引言
點陣液晶顯示器具有可顯示復雜的文字及圖形，顯示屏面積大小多樣等優(yōu)點，在智能儀器儀表、電子設備等工業(yè)、民用方面有著廣泛的應用前景。
ST公司的mPSD系列單片機以其接口功能強大、存儲容量大和系統(tǒng)開發(fā)方便等優(yōu)點，逐漸被應用到對功能要求較高的控制領(lǐng)域。其可編程邏輯的豐富外圍接口和大容量存儲器的使用必須通過PSDsoft Express軟件配置，與傳統(tǒng)51系列單片機開發(fā)不同。本文通過在實際項目中對mPSD3334D的應用，重點介紹了其特點及其與內(nèi)置SED1520液晶控制器的液晶模塊GXM12232-1的接口，并給出了mPSD3334D的引腳配置和GXM12232-1顯示控制流程圖。
mPSD3334D及SED1520簡介
mPSD3334D單片機
mPSD33xx系列單片機是高性能嵌入式控制器，整合了8051微控制器、靈活的存儲器結(jié)構(gòu)、可編程邏輯和豐富的外圍接口。芯片由MCU和PSD兩大模塊組成。該系列不同種類單片機的區(qū)別主要體現(xiàn)在存儲器空間大小和MCU模塊、PSD模塊供電電壓的不同。mPSD3334D存儲空間為256KB Flash、8KB SRAM，MCU模塊采用3.3V供電，PSD模塊采用5.5V供電。
與傳統(tǒng)8032單片機比較，除時鐘特性和可控制指令預取、跳轉(zhuǎn)緩存特性不同外，其余不同主要表現(xiàn)在如下方面：
1. 靈活的擴展外圍接口功能。PA、PB、PC、PD口為多功能復用口，通過相應寄存器的設置可根據(jù)系統(tǒng)需要靈活進行功能切換。端口供電電壓與MCU模塊電壓的不同，可方便與外圍不同供電電壓器件接口，減少系統(tǒng)電壓轉(zhuǎn)換的設計。
2. 高性能JTAG調(diào)試、下載功能，方便產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)。
SED1520驅(qū)動器
SED1520是一種點陣圖形式液晶驅(qū)動器，可直接與8位CPU相連，使用方便。SED1520通常集列驅(qū)動器和控制器于一體，作為內(nèi)藏式控制器，廣泛應用于小規(guī)模液晶模塊的顯示。
SED1520驅(qū)動器的主要特點為：
1. 內(nèi)部顯示RAM容量為2560b。其每一位數(shù)據(jù)控制液晶屏上一點的亮滅狀態(tài)。“1”表示亮，“0”表示暗。
2. 具有16個行驅(qū)動和61個列驅(qū)動，可方便與SED1521配合，進行單一列的擴展。
3. 總線速度可達10M，顯示占空比為1/16或1/32。
采用SED1520作為驅(qū)動器的液晶模塊，根據(jù)液晶屏的大小不同，SED1520、SED1521對行、列的組合有所不同。如屏大小為141×16、占空比為1/16的液晶模塊采用SED1521進行了列的擴展。當液晶屏行數(shù)超出單片SED1520的行驅(qū)動能力時，可采用主從式SED1520進行行擴展。如圖1所示。
本文介紹的GXM12232-1液晶模塊采用的SED1520驅(qū)動器的內(nèi)部系統(tǒng)框圖即為圖1所示。采用主從結(jié)構(gòu)的兩片SED1520分別控制顯示屏幕左、右半屏顯示。
圖1 采用主從式SED 1520進行擴展
SED1520指令與顯示RAM結(jié)構(gòu)
SED1520指令系統(tǒng)比較簡單，共13條，除讀狀態(tài)指令、讀顯示RAM數(shù)據(jù)指令外，其他指令均為寫操作，并且讀寫指令均為單字節(jié)指令。在送出每條指令時，必須進行控制器狀態(tài)檢測，狀態(tài)字節(jié)的含義如下：
D7：1/0，模塊忙/準備就緒；
D5：1/0，模塊顯示關(guān)/開；
D4：1/0，模塊復位/正常；
D3-D0：未用
在指令使用中，關(guān)鍵要分清顯示行、列設置和顯示頁面設置的關(guān)系。單片SED1520可驅(qū)動61×16液晶屏，其內(nèi)部顯示RAM相對于COM0每8行為一個顯示頁面，故本文使用的模塊可顯示4頁。
液晶模塊與mPSD3334D的
硬件接口與配置
SED1520驅(qū)動器設計有80-CPU和68-CPU兩種接口時序。GXM12232-1模塊在采用不同控制時序時，引腳連接功能不同。本設計在使用該模塊時采用了68-CPU的控制時序。PA口與液晶模塊數(shù)據(jù)線連接，PB4、PB3分別連接液晶模塊引腳E1、E2，PB2連接模塊RW，PB1連接模塊數(shù)據(jù)命令控制引腳A0。
PSD模塊PA、PB口引腳定義
