基于DSP的液晶模塊的顯示原理及實現(xiàn)

摘要：介紹了一種基于TMS320F206 DSP以及硬件漢字庫的液晶模塊的設計。給出了硬件接口設計框圖、接口的設計實現(xiàn)以及硬件漢字庫的制作方法，同時給出了液晶初始化和顯示模塊的設計思路以及軟件實現(xiàn)。

關鍵詞：SEDl335控制器 TMS320F206 DSP 硬件漢字庫

1、硬件電路接口的設計

圖1給出了液晶顯示模塊的硬件電路接口設計框圖，該系統(tǒng)采用TI公司的TMS320F206芯片(以下簡稱F206)，其內(nèi)部帶有4KB的FLASH存儲器，可以根據(jù)系統(tǒng)需要外掛EEPROM作為外部程序存儲區(qū)。

SEDl335控制器是日本EPSON公司生產(chǎn)的一款液晶顯示屏控制器，與同類產(chǎn)品相比，功能最強。主要特點有：

有較強功能的I／O緩沖器；
指令功能豐富；
四位數(shù)據(jù)并行發(fā)送；
圖形和文本方式混合顯示。

可編程控制器芯片GALl6V8的輸入端連接到DSP上，輸出為硬件漢字庫、液晶控制器、鍵盤掃描電路提供所需的片選和使能信號。該芯片編程實現(xiàn)容易，可以隨時修改其邏輯關系，在一定程度上提高了開發(fā)的通用性。硬件漢字庫的片選信號為CE=A15+PS，F(xiàn)206的外部程序空間起始地址為08000H。由于F206的程序?qū)ぶ贩秶梢赃_到64KB，要尋址256KB的程序空間，需擴展外部的程序空間。為此，將F206的100～2與硬件漢字庫AT27C020A的地址高三位相連，以達到擴展程序?qū)ぶ返哪康摹Ｔ陲@示漢字時，可以實現(xiàn)分頁管理，共分成8頁，每頁32KB，占用DSP系統(tǒng)的程序空間的8000～FFFFH。

為保證F206與SED1335能正常通信，SED1335的數(shù)據(jù)總線(D0~D7)直接連接到F206的低字節(jié)數(shù)據(jù)總線(D0-D7)上。SED1335片選信號由F206的A15(最高位地址線)、A14、IS(I／O空間選擇信號)共同決定，其邏輯關系為CE=A15+A14+IS，且SED1335的A0接至F206的A0(最低位地址線)。

2、硬件漢字庫的制作

硬件漢字庫使用了AT27C020A，該產(chǎn)品是ATMEL公司生產(chǎn)的256KB的FLASH ROM，在具體電路設計時應注意引腳定義和邏輯關系，并在燒錄時選擇相應的型號。本設計采用UCDOS軟件中的HZK16點陣文件，字模大小為16x16，在該文件中，按漢字區(qū)位碼從小到大依次存有國標區(qū)位碼中的所有漢字，每個漢字占用32個字節(jié)，每個區(qū)為94個漢字。如果顯示其屬性，可以看出其大小為262KB。當寫人AT27C020A時，可以將多于256KB的部分截去。實際上，在國標漢字點陣字庫中，二級漢字排到第87區(qū)，從第88區(qū)開始就是空白，所以將多余部分截去不會影響實際操作中硬件漢字庫的制作，和普通的程序存儲器的編程沒什么不同。因此，從中截去87區(qū)后的字庫，補上8×16的ASCII碼點陣數(shù)據(jù)。燒寫過程中采用通用編程器spectrum-48進行編寫，將HZK16文件調(diào)入時要使用二進制方式打開，編程并校驗成功后，即可將存儲器取下備用。這樣，一個硬件漢字庫就制作好了。

針對不同的應用，可以選用大容量存儲器甚至是串行數(shù)據(jù)存儲器，從而擴展硬件漢字庫的使用范圍。在此使用容量為512KB的存儲器，除了可以存儲全部的國標漢字外，還可以存儲8×16的ASCII碼點陣數(shù)據(jù)以及漢字語句編碼數(shù)據(jù)，使用起來非常方便。

3、DSP控制液晶顯示的軟件設計及實現(xiàn)

通過初始化液晶顯示屏以及調(diào)用硬件漢字庫顯示連續(xù)的漢字來具體說明DSP控制液晶顯示屏的設計思想。從程序的可移植性和通用性方面考慮，選用了C語言進行軟件模塊的設計實現(xiàn)。

液晶控制器指令的寫入端口地址是C001H，寫參數(shù)及顯示數(shù)據(jù)端口地址為C000H，定義形式如下：

extern ioport uint poac000；／／數(shù)據(jù)寫入地址
extern ioport uint poac001；／／指令寫入地址
#define LCDCMD poac001／／指令寫入端口地址
#define LCDDATA portc000／／寫參數(shù)及顯示數(shù)據(jù)地址

系統(tǒng)硬件上電復位后，首先完成DSP的初始化，然后根據(jù)用戶系統(tǒng)的需要對控制器的各項指令代碼及其參數(shù)進行設置，以完成液晶模塊的參數(shù)(如液晶的行數(shù)、列數(shù)、掃描頻率、光標的位置等)以及顯示方式等一系列過程的初始化。在MPU操作SED1335及其控制的液晶顯示模塊時，必須首先寫入SYSTEM SET 40H指令。如果該指令設置出現(xiàn)錯誤，則顯示必定不正常。液晶模塊軟件初始化設計的流程圖如圖2所示。

