)控制其指令寄存器[FD]實(shí)現LCD在這兩種不同模式之間切換。對LCM320240的操作實(shí)質(zhì)上就是通過(guò)控制RS引腳對指令寄存器和資料寄存器進(jìn)行相應的讀寫(xiě)操作。

　　4 接口的硬件設計

　　DSP經(jīng)常會(huì )對讀寫(xiě)周期較慢的輸入/輸出設備（如液晶顯示模塊、打印機、鍵盤(pán)等）進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，通常用以下兩種方法來(lái)解決DSP與這些慢速設備之間的輸入/輸出時(shí)序匹配問(wèn)題。

　　直接訪(fǎng)問(wèn)。直接訪(fǎng)問(wèn)方式是將DSP的讀寫(xiě)信號線(xiàn)與慢速設備接口控制板引出的讀寫(xiě)信號線(xiàn)直接相連，時(shí)序由DSP內部讀寫(xiě)邏輯控制。由于慢速外設的讀寫(xiě)周期相對DSP較慢，要使兩者的時(shí)序匹配，還必須進(jìn)行一些時(shí)序方面的控制處理。一種處理方法是軟件編程等待狀態(tài)發(fā)生器，將外部總線(xiàn)周期擴展到數個(gè)機器周期。由于受硬件條件的限制，這種擴展通常也是有限的，TMS320C2000系列DSP最多只能擴展到7個(gè)機器周期。另一種處理方法是利用DSP的READY（外部設備準備就緒）引腳，通過(guò)硬件擴展實(shí)現外部狀態(tài)自動(dòng)等待，從而使DSP與慢速設備之間的時(shí)序匹配。雖然可以將總線(xiàn)周期擴展到任意個(gè)機器周期，但是需要進(jìn)行硬件擴展，增加了系統設計的復雜度。

　　間接訪(fǎng)問(wèn)。用DSP的數字I/0間接控制慢速設備，通過(guò)軟件控制DSP的I/O口來(lái)實(shí)現與慢速設備的時(shí)序匹配。此種方式無(wú)需硬件擴展即可實(shí)現與任意時(shí)序慢速設備之間的時(shí)序匹配。

　　本設計采用間接訪(fǎng)問(wèn)方式來(lái)實(shí)現DSP與LCM320240之間的時(shí)序匹配。接口電路如圖1所示。

　　圖中電阻大小均為2kΩ。SLK,SLA分別為L(cháng)ED背光源正負極；Vdd,Vss分別為L(cháng)CD的電源和地；CSl,CS2為L(cháng)CD片選信號，當CSl為低，CS2為高時(shí)，LCM320240處于就緒狀態(tài)，隨時(shí)可接受指令。LCM320240的DB0-DB7與DSP的IOPB0-IOPB7相連，實(shí)現數據傳送；IOPE0與RS相連，當RS為高時(shí)，DSP存取指令寄存器，而當RS為低時(shí)，DSP存取資料寄存器。IOPEI與WR（R/W）相連，當LCM320240為6800系列時(shí)序時(shí)，此引腳為讀取/寫(xiě)入信號，高電平時(shí)表示讀取的動(dòng)作，低電平時(shí)表示寫(xiě)入的動(dòng)作；I0PE2與RD（E）相連，當為6800時(shí)序時(shí)，EN為使能信號，高電平有效；IOPE5設置為輸入方式，與BUSY相連，當BUSY引腳為高電平時(shí)，控制器無(wú)法被存取，DSP必須在對控制器做存取前確定該引腳為低電平才可對LCM320240進(jìn)行操作；I0PE6設置為輸入方式，與INT相連，此引腳可設成高或低電平觸發(fā)，當光標Segment位址寄存器（CPXR）與Segment中斷位址寄存器（INTX）值相同，或光標Common位址寄存器（CPYR）與Common中斷位址寄存器（INTY）值相同時(shí)，發(fā)生中斷，觸發(fā)該引腳；IOPE7與RST相連，當IOPE7設置為低電平，且持續時(shí)間不小于LCM320240規定的最小時(shí)間100ms時(shí)，LCM320240復位；VOUT為液晶模塊的負電壓輸出，LCDV0為L(cháng)CD的工作電壓（調節LCDVo的值可以調節顯示對比度），通過(guò)調節可變電位器，可以調節液晶屏的顯示對比度。