一種基于DSP控制的液晶顯示屏的設計及實現

摘要：提出了一種基于DSP控制的液晶顯示屏的設計。介紹了SED1335控制器的原理與使用，討論了以該控制器為核心并基于DSP控制的液晶顯示屏的一種軟、硬件設計方案，為各種便攜式系統顯示前端的設計提供了一種可以借鑒的方法。

關鍵詞：DSP SED1335控制器 液晶顯示屏

近年來，隨著低價格、高性能DSP芯片的出現，DSP已越來越多地被應用于高速信號采集、語音處理、圖像分析處理等領域中，并且日益顯示其巨大的優越性。而液晶顯示屏更以其顯示直觀、便于操作的特點被用作各種便攜式系統的顯示前端。傳統的液晶顯示往往采用單片機控制。但在系統有大量高速實時數據的情況下，單片機由于受到處理速度的限制就顯得力不從心。為了解決這些問題，本文提出了一種基于DSP控制的液晶顯示屏的設計，有效地解決以上所遇到的問題。

1SED1335控制器的介紹

AT-320240Q1型液晶顯示屏是由臺北晶采用電科技股份有限公司生產的一款內嵌SED1335控制器的液晶顯示屏。它由320×240點陣構成，具有高分辨率（點型為0.225mm×0.225mm）、接口方便（5V或3.3V）、設計簡便（內嵌控制器）、功耗低、價格便宜等優點，常常用于各種便攜式設備顯示前端以及日用家電顯示模塊中。基于320×240點陣的顯示屏具有多種擴展功能供用戶選擇，大大方便了用戶，提高了系統的集成度與實用性。

SED1335控制器是由日本EPSON公司生產的一款液晶顯示屏控制器，與同類產品相比，功能最強。其主要特點有：

·有較強功能的I/O緩沖器；

·指令功能豐富；

·四位數據并行發送；

·圖形和文本方式混合顯示。

SED1335控制器的指令集見表1。SED1335控制器具有13條指令，多數指令帶有參數，參數值可由用戶根據所控制的液晶顯示模塊的特征和顯示的需要來設置。

表1SED1335控制器指令表

功能

指令

代碼

說明

參數量

系統控制

SYSTEMSET

40H

初始化，顯示窗口設置

8

SLEEPIN

53H

空閑狀態設置

/

顯示操作

DISPON/OFF

59H/58H

設置開關顯示方式

1

SCROLL

44H

設置顯示區域

10

CSRFORM

4DH

設置光標形狀

2

CGRAMADR

4CH

設置CGRAM起始地址

2

CSRDIR

4CH-4FH

設置光標移動方向

/

HDOTSCR

5AH

設置點單元水平移動量

1

OVLAY

5BH

設置合成顯示方式

1

繪制操作

CSRW

46H

設置光標地址

2

CSRR

47H

讀出光標地址

2

存儲操作

MWRITE

42H

將數據寫入顯示緩沖區

/

MREAD

43H

從顯示緩沖區讀出數據

/

SED1335控制器是應用于MPU系統與液晶模塊之間的控制芯片，它接收來自MPU系統的指令與數據，并產生相應的時序及數據控制模塊的顯示。A0為LCD控制制寄存器的選擇輸入，分別選通指令輸入緩沖器和數據輸入緩沖器，類似于通常字符點陣LCD模塊的RS或D/I。MPU把指令代碼寫入指令輸入緩沖器內（即A0=1），指令的參數數據則隨后通過數據輸入緩沖寫入（A0=0）。帶有參數指令代碼的作用之一就是選通相應的參數寄存器，任一條指令的執行（除SLEEPIN、CSRDIR、CSRR和MREAD外）都產生在附屬參數的輸入完成之后。MPU也可用寫入新的參數與余下的舊參數有效地組合成新的參數組。需要注意的是，在實際使用指令時，如果該指令具有多個參數，則必須按順序依次寫入各個參數，不能隨意省略。尤其在MPU操作SED1335及其控制的液晶顯示模塊時，必須首先寫入SYSTENSET（40H）指令。如果該指令設置出現錯誤，則顯示必定不正常。

這里著重介紹CPSDIR指令。該指令的作用是規定光標地址指針自動移動的方向。SED1335所控制的光標地址指針實際也是顯示RAM的當前地址指針。在控制器執行完讀寫操作后，將自動修改光標地址指針。該指令有四個參數：4C/4D/4E/4FH，分別表示修改的四個方向，這樣就具有了很強的作圖功能，這也是很多液晶控制器所沒有的。在AT-320240Q1型液晶顯示屏的設計中，顯示的順序是從右向左，即顯示屏上的一個8×1點陣從左至右依次對應內存單元中1bit數據的高位到低位。因此對于常規的字模來說，就會導致顯示相反的現象，可通過控制光標地址指針的移動方向很好地解決這個問題。

2DSP與液晶顯示屏硬件接口的設計

由于該款液晶顯示屏內嵌了SED1335控制器，并且將接口電路直接引出，因此對于用戶而言，整體設計大大簡化，只需考慮DSP同接口電路間的連接即可。

以下是DSP與該液晶顯示屏硬件接口的一種設計方案，如圖1所示。

在該系統的設計過程中，選用了TI公司的TMS320C5402芯片。由于其內部ROM不可寫，所以外掛一片32K的27256EEPROM作為外部程序區來存儲程序與外部字庫。考慮到TMS320C5402芯片具有高達1Mbit的外擴空間，實際應用時用戶可以根據需要改變ROM的大小。對于液晶顯示屏的數據接口，因為DSP與液晶顯示屏均由3.3V供電，可以直接將二者數據線相連，這樣DSP就能將ROM或RAM中的數據直接送入控制器的緩存中以便顯示。液晶顯示屏的控制信號由DSP地址線的第16位與第9位譯碼，因此在程序的設計中，指令口地址為8100H，數據口地址為8000H。由于DSP的讀寫管腳復用，當該管腳為高時，通過非門輸出低電平選通液晶顯示屏的讀信號；當讀管腳為低時，則直接選通液晶顯示屏的寫管腳。

3DSP控制液晶顯示屏的軟件設計

這里通過液晶顯示屏的初始化過程以及如何顯示一幅圖畫來具體說明DSP控制液晶顯示屏的軟件設計。