采用內(nèi)存接液晶顯示模塊

點(diǎn)陣式液晶接口簡單，能以點(diǎn)陣或圖形方式顯示出各種信息，因此在各種電子設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用。但是，它的接口必須遵循一定的硬件和時序規(guī)范，根據(jù)不同的液晶驅(qū)動器，可能需要發(fā)出不同的命令進(jìn)行控制才能顯示數(shù)據(jù)。而且命令的執(zhí)行需要耗費(fèi)一定時間，在系統(tǒng)大量的實時數(shù)據(jù)的情況下，如果直接控制液晶顯示，可能會消耗過多的時間，從而影響數(shù)據(jù)的處理。因此，由于某種需要必須采用不同的液晶模塊，這就需要修改軟件。為了解決這些問題，文提出采用內(nèi)存接口的液晶顯示模塊，在現(xiàn)有點(diǎn)陣式液晶顯示屏上附加一個MCU（Micro-Controller Unit微處理器）及相關(guān)器件，利用內(nèi)存與外部控制器進(jìn)行接口，從而解決了統(tǒng)一接口和顯示速度的問題。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 設(shè)計思想

我們知道，人眼有視覺暫留現(xiàn)象，每0.1秒時間內(nèi)變化一次的影像看上去會認(rèn)為是連續(xù)的，而且只在0.1秒之內(nèi)變化的影像人眼很難察覺到。根據(jù)這一物理現(xiàn)象，我們采用內(nèi)存與外部控制器接口設(shè)計一種液晶接口模塊，外部控制器將欲顯示的數(shù)據(jù)直接寫入接口內(nèi)存，根據(jù)接口刷新液晶的顯示。刷新率在每秒10次以上，就可達(dá)到連續(xù)顯示的目的。當(dāng)然，刷新率越高人眼就越能感覺圖像變化的連續(xù)與流暢。

1.2 硬件設(shè)計
采用內(nèi)存與外部控制器接口，具有統(tǒng)一的硬件接口規(guī)范。因為外部控制器和模塊內(nèi)的MCU需要同時讀寫內(nèi)存，接口內(nèi)存采用帶有BUSY線的2K雙RAM IDT 7132，MCU選用常用的AT89C51，液晶模塊為市面普及的采用HITACHI公司HD61202液晶控制器的單5V供電的128×64點(diǎn)陣液晶。液晶顯示模塊的設(shè)計必須具備很強(qiáng)的通用性，可以被廣泛應(yīng)用到各種系統(tǒng)中。目前系統(tǒng)一般為3V電平或5V電平系統(tǒng)，因此液晶顯示模塊的設(shè)計也必須同時考慮應(yīng)用于這兩種系統(tǒng)。液晶顯示模塊硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。外部控制器將欲顯示的數(shù)據(jù)寫入雙口RAM，MCU則不斷掃描內(nèi)存，根據(jù)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，不斷刷新液晶顯示屏上的顯示。綜合考慮液晶和系統(tǒng)操作的時序，AT89C51單片機(jī)運(yùn)行在12MHz時鐘下，設(shè)計系統(tǒng)的刷新率達(dá)到每秒18次。

外部控制器的數(shù)據(jù)、地址、控制總線通過接插件引入液晶顯示模塊。因為雙口RAM IDT7132的輸入輸出為TTL電平，BUSY信號為開漏極輸出，因此無論是3V還是5V的系統(tǒng)，地址和控制總線可以直接引入。而數(shù)據(jù)總線因為是雙向系統(tǒng)，如果直接與雙口RAM連接，在雙口RAM輸出數(shù)據(jù)的時候可能會對3V系統(tǒng)造成損害，因此設(shè)計一個總線驅(qū)動器，采用74LVC245進(jìn)行總線電平轉(zhuǎn)換。 74LVC245在3V供電時，輸入5V的電壓信號這樣就實現(xiàn)了與3V和5V電平系統(tǒng)的接口。

雙口RAM的BUSY信號是用來標(biāo)示雙口RAM的兩個口同時在訪問相同的內(nèi)存單元，而且至少有一個口處于寫該單元狀態(tài)。雙口RAM通過仲裁邏輯使后訪問該單元的BUSY信號有效，并屏蔽該口的操作，直到?jīng)]有訪問，競爭BUSY信號才變?yōu)闊o效。通過檢測BUSY信號可有效地確保內(nèi)存讀寫的安全。