彩色液晶顯示驅(qū)動(dòng)控制器SSD1780及其應(yīng)用(圖)

1. 基本特點(diǎn)及引腳功能
　　1.1 基本特點(diǎn)
　　電源1.8～3.6v，lcd驅(qū)動(dòng)電壓13.5v
　　低功耗睡眠方式，最大顯示尺寸104rgb列×80列＋1行圖標(biāo)
　　顯示色彩256色或4096色圖形顯示
　　256色位置控制及rgb顯示控制
　　8位6800/8080系列并行接口，3線/4線spi
　　片內(nèi)312×81×4＝101088位圖形顯示ram
　　通過軟件選擇屏幕中心、上、下屏幕及全屏滾動(dòng)
　　可選片內(nèi)電壓發(fā)生器或外接lcd驅(qū)動(dòng)電源
　　包含內(nèi)部飛電容的片內(nèi)偏壓發(fā)生器
　　驅(qū)動(dòng)占空比可編程為1/8─1/81
　　64級(jí)內(nèi)部對(duì)比度控制
　　lcd驅(qū)動(dòng)電壓溫度補(bǔ)償系數(shù)可編程
　　片內(nèi)振蕩器
　　2d加速器
　　封裝形式cog/cof

　　1.2 引腳功能、結(jié)構(gòu)方框圖如圖1所示。
　　ps0、ps1：總線接口方式選擇如表1。
　　res：復(fù)位信號(hào)輸入，最小復(fù)位脈寬10μs。

　　cs：片選信號(hào)輸入，低有效。
　　r/w(wr)：與6800系列cpu接口時(shí)用于讀寫選擇，1=讀，0=寫。
　　與8080系列cpu接口時(shí)用于寫信號(hào)，低有效。
　　e/rd：與6800cpu接口時(shí)，是使能信號(hào)，高有效；
　　與8080cpu接口時(shí)，是寫信號(hào)輸入，低有效。
　　d7-d0：并行接口方式，雙向數(shù)據(jù)總線，d7是msb，d0是lsb。d7是串行數(shù)據(jù)輸入sda，d6是串行時(shí)鐘輸入sck。
　　d/c：數(shù)據(jù)或命令選擇引腳。=1時(shí)，數(shù)據(jù)總線上的信息當(dāng)作顯示數(shù)據(jù)；=0時(shí)，數(shù)據(jù)總線上的信息發(fā)送到命令寄存器。
　　busy：對(duì)ram緩沖器的讀寫操作和執(zhí)行圖形命令時(shí)，此引腳為高電平表示忙。
　　vdd：系統(tǒng)邏輯部分電源。
　　vci： 內(nèi)部dc-dc變換器的參考電壓。產(chǎn)生的vcc電壓等于多倍系數(shù)（3x、4x、5x、6x）乘以vci。
　　vss：邏輯地
　　cvss：模擬地
　　vout：芯片最大供電電壓，可由外部供給或通過內(nèi)部dc-dc變換器產(chǎn)生。
　　vl5、vl4、vl3、vl2：lcd驅(qū)動(dòng)電壓?？捎赏獠刻峁┗騼?nèi)部偏壓驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生，它們具有以下關(guān)系：　　
　　vout>vl5>vl4>vl3>vl2>vss。
　　row0-row79：提供給lcd屏的行（公共極）驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
　　col0—col311：提供給lcd屏的列（段）驅(qū)動(dòng)信號(hào)。紅綠藍(lán)信息同時(shí)從段輸出端發(fā)出。當(dāng)處于睡眠或閑置方式時(shí)，這些引腳輸出電平是vdd。
　　icon：提供至圖標(biāo)行（公共極）的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
　　mux/80 ：用于lcd驅(qū)動(dòng)器的復(fù)用比率。
　　=vdd時(shí)，com0-com33映射到row0-row33
　　com46-com79映射到row34-row67
　　=vss時(shí)，com0-com79映射到row0-row79。

2. 功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)
　　2.1 微處理器接口邏輯
　　由驅(qū)動(dòng)6800系列mpu、8080系列mpu、3線和4線spi接口的三個(gè)功能方框組成。通過ps0、ps1腳來(lái)選擇不同的接口。

　　a) 與6800系列cpu并行接口
　　由8位雙向數(shù)據(jù)腳 d7-d0、r/w、d/c、e、cs組成。 r/w腳輸入高指示根據(jù)d/c輸入
　　的狀態(tài)從圖形顯示ram（gddram）或狀態(tài)寄存器進(jìn)行讀操作。當(dāng)cs=0 且 e=1
　　e腳輸入作為數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)。為了使mcu和gddram 的操作頻率相匹配，一些管道處理在內(nèi)部執(zhí)行，因此第一個(gè)有效顯示數(shù)據(jù)讀之前需要插入虛擬讀。

