基于DSP的液晶模塊的顯示原理及實(shí)現(xiàn)

摘要：介紹了一種基于TMS320F206 DSP以及硬件漢字庫(kù)的液晶模塊的設(shè)計(jì)。給出了硬件接口設(shè)計(jì)框圖、接口的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)以及硬件漢字庫(kù)的制作方法，同時(shí)給出了液晶初始化和顯示模塊的設(shè)計(jì)思路以及軟件實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：SEDl335控制器 TMS320F206 DSP 硬件漢字庫(kù)

1、硬件電路接口的設(shè)計(jì)

圖1給出了液晶顯示模塊的硬件電路接口設(shè)計(jì)框圖，該系統(tǒng)采用TI公司的TMS320F206芯片(以下簡(jiǎn)稱(chēng)F206)，其內(nèi)部帶有4KB的FLASH存儲(chǔ)器，可以根據(jù)系統(tǒng)需要外掛EEPROM作為外部程序存儲(chǔ)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(lèi)產(chǎn)品相比，功能最強(qiáng)。主要特點(diǎn)有：

有較強(qiáng)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(kù)、液晶控制器、鍵盤(pán)掃描電路提供所需的片選和使能信號(hào)。該芯片編程實(shí)現(xiàn)容易，可以隨時(shí)修改其邏輯關(guān)系，在一定程度上提高了開(kāi)發(fā)的通用性。硬件漢字庫(kù)的片選信號(hào)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_(dá)到64KB，要尋址256KB的程序空間，需擴(kuò)展外部的程序空間。為此，將F206的100～2與硬件漢字庫(kù)AT27C020A的地址高三位相連，以達(dá)到擴(kuò)展程序?qū)ぶ返哪康?。在顯示漢字時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)分頁(yè)管理，共分成8頁(yè)，每頁(yè)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(xiàn)(D0~D7)直接連接到F206的低字節(jié)數(shù)據(jù)總線(xiàn)(D0-D7)上。SED1335片選信號(hào)由F206的A15(最高位地址線(xiàn))、A14、IS(I／O空間選擇信號(hào))共同決定，其邏輯關(guān)系為CE=A15+A14+IS，且SED1335的A0接至F206的A0(最低位地址線(xiàn))。

2、硬件漢字庫(kù)的制作

硬件漢字庫(kù)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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意引腳定義和邏輯關(guān)系，并在燒錄時(shí)選擇相應(yīng)的型號(hào)。本設(shè)計(jì)采用UCDOS軟件中的HZK16點(diǎn)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(guó)標(biāo)區(qū)位碼中的所有漢字，每個(gè)漢字占用32個(gè)字節(jié)，每個(gè)區(qū)為94個(gè)漢字。如果顯示其屬性，可以看出其大小為262KB。當(dāng)寫(xiě)人AT27C020A時(shí)，可以將多于256KB的部分截去。實(shí)際上，在國(guó)標(biāo)漢字點(diǎn)陣字庫(kù)中，二級(jí)漢字排到第87區(qū)，從第88區(qū)開(kāi)始就是空白，所以將多余部分截去不會(huì)影響實(shí)際操作中硬件漢字庫(kù)的制作，和普通的程序存儲(chǔ)器的編程沒(méi)什么不同。因此，從中截去87區(qū)后的字庫(kù)，補(bǔ)上8×16的ASCII碼點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。燒寫(xiě)過(guò)程中采用通用編程器spectrum-48進(jìn)行編寫(xiě)，將HZK16文件調(diào)入時(shí)要使用二進(jìn)制方式打開(kāi)，編程并校驗(yàn)成功后，即可將存儲(chǔ)器取下備用。這樣，一個(gè)硬件漢字庫(kù)就制作好了。

針對(duì)不同的應(yīng)用，可以選用大容量存儲(chǔ)器甚至是串行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，從而擴(kuò)展硬件漢字庫(kù)的使用范圍。在此使用容量為512KB的存儲(chǔ)器，除了可以存儲(chǔ)全部的國(guó)標(biāo)漢字外，還可以存儲(chǔ)8×16的ASCII碼點(diǎn)陣數(shù)據(jù)以及漢字語(yǔ)句編碼數(shù)據(jù)，使用起來(lái)非常方便。

3、DSP控制液晶顯示的軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

通過(guò)初始化液晶顯示屏以及調(diào)用硬件漢字庫(kù)顯示連續(xù)的漢字來(lái)具體說(shuō)明DSP控制液晶顯示屏的設(shè)計(jì)思想。從程序的可移植性和通用性方面考慮，選用了C語(yǔ)言進(jìn)行軟件模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

