基于DSP的液晶模塊的顯示原理及實現(xiàn)

    SED1335控制器是日本EPSON公司生產(chǎn)的一款液晶顯示屏控制器，與同類產(chǎn)品相比，功能最強。主要特點有：
    有較強功能的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GAL16V8的輸入端連接到DSP上，輸出為硬件漢字庫、液晶控制器、鍵盤掃描電路提供所需的片選和使能信號。該芯片編程實現(xiàn)容易，可以隨時修改其邏輯關(guān)系，在一定程度上提高了開發(fā)的通用性。硬件漢字庫的片選信號為F206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_到64KB，要尋址256KB的程序空間，需擴展外部的程序空間。為此，將F206的IO0～2與硬件漢字庫AT27C020A的地址高三位相連，以達到擴展程序?qū)ぶ返哪康?。在顯示漢字時，可以實現(xiàn)分頁管理，共分成8頁，每頁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（D0～D7）直接連接到F206的低字節(jié)數(shù)據(jù)總線（D0～D7）上。SED1335片選信號由F206的A15（最高位地址線）、共同決定，其邏輯關(guān)系為且SED1335的A0接至F206的A0（最低位地址線）。
2 硬件漢字庫的制作
    硬件漢字庫使用了AT27C020A,該產(chǎn)品是ATMEL公司生產(chǎn)的256KB的FLASH ROM，在具體電路設計時應注意引腳定義和邏輯關(guān)系，并在燒錄時選擇相應的型號。本設計采用UCDOS軟件中的HZK16點陣文件，字模大小為16×16，在該文件中，按漢字區(qū)位碼從小到大依次存有國標區(qū)位碼中的所有漢字，每個漢字占用32個字節(jié)，每個區(qū)為94個漢字。如果顯示其屬性，可以看出其大小為262KB。當寫入AT27C020A時，可以將多于256KB的部分截去。實際上，在國標漢字點陣字庫中，二級漢字排到第87區(qū)，從第88區(qū)開始就是空白，所以將多余部分截去不會影響實際操作中硬件漢字庫的制作，和普通的程序存儲器的編程沒什么不同。因此，從中截去87區(qū)后的字庫，補上8×16的ASCII碼點陣數(shù)據(jù)。燒寫過程中采用通用編程器spectrum-48進行編寫，將HZK16文件調(diào)入時要使用二進制方式打開，編程并校驗成功后，即可將存儲器取下備用。這樣，一個硬件漢字庫就制作好了。
    針對不同的應用,可以選用大容量存儲器甚至是串行數(shù)據(jù)存儲器，從而擴展硬件漢字庫的使用范圍。在此使用容量為512KB的存儲器，除了可以存儲全部的國標漢字外，還可以存儲8×16的ASCII碼點陣數(shù)據(jù)以及漢字語句編碼數(shù)據(jù)，使用起來非常方便。
3 DSP控制液晶顯示的軟件設計及實現(xiàn)
    通過初始化液晶顯示屏以及調(diào)用硬件漢字庫顯示連續(xù)的漢字來具體說明DSP控制液晶顯示屏的設計思想。從程序的可移植性和通用性方面考慮,選用了C語言進行軟件模塊的設計實現(xiàn)。
    液晶控制器指令的寫入端口地址是C001H，寫參數(shù)及顯示數(shù)據(jù)端口地址為C000H，定義形式如下：
    extern ioport uint portc000；//數(shù)據(jù)寫入地址
    extern ioport uint portc001；//指令寫入地址
    #define LCDCMD portc001//指令寫入端口地址
    #define LCDDATA portc000//寫參數(shù)及顯示數(shù)據(jù)地址
    系統(tǒng)硬件上電復位后,首先完成DSP的初始化，然后根據(jù)用戶系統(tǒng)的需要對控制器的各項指令代碼及其參數(shù)進行設置,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、光標的位置等)以及顯示方式等一系列過程的初始化。在MPU操作SED1335及其控制的液晶顯示模塊時，必須首先寫入SYSTEM SET 40H指令。如果該指令設置出現(xiàn)錯誤，則顯示必定不正常。液晶模塊軟件初始化設計的流程圖如圖2所示。
    F206初始化程序如下：
    asm(“clrc cnf”)；
    asm(“l(fā)dp  #0h”)；
    asm(“setc INTM”)；
    設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)設置指令參數(shù)
    uint  SCROLLTAB[10]={0,0,0xf0,0xb0,0x04,0xf0}；//SCROLL指令參數(shù)
    void command(uint m)
    {
        LCDCMD=m；  //向1335中寫入指令代碼
    }
    void data(uint n)
    {
        LCDDATA=n；  //向1335中寫入數(shù)據(jù)及指令參數(shù)
    }
    //清除顯示區(qū)數(shù)據(jù)
    void cleardata(uint csrl,uint csrh,uint datal)
    {
    uint i,j；
    command(0x46)；   //寫入光標地址指令
    data(csrl)；    //光標地址的低8位