　　b) 與8080系列cpu并行接口
　　由8位雙向數(shù)據(jù)腳 d7-d0、rd、wr、d/c、cs組成。假如cs是低電平且rd為低，rd輸入作為讀數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)。無(wú)論是從gdrram讀顯示數(shù)據(jù)還是從狀態(tài)寄存器讀狀態(tài)都需要受d/c腳的控制。假如cs是低電平且wr為低，wr輸入作為寫數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)。無(wú)論是寫顯示數(shù)據(jù)到gddram還是將命令寫入命令寄存器都需要受d/c腳的控制。第一有效數(shù)據(jù)讀之前也需要一次虛擬讀。

　　c) 四線spi
　　四線串行外設(shè)接口（spi）由串行時(shí)鐘sck、串行數(shù)據(jù)sda、d/c、cs組成。按照位7、位6.....位0的次序在sck的每一個(gè)上升沿由sda腳移入八位的移位寄存器。在第八個(gè)時(shí)鐘的上沿采樣d/c腳的狀態(tài)以確定移位寄存器中的數(shù)據(jù)是寫入顯示數(shù)據(jù)ram還是寫入命令寄存器。

　　d) 三線spi
三線spi接口與四線接口類似只是不使用d/c腳。按照d/c位、d7....d0的次序在每第九個(gè)時(shí)鐘時(shí)九位數(shù)據(jù)一起移進(jìn)移位寄存器。d/c位（連續(xù)數(shù)據(jù)的首位）確定移位寄存器中的連續(xù)數(shù)據(jù)字節(jié)是寫入顯示數(shù)據(jù)ram（d/c=1）還是寫入命令寄存器（d/c=0）。

　　2.2 命令譯碼器：這個(gè)模塊確定輸入的數(shù)據(jù)是被解釋成數(shù)據(jù)還是命令。根據(jù)d/c腳的輸入電平數(shù)據(jù)被指向到這個(gè)模塊中。若d/c=1，數(shù)據(jù)被寫入gddram。
　　d/c=0，數(shù)據(jù)解釋為命令并譯碼，譯碼命令將寫入對(duì)應(yīng)的命令寄存器中。
　　2.3 圖形顯示數(shù)據(jù)ram（gddram）：gddram是一個(gè)保持被顯示位類型的位映射靜態(tài)ram、ram的大小是101088位=104rgb×81×4，如圖2所示?？梢杂密浖匦逻x擇映射段和公共極的輸出。四頁(yè)形成一個(gè)ram地址塊并存入gddram中。每塊形成滾動(dòng)地址的基本單元。通過軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)屏幕的滾動(dòng)。為了容易存取rgb數(shù)據(jù)，八位彩色數(shù)據(jù)（r 3bit、g 3bit、b 2bit）被轉(zhuǎn)換為四位數(shù)據(jù)（p10、p11、p12、p13），這四位數(shù)據(jù)被存進(jìn)gddram。例如數(shù)據(jù)按照設(shè)置的灰度值被定位于合適的ram位置。
　　2.4 lcd驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生器和調(diào)整器：這個(gè)模塊產(chǎn)生lcd所需要的顯示輸出電壓。接受單電源輸入并產(chǎn)生必需的偏壓。由以下部分所組成：3x、4x、5x、6x dc/dc變換器；偏壓分配器；對(duì)比度控制；偏壓比選擇；溫度補(bǔ)償電路。
　　2.5 振蕩電路：片內(nèi)低功耗rc振蕩電路，產(chǎn)生dc/dc變換器、顯示定時(shí)發(fā)生器的時(shí)鐘。
　　2.6 顯示數(shù)據(jù)鎖存：執(zhí)行顯示信息的鎖存。這些鎖存器保持?jǐn)?shù)據(jù)，將反饋到hv緩沖器和電平選擇器到輸出所需的電平。
　　2.7 hv緩沖單元（電平轉(zhuǎn)換器）：這個(gè)模塊嵌入在段/公共極驅(qū)動(dòng)電路中。hv緩沖單元起電平轉(zhuǎn)換器的作用。將低電壓輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為所需的驅(qū)動(dòng)電壓。通過參考來(lái)自顯示定時(shí)發(fā)生器的內(nèi)部frm時(shí)鐘的輸出被轉(zhuǎn)換。電壓級(jí)別通過與內(nèi)部m信號(hào)同步的電平選擇器給定。
　　2.8 電平選擇器：這個(gè)模塊嵌入在段/公共極驅(qū)動(dòng)電路中。電平選擇器是顯示同步的一個(gè)控制。顯示電壓級(jí)別可以分離成兩相且使用不同的周期。同步是重要的因?yàn)樗x擇需要的lcd電壓級(jí)別到依次輸出com或seg波形的hv緩沖單元。