液晶控制器指令的寫(xiě)入端口地址是C001H，寫(xiě)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(xiě)入地址
extern ioport uint poac001；／／指令寫(xiě)入地址
#define LCDCMD poac001／／指令寫(xiě)入端口地址
#define LCDDATA portc000／／寫(xiě)參數(shù)及顯示數(shù)據(jù)地址

系統(tǒng)硬件上電復(fù)位后，首先完成DSP的初始化，然后根據(jù)用戶(hù)系統(tǒng)的需要對(duì)控制器的各項(xiàng)指令代碼及其參數(shù)進(jìn)行設(shè)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(biāo)的位置等)以及顯示方式等一系列過(guò)程的初始化。在MPU操作SED1335及其控制的液晶顯示模塊時(shí)，必須首先寫(xiě)入SYSTEM SET 40H指令。如果該指令設(shè)置出現(xiàn)錯(cuò)誤，則顯示必定不正常。液晶模塊軟件初始化設(shè)計(jì)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(shè)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(shè)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(xiě)入指令代碼
}
void data(uint n)
{
LCDDATA=n； ／／向1335中寫(xiě)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(xiě)入光標(biāo)地址指令
data(csd)； ／／光標(biāo)地址的低8位
data(csrh)； ／／光標(biāo)地址的高8位
command(0x4c)； ／／光標(biāo)自動(dòng)右移指令
command(0x42)； ／／數(shù)據(jù)寫(xiě)入命令
for(i=0；i<240；i++)
{
for(j=0;j<320;j++)
data(datal)； ／／向液晶顯示區(qū)寫(xiě)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(shè)置指令
for(i=0；i<8；i++)
{
data(SYSTAB[i])；
}
command(0x44)； ／／設(shè)置SCROLL．指令
for(i=0；i++；i<10)
{
data(SCROLLTAB[i])；
}
command(Ox5a)； ／／設(shè)置點(diǎn)單元卷動(dòng)位置
data(0x00)； ／／無(wú)卷動(dòng)參數(shù)
command(0x5b)； ／／設(shè)置雙層合成顯示方式
data(0x00)； ／／光標(biāo)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(shè)置光標(biāo)地址指令
data(0x00)； ／／第一顯示區(qū)首地址
data(0x00)；
command(0x5d)； ／／設(shè)置光標(biāo)形狀
data(0x04)； ／／光標(biāo)長(zhǎng)度5
data(0x86)； ／／光標(biāo)寬度7
command(0x4c)； ／／設(shè)置光標(biāo)自動(dòng)右移
command(0x59)；
data(Oxl6)； ／第一、二顯示區(qū)開(kāi)顯示
}

程序經(jīng)過(guò)編譯，漢字將以?xún)?nèi)碼的形式表示。要在液晶屏上正確顯示16X16點(diǎn)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(kù)中找到相應(yīng)的位置，取出其后連續(xù)32個(gè)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(kù)中離起點(diǎn)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(shè)置光標(biāo)向下移動(dòng)
cs=0x04bO+2*x*Oxl40+y*Ox02；

／／設(shè)置漢字顯示的光標(biāo)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(jì)算該漢字在字庫(kù)中的偏移量
ASPCR=0x100f； ／／異步串口的初始化
IOSR=0x1800+((offset&0x38000)>>15)；
offset&=0xfffff；
if(offset<0x8000)
offset+=Ox8000；
s=s+2； //s為要顯示的連續(xù)漢字
zimotake()； 似字模庫(kù)中讀取相應(yīng)字模
cel=(cs&Ox00ff)； ／／顯示文字的地址低8位
csh=((cs&0xff00)>>8)；／／顯示文字的地址高8位
command(0x46)； ／／CSRW代碼
data(csl)； ／／設(shè)置光標(biāo)地址CSR
data(csh)；
command(0x42)； ／／MWRITE代碼
for(j=0；j<16;J++)
{
data(buger[j*2])； ／／寫(xiě)人數(shù)據(jù)
}
cs=cs+0x01；
csl=(cs&0x00ff)； ／／顯示文字的地址低8位
csh=((cs&0xff00)>>8)；／／顯示文字的地址高8位
command(Ox46)； ／／CSRW代碼
data(csl)； ／／設(shè)置光標(biāo)地址
data(csh)；
command(Ox42)； ／／MWRITE代碼
for(i=0；i<16；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(guò)。液晶屏能夠正常顯示連續(xù)的漢字、字符以及圖形，在語(yǔ)言教學(xué)系統(tǒng)中得到了實(shí)際的應(yīng)用。通過(guò)移植本文的程序，修改其中的一些指令，可以完成更加復(fù)雜的功能，并且具有縮短開(kāi)發(fā)周期、加快產(chǎn)品上市等優(yōu)點(diǎn)，因此非常適用于便攜式設(shè)備的界面顯示系統(tǒng)，如PDA、示波器、手機(jī)的界面開(kāi)發(fā)等。