    data(csrh)；    //光標地址的高8位
    command(0x4c)；   //光標自動右移指令
    command(0x42)；   //數(shù)據(jù)寫入命令
    for(i=0；i<240；i++)
        {
        for(j=0；j<320；j++)
           data(datal)；   //向液晶顯示區(qū)寫入數(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)設置指令
           for(i=0；i<8；i++)
           {
               data(SYSTAB[i])；
           }
           command(0x44)；  //設置SCROLL指令
           for(i=0；i++；i<10)
           {
               data(SCROLLTAB[i])；
           }
           command(0x5a)；  //設置點單元卷動位置
           data(0x00)；   //無卷動參數(shù)
           command(0x5b)；  //設置雙層合成顯示方式
           data(0x00)；   //光標顯示不閃爍
           delay(2)；
           cleardata(0,0,0x00)；  //第一顯示區(qū)清0
           cleardata(0x80,0x04,0x00)； //第二顯示區(qū)清0
           command(0x46)；   //設置光標地址指令
           data(0x00)；    //第一顯示區(qū)首地址
           data(0x00)；
           command(0x5d)；   //設置光標形狀
           data(0x04)；    //光標長度5
           data(0x86)；    //光標寬度7
           command(0x4c)；   //設置光標自動右移
           command(0x59)；
           data(0x16)；    /第一、二顯示區(qū)開顯示
           }
    程序經(jīng)過編譯，漢字將以內(nèi)碼的形式表示。要在液晶屏上正確顯示16×16點陣的漢字，必須將之轉(zhuǎn)換成區(qū)位碼，算出偏移量，從硬件漢字庫中找到相應的位置，取出其后連續(xù)32個字節(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=c2－0xa0，
    其區(qū)位碼就是：
    qw=qh×0xff＋wh，
    該漢字在字庫中離起點的位置是：
    offset=(94×(qh－1)＋(wh－1))×32；
    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,*+；將漢字字模存入緩沖區(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)； //設置光標向下移動
      cs=0x04b0+2*x*0x140+y*0x02；//設置漢字顯示的光標地址
      while(*s)
      {
      qh=*(s)-0xa0； //漢字區(qū)位碼
      wh=*(s+1)-0xa0；
      offset=(94*(qh-1)+(wh-1))*32；//計算該漢字在字庫中的偏移量
      ASPCR=0x100f； //異步串口的初始化
      IOSR=0x1800+((offset&0x38000)>>15)；
      offset&=0xffff；
      if(offset<0x8000)
      offset+=0x8000；
      s=s+2；    //s為要顯示的連續(xù)漢字
      zimotake()；     //從字模庫中讀取相應字模
      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(0x46)；  //CSRW代碼
      data(csl)；   //設置光標地址CSR
      data(csh)；
      command(0x42)；  //MWRITE代碼
      for(j=0；j<16；j++)
         {
         data(buffer[j*2])； //寫入數(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(0x46)；  //CSRW代碼
      data(csl)；   //設置光標地址
      data(csh)；
      command(0x42)；  //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。液晶屏能夠正常顯示連續(xù)的漢字、字符以及圖形，在語言教學系統(tǒng)中得到了實際的應用。通過移植本文的程序，修改其中的一些指令，可以完成更加復雜的功能，并且具有縮短開發(fā)周期、加快產(chǎn)品上市等優(yōu)點，因此非常適用于便攜式設備的界面顯示系統(tǒng)，如PDA、示波器、手機的界面開發(fā)等。