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、語音處理、儀器儀表、通信、多媒體及軍事等領域。液晶顯示器由于具有功耗低、價格低、驅動電壓低、接口方便、使用壽命長等特點以及優(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（以下簡稱DSP）控制北京青云公司生產的LCM320240液晶顯示屏的軟硬件設計實例，說明如何通過DSP控制液晶顯示模塊。同時，由于程序采用系統(tǒng)設計C語言，因此對其他型號的DSP與LCD接口設計和控制實現也有一定的參考價值。

　　2 TMS320LF2407主要特點

　　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，使得供電電壓降為3.3V,減少了控制器的損耗；30MI/s的執(zhí)行速度使得指令周期縮短到33ns.從而提高了控制器的實時控制能力；具有多達41個通用、雙向的數字I/O引腳，能方便地實現各種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液晶顯示器簡介

　　LCM320240是北京青云公司生產的320x240點陣LCD模塊。內含7602個簡體中文字型，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個標準GB碼的簡體中文。每個簡體中文漢字由兩個8位代碼組成，對應關系參見LCM320240中文代碼表。通過將漢字所對應的兩個8位代碼寫入資料寄存器，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，可以將LCD設置為繪圖模式，通過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。

　　通過控制其指令寄存器[FD]實現LCD在這兩種不同模式之間切換。對LCM320240的操作實質上就是通過控制RS引腳對指令寄存器和資料寄存器進行相應的讀寫操作。

　　4 接口的硬件設計

　　DSP經常會對讀寫周期較慢的輸入/輸出設備（如液晶顯示模塊、打印機、鍵盤等）進行訪問，通常用以下兩種方法來解決DSP與這些慢速設備之間的輸入/輸出時序匹配問題。

　　直接訪問。直接訪問方式是將DSP的讀寫信號線與慢速設備接口控制板引出的讀寫信號線直接相連，時序由DSP內部讀寫邏輯控制。由于慢速外設的讀寫周期相對DSP較慢，要使兩者的時序匹配，還必須進行一些時序方面的控制處理。一種處理方法是軟件編程等待狀態(tài)發(fā)生器，將外部總線周期擴展到數個機器周期。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，通過硬件擴展實現外部狀態(tài)自動等待，從而使DSP與慢速設備之間的時序匹配。雖然可以將總線周期擴展到任意個機器周期，但是需要進行硬件擴展，增加了系統(tǒng)設計的復雜度。

　　間接訪問。用DSP的數字I/0間接控制慢速設備，通過軟件控制DSP的I/O口來實現與慢速設備的時序匹配。此種方式無需硬件擴展即可實現與任意時序慢速設備之間的時序匹配。

　　本設計采用間接訪問方式來實現DSP與LCM320240之間的時序匹配。接口電路如圖1所示。

　　圖中電阻大小均為2kΩ。SLK,SLA分別為LED背光源正負極；Vdd,Vss分別為LCD的電源和地；CSl,CS2為LCD片選信號，當CSl為低，CS2為高時，LCM320240處于就緒狀態(tài)，隨時可接受指令。LCM320240的DB0-DB7與DSP的IOPB0-IOPB7相連，實現數據傳送；IOPE0與RS相連，當RS為高時，DSP存取指令寄存器，而當RS為低時，DSP存取資料寄存器。IOPEI與WR（R/W）相連，當LCM320240為6800系列時序時，此引腳為讀取/寫入信號，高電平時表示讀取的動作，低電平時表示寫入的動作；I0PE2與RD（E）相連，當為6800時序時，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，控制器無法被存取，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，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(xù)時間不小于LCM320240規(guī)定的最小時間100ms時，LCM320240復位；VOUT為液晶模塊的負電壓輸出，LCDV0為LCD的工作電壓（調節(jié)LCDVo的值可以調節(jié)顯示對比度），通過調節(jié)可變電位器，可以調節(jié)液晶屏的顯示對比度。