F206初始化程序如下：
asm(“clrc cnf)；
asm(“ldp #Oh”)；
abm(“setc INTM”)；

設置液晶控制器的系統(tǒng)指令及參數(shù)的程序如下：

typedef unsigned int uint；
uint SYSTAB[8]={0x30,0x87，0x07，0x27,0x42,0xf0,0x28，0x00)； ／／系統(tǒng)設置指令參數(shù)
uint SCROLLTAB[10]={0,0,Oxf0，0xb0，0x04,0xf0}； ／／SCROLL指令參數(shù)
void command(uint m)
{
LCDCMD=m； ／／向1335中寫入指令代碼
}
void data(uint n)
{
LCDDATA=n； ／／向1335中寫入數(shù)據(jù)及指令參數(shù)
}
／／清除顯示區(qū)數(shù)據(jù)
void cleardata(uint csfi,uint csrh,uint datal)
{
uint i，j；
command(0x46)； ／／寫入光標地址指令
data(csd)； ／／光標地址的低8位
data(csrh)； ／／光標地址的高8位
command(0x4c)； ／／光標自動右移指令
command(0x42)； ／／數(shù)據(jù)寫入命令
for(i=0；i240；i++)
{
for(j=0;j320;j++)
data(datal)； ／／向液晶顯示區(qū)寫人數(shù)據(jù)
}
}

液晶顯示屏的初始化程序如下：
void init()
{
uint i;
command(0x40)； ／／系統(tǒng)設置指令
for(i=0；i8；i++)
{
data(SYSTAB[i])；
}
command(0x44)； ／／設置SCROLL．指令
for(i=0；i++；i10)
{
data(SCROLLTAB[i])；
}
command(Ox5a)； ／／設置點單元卷動位置
data(0x00)； ／／無卷動參數(shù)
command(0x5b)； ／／設置雙層合成顯示方式
data(0x00)； ／／光標顯示不閃爍
delay(2)；
cleardata(0，0，0x00)； ／／第一顯示區(qū)清0
cleardata(Ox80，Ox04，Ox00)； ／／第二顯示區(qū)清0
comnland(Ox46)； ／／設置光標地址指令
data(0x00)； ／／第一顯示區(qū)首地址
data(0x00)；
command(0x5d)； ／／設置光標形狀
data(0x04)； ／／光標長度5
data(0x86)； ／／光標寬度7
command(0x4c)； ／／設置光標自動右移
command(0x59)；
data(Oxl6)； ／第一、二顯示區(qū)開顯示
}

程序經(jīng)過編譯，漢字將以內(nèi)碼的形式表示。要在液晶屏上正確顯示16X16點陣的漢字，必須將之轉(zhuǎn)換成區(qū)位碼，算出偏移量，從硬件漢字庫中找到相應的位置，取出其后連續(xù)32個字節(jié)的字模。

將內(nèi)碼轉(zhuǎn)換成區(qū)位碼的方法如下：
qh=c1-0xa0，wh=c2-OxaO，
其區(qū)位碼就是：
qw=qhxOxff+wh，
該漢字在字庫中離起點的位置是：
offset=(94x(qh-1)+(wh-1))x32；
漢字定位顯示的匯編源程序如下：
.mmregs
.global_zimotake
.ref_offset
.def_buffer
_zimotake：
mar *，ar2
lar ar2，#_buffer
rpt #031
blpd #_offset，*+；將漢字字模存人緩沖區(qū)buffer[32]

ret

在圖形方式下顯示連續(xù)漢字的程序如下：
void displayhanzi(uint x，uint y，char*s)
{
uint i，j，csl，csh，k；
uint cs；
long qh，wh；
command(0x4f)； ／／設置光標向下移動
cs=0x04bO+2*x*Oxl40+y*Ox02；

／／設置漢字顯示的光標地址

while(*s)
{
qh=*(s)-0xa0； ／／漢字區(qū)位碼
wh=*(s+1)-OxaO；
offset=(94*(qh-1)+(wh-1))*32；
／／計算該漢字在字庫中的偏移量
ASPCR=0x100f； ／／異步串口的初始化
IOSR=0x1800+((offset0x38000)>>15)；
offset=0xfffff；
if(offset0x8000)
offset+=Ox8000；
s=s+2； //s為要顯示的連續(xù)漢字
zimotake()； 似字模庫中讀取相應字模
cel=(csOx00ff)； ／／顯示文字的地址低8位
csh=((cs0xff00)>>8)；／／顯示文字的地址高8位
command(0x46)； ／／CSRW代碼
data(csl)； ／／設置光標地址CSR
data(csh)；
command(0x42)； ／／MWRITE代碼
for(j=0；j16;J++)
{
data(buger[j*2])； ／／寫人數(shù)據(jù)
}
cs=cs+0x01；
csl=(cs0x00ff)； ／／顯示文字的地址低8位
csh=((cs0xff00)>>8)；／／顯示文字的地址高8位
command(Ox46)； ／／CSRW代碼
data(csl)； ／／設置光標地址
data(csh)；
command(Ox42)； ／／MWRITE代碼
for(i=0；i16；i++)
{
data(buffer[2*i+1])；
}
cs=cs+0x01；
}
}

以上程序均在TMS320C2X系列的軟件環(huán)境CCS下調(diào)試通過。液晶屏能夠正常顯示連續(xù)的漢字、字符以及圖形，在語言教學系統(tǒng)中得到了實際的應用。通過移植本文的程序，修改其中的一些指令，可以完成更加復雜的功能，并且具有縮短開發(fā)周期、加快產(chǎn)品上市等優(yōu)點，因此非常適用于便攜式設備的界面顯示系統(tǒng)，如PDA、示波器、手機的界面開發(fā)等。