MSP430與液晶顯示器的串行接口方案

　　摘要：針對利用微控制器（MCU）控制液晶顯示驅動(dòng)器（LCD）的應用開(kāi)發(fā)實(shí)例，提出一種采用串行方式來(lái)設計微控制器和液晶顯示驅動(dòng)器之間接口的方案。該方案是在現有點(diǎn)陣式液晶顯示屏上附加一個(gè)MCU，通過(guò)程序設計利用MCU的I/O端口去模擬I2C串行總線(xiàn)，從而實(shí)現利用MCU去控制LCD的目的；同時(shí)介紹一種在圖符液晶顯示系統中顯示動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)的技術(shù)和實(shí)現方法。

    關(guān)鍵詞：液晶顯示驅動(dòng)器 I2C串行總線(xiàn) MSP430

1 概述

　　點(diǎn)陣式液晶與外部的硬件接口簡(jiǎn)單，能以點(diǎn)陣或圖形方式顯示出各種信息，因此在電子設計中得到廣泛應用。但是，對它的接口設計必須遵循一定的硬件和時(shí)序規范，不同的液晶顯示驅動(dòng)器，可能需要采用不同的接口方式和控制指令才能夠實(shí)現所需信息的顯示。某些液晶顯示驅動(dòng)器與外部的接口必須采用串行方式，而其串行接口往往不是標準的串行接口，這就為這類(lèi)液晶顯示驅動(dòng)器的設計帶來(lái)了困難。

　　針對上述問(wèn)題，本文提出一種利用微控制器（MCU）的I/O端口，通過(guò)軟件設計模擬與所使用的液晶顯示驅動(dòng)器規范相符的串行總線(xiàn)的設計思想，實(shí)現MCU對液晶顯示驅動(dòng)器的控制，從而建立起一套不但可以顯示各種字符，而且可以動(dòng)態(tài)顯示曲線(xiàn)的游人顯示系統。

2 系統設計

　　本文所建立的液晶顯示系統，選用美國德州儀器（TI）公司的MSP430F149微控制器來(lái)控制液晶顯示驅動(dòng)器uPD16682A，從而實(shí)現各種信息的顯示。

2.1 MSP430F14X微控制器簡(jiǎn)介

　　TI公司的MSP430F14X微控制器與其它MSP430系列微控制器相同，均甚至一個(gè)真正的正交16位RISC CPU內核：具有16個(gè)可單周期全尋址的16位寄存器，僅27條的精簡(jiǎn)指令集以及7種均采用雙重取數據技術(shù)（DDFT）的一致性尋址方式。DDFT技術(shù)利用每個(gè)時(shí)鐘脈沖對存儲器進(jìn)行兩次數據存取操作。從而不再需要復雜的時(shí)鐘乘法和指令流水線(xiàn)方案。

    MSP430F14X系列MCU片內不但包括60多KB的Flash、2KB的RAM、一個(gè)看門(mén)狗時(shí)鐘、12位16通道的A/D轉換器、定時(shí)器、高精度比較器、PWM以及高速的USART控制器等常用資源，還在某些型號中集成了LCD控制器。其I/O資源豐富，且每個(gè)輸入/輸出（I/O）引腳上都提供了矢量中斷功能，每個(gè)外圍器件都支持復雜的事件驅動(dòng)型操作。同其它微控制器相，帶片內Flash的微控制器可將系統功耗降低5倍，并且減小了硬件線(xiàn)路板空間，與現代程序設計技術(shù)（如計算分支以及高級語(yǔ)言（如C語(yǔ)言）結合使用，使得MSP430的體系結構更為高效。

　　MSP430F14X可采用一個(gè)集成的數字控制振蕩器（DCO）或外部高速晶振對系統進(jìn)行定時(shí)，其工作電壓范圍為1.8～3.6V，并可根據需要提供高達8MIPS（每秒百萬(wàn)條指令）的操作性能，對于對成本非常敏感的應用，該系列器件能夠采用DCO來(lái)工作而無(wú)需外部晶振，快速的指令執行周期配之以低于6ms的等機啟動(dòng)時(shí)間，使得系統總功耗比競爭器件低了10倍，大大延長(cháng)了諸如公用設施計量、便攜式儀表測試和智能檢測等工程應用系統中的電池使用壽命。

　　MSP430F14X系列微控制器允許用戶(hù)使用標準C語(yǔ)言進(jìn)行程序編程，并提供高效的C語(yǔ)言編譯環(huán)境；配之以支持對具有仿零點(diǎn)功能的快閃產(chǎn)品進(jìn)行豐取的快速實(shí)時(shí)仿真工具FET及優(yōu)良的調試環(huán)境，使MSP430F14X系列微控制器在工程設計中得到了廣泛應用。

2.2 液晶顯示驅動(dòng)器uPD16682A簡(jiǎn)介

　　uPD16682是NEC公司2001年初推出的液晶顯示驅動(dòng)器，該產(chǎn)品內置大容量顯示RAM內存，并能夠提供132