mPSD3334D單片機的PA是多功能復用口，PB口具有可編程邏輯輸出功能。在本文中為便于程序移植和接口時序要求，PA口設置成外圍設備模式；PB4、PB3設置成CPLD輸出外部片選、高電平有效模式，命名為LCD_E2、LCD_E1；PB2、PB1設置成CPLD輸出Combinatorial模式，命名為LCD_RW、LCD_A0。PA口的外圍設備模式的引腳定義必須使用PSDsoft_Express軟件才能完成，在程序運行時引腳工作模式不能更改。
PSD模塊邏輯功能設置
根據(jù)接口時序的要求，對PA、PB口進行相應邏輯功能的設置。與本文涉及密切的邏輯功能主要有PSEL和PB[4：1]引腳信號。PSEL、PB4和PB3是片選邏輯設置，PB2和PB1是I/O邏輯功能設置。片選邏輯功能設置時必須保證與mPSD3334D中Flash和SRAM存儲區(qū)的地址分布不相沖突。以上邏輯功能的設置必須在PSDsoft Express軟件的設計輔助窗口中完成。
當PA口工作在外圍設備I/O模式時，PSEL片選邏輯地址即為PA口的外圍設備I/O地址空間。在PA口外圍設備I/O模式中，可以設置其中任意一項。主程序必須初始化VM寄存器使能PA口外圍設備I/O模式。
設置PB4、PB3邏輯，使能LCD_E1、LCD_E2信號用于選中LCD模塊的Master、Slave控制器。當I/O地址范圍在Hex Start和Hex End之間，且讀或?qū)懶盘栍行r，LCD_E1和LCD_E2引腳信號被選中。
LCD_RW用于區(qū)別命令或數(shù)據(jù)的讀、寫，LCD_A0用于區(qū)別命令或數(shù)據(jù)。在I/O邏輯功能設置中，根據(jù)片選信號的設置，LCD_RW與地址信號a0相連，LCD_A0與地址信號a1相連，LCD_A0=0表示命令，LCD_A0=1表示數(shù)據(jù)。
根據(jù)上述設置情況可以看出，地址信號a2用于區(qū)分master、Slave驅(qū)動器的選擇，a1a0組合實現(xiàn)對命令、數(shù)據(jù)的讀寫控制。GXM12232-1模塊Master、Slave驅(qū)動器相應命令、數(shù)據(jù)控制地址如表1所示。
液晶模塊顯示軟件設計流程
SED1520控制器的控制命令是單字節(jié)指令。在GXM12232-1模塊中進行控制時，根據(jù)Master、Slave模塊的數(shù)據(jù)、命令地址送出相應數(shù)據(jù)、命令字節(jié)。但是在每次讀寫數(shù)據(jù)或命令時，必須進行忙狀態(tài)檢測。有關(guān)命令字在前面和相關(guān)數(shù)據(jù)手冊中有具體介紹。圖2給出了控制命令字流程圖。
圖2 控制命令流程圖
SED1520控制器正常工作必須進行一定配置，其中包括顯示開關(guān)、靜態(tài)或動態(tài)顯示、占空比等，該過程主要是寫命令控制過程，通過多次調(diào)用OutMasterCom(unsigned char i)、OutSlaveCom(unsigned char i)完成。以GXM12232-1模塊的Master控制器為例，其命令控制代碼如下。對于Slave控制器，更改相應地址即可。
void OutMasterCom( unsigned char i ) // write master command
{
while ((rm_status & 0x80)); //rm_status the command read address of master
wm_command = i; //wm_command the command write address of master
}
以GXM12232-1模塊的Master控制器為例，其寫數(shù)據(jù)代碼如下。
void OutMasterDat( unsigned char i ) //write master data
{
while ((rm_status & 0x80));
wm_data = i; //wm_data the data write address of master
}
液晶屏的數(shù)據(jù)顯示過程主要分為顯示地址命令設置和送出顯示數(shù)據(jù)兩步。GXM12232-1模塊由Master、Slave兩個控制器構(gòu)成。當設置顯示列地址大于60時，顯示窗口切換為Slave，即屏幕顯示的右半屏。在應用中顯示數(shù)據(jù)采用縱向取模方式。在GXM12232-1模塊進行字符、圖形顯示時必須注意顯示窗口和PAGE的范圍。程序流程如圖3所示。因?qū)τ诓煌娘@示對象頁占據(jù)的大小不同，在頁范圍檢測時需根據(jù)對象大小確定檢測范圍。
圖3 字符、圖形顯示流程圖
結(jié)語
本文介紹了mPSD系列單片機PA口在外圍設備I/O模式下與GXM12232-1模塊的連接與相應顯示程序設計。GXM12232-1模塊的程序設計采用了C51硬件語言，可移植性較強，同時有助于其他內(nèi)置SED1520液晶控制器的模塊應用。
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