3. 數(shù)據(jù)讀寫與命令描述
　　3.1 數(shù)據(jù)讀寫：為了從gddram讀取數(shù)據(jù)必須先執(zhí)行5dh命令。然后使d/c=1并執(zhí)行讀操作（并行方式），對(duì)于8級(jí)灰度方式每次讀取或16級(jí)灰度方式每讀三個(gè)字節(jié)后，gddram列地址指針將自動(dòng)加一，因此第一次讀數(shù)據(jù)前需要一次虛擬讀。
對(duì)于寫數(shù)據(jù)到gddram使d/c=1然后執(zhí)行寫操作。對(duì)于8級(jí)灰度方式每次寫數(shù)據(jù)或16級(jí)灰度方式每寫三個(gè)字節(jié)后，gddram列地址指針將自動(dòng)加一。當(dāng)?shù)刂?103時(shí)且執(zhí)行下一個(gè)數(shù)據(jù)的讀寫操作時(shí)，列地址將復(fù)位至零。

　　3.2 命令描述：ssd1780共有36條指令，主要命令及功能略。
　　3.2.1 置列地址：為了讀寫操作此命令指定顯示數(shù)據(jù)ram的8位列地址。開始、結(jié)束列通過這個(gè)命令指定，驅(qū)動(dòng)器可支持達(dá)到104列。在列方向掃描時(shí)當(dāng)?shù)刂窂拈_始到末列增量時(shí)頁(yè)地址將自動(dòng)加一，然后列地址將自動(dòng)加一。對(duì)于每次數(shù)據(jù)存取，列地址將自動(dòng)加一。必須保證起始列小于結(jié)束列。
　　3.2.2 置頁(yè)地址：為了讀取操作，這個(gè)命令輸入0～79的頁(yè)地址到ram頁(yè)寄存器。驅(qū)動(dòng)器支持達(dá)80行，總共有80頁(yè)。在頁(yè)方向掃描方式中，地址從起始到末頁(yè)增量時(shí)，列地址將自動(dòng)加一。頁(yè)地址然后返回到起始頁(yè)。必須保證起始頁(yè)小于結(jié)束列。
　　3.2.3 置com輸出掃描方向：這條命令設(shè)置com輸出的掃描方向，以允許lcd模塊組裝的設(shè)計(jì)的靈活。另外一旦執(zhí)行這條命令對(duì)顯示將有直接影響。即在正常顯示方式中發(fā)出此命令，圖形顯示將有垂直翻滾效果。
　　3.2.4 置數(shù)據(jù)輸出掃描方向：這條命令設(shè)置ddram如同mpu在內(nèi)部ram中操作顯示數(shù)據(jù)一樣。數(shù)據(jù)掃描方向可以正常或翻轉(zhuǎn)顯示頁(yè)和列地址方向設(shè)置。
　　3.2.5 置彩色查詢表：這條命令將顯示數(shù)據(jù)（紅色3位，綠色2位，藍(lán)色3位）轉(zhuǎn)化為4位數(shù)據(jù)。然后將這四位數(shù)據(jù)存進(jìn)gddram。當(dāng)gddram輸出數(shù)據(jù)時(shí)紅綠藍(lán)數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換回8位數(shù)據(jù)。
　　3.2.6 置顯示控制：用于選擇ic 的占空比。所有可用的驅(qū)動(dòng)周期可以使用這條命令選擇，驅(qū)動(dòng)周期可從1/8至1/80變化(icon行除外)。
　　3.2.7 置區(qū)域滾動(dòng)：這條命令指定屏幕部分滾動(dòng)，設(shè)置起始?jí)K地址、結(jié)束塊地址、指定塊的數(shù)量和區(qū)域滾動(dòng)的方式。請(qǐng)注意起始?jí)K地址必須小于結(jié)束塊地址。塊地址開始于第0塊對(duì)應(yīng)著gddram地址的對(duì)應(yīng)固定區(qū)域的頂部。塊地址開始于第19塊對(duì)應(yīng)著gddram地址的對(duì)應(yīng)固定區(qū)域的底部。

4. 與80c51單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)
　　硬件原理框圖如圖3所示。圖中單片機(jī)選用at89lv51，工作電壓２.7～6v，是低電壓低功耗的at89c51。主要功能與at89c51兼容。時(shí)鐘頻率為24mhz。與ssd1780的接口為八位并行方式，p0口直接與d0..d7相連，地址線a15與片選cs端直接相連。軟件通過movx指令對(duì)ssd1780進(jìn)行操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶顯示器的控制。

　　上電復(fù)位后ssd1780已對(duì)有關(guān)寄存器進(jìn)行了初始化，需要根據(jù)彩屏的特點(diǎn)設(shè)置溫度補(bǔ)償系數(shù)以實(shí)現(xiàn)最佳顯示色彩效果同時(shí)還要設(shè)置內(nèi)外振蕩器、偏壓比、幀頻、行列地址、輸出掃描方向、占空比等參數(shù)。有關(guān)初始化程序略。