基于DSP的液晶模塊的顯示原理及實現

摘要：介紹了一種基于TMS320F206 DSP以及硬件漢字庫的液晶模塊的設計。給出了硬件接口設計框圖、接口的設計實現以及硬件漢字庫的制作方法，同時給出了液晶初始化和顯示模塊的設計思路以及軟件實現。

關鍵詞：SEDl335控制器 TMS320F206 DSP 硬件漢字庫

1、硬件電路接口的設計

圖1給出了液晶顯示模塊的硬件電路接口設計框圖，該系統采用TI公司的TMS320F206芯片(以下簡稱F206)，其內部帶有4KB的FLASH存儲器，可以根據系統需要外掛EEPROM作為外部程序存儲區。

SEDl335控制器是日本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。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。

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、液晶控制器、鍵盤掃描電路提供所需的片選和使能信號。該芯片編程實現容易，可以隨時修改其邏輯關系，在一定程度上提高了開發的通用性。硬件漢字庫的片選信號為CE=A15+PS，F206的外部程序空間起始地址為08000H。由于F206的程序尋址范圍可以達到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100～2與硬件漢字庫AT27C020A的地址高三位相連，以達到擴展程序尋址的目的。在顯示漢字時，可以實現分頁管理，共分成8頁，每頁32KB，占用DSP系統的程序空間的8000～FFFFH。

為保證F206與SED1335能正常通信，SED1335的數據總線(D0~D7)直接連接到F206的低字節數據總線(D0-D7)上。SED1335片選信號由F206的A15(最高位地址線)、A14、IS(I／O空間選擇信號)共同決定，其邏輯關系為CE=A15+A14+IS，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，該產品是ATMEL公司生產的256KB的FLASH ROM，在具體電路設計時應注意引腳定義和邏輯關系，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16x16，在該文件中，按漢字區位碼從小到大依次存有國標區位碼中的所有漢字，每個漢字占用32個字節，每個區為94個漢字。如果顯示其屬性，可以看出其大小為262KB。當寫人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，從第88區開始就是空白，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區后的字庫，補上8×16的ASCII碼點陣數據。燒寫過程中采用通用編程器spectrum-48進行編寫，將HZK16文件調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據存儲器，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碼點陣數據以及漢字語句編碼數據，使用起來非常方便。

3、DSP控制液晶顯示的軟件設計及實現

通過初始化液晶顯示屏以及調用硬件漢字庫顯示連續的漢字來具體說明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。

液晶控制器指令的寫入端口地址是C001H，寫參數及顯示數據端口地址為C000H，定義形式如下：

extern ioport uint poac000；／／數據寫入地址
extern ioport uint poac001；／／指令寫入地址
#define LCDCMD poac001／／指令寫入端口地址
#define LCDDATA portc000／／寫參數及顯示數據地址

系統硬件上電復位后，首先完成DSP的初始化，然后根據用戶系統的需要對控制器的各項指令代碼及其參數進行設置，以完成液晶模塊的參數(如液晶的行數、列數、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(“ldp #Oh”)；
abm(“setc INTM”)；

設置液晶控制器的系統指令及參數的程序如下：

typedef unsigned int uint；
uint SYSTAB[8]={0x30,0x87，0x07，0x27,0x42,0xf0,0x28，0x00)； ／／系統設置指令參數
uint SCROLLTAB[10]={0,0,Oxf0，0xb0，0x04,0xf0}； ／／SCROLL指令參數
void command(uint m)
{
LCDCMD=m； ／／向1335中寫入指令代碼
}
void data(uint n)
{
LCDDATA=n； ／／向1335中寫入數據及指令參數
}
／／清除顯示區數據
void cleardata(uint csfi,uint csrh,uint datal)
{
uint i，j；
command(0x46)； ／／寫入光標地址指令
data(csd)； ／／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)； ／／數據寫入命令
for(i=0；i240；i++)
{
for(j=0;j320;j++)
data(datal)； ／／向液晶顯示區寫人數據
}
}

液晶顯示屏的初始化程序如下：
void init()
{
uint i;
command(0x40)； ／／系統設置指令
for(i=0；i8；i++)
{
data(SYSTAB[i])；
}
command(0x44)； ／／設置SCROLL．指令
for(i=0；i++；i10)
{
data(SCROLLTAB[i])；
}
command(Ox5a)； ／／設置點單元卷動位置
data(0x00)； ／／無卷動參數
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)； ／／第一顯示區清0
cleardata(Ox80，Ox04，Ox00)； ／／第二顯示區清0
comnland(Ox46)； ／／設置光標地址指令
data(0x00)； ／／第一顯示區首地址
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(Oxl6)； ／第一、二顯示區開顯示
}

程序經過編譯，漢字將以內碼的形式表示。要在液晶屏上正確顯示16X16點陣的漢字，必須將之轉換成區位碼，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32個字節的字模。

將內碼轉換成區位碼的方法如下：
qh=c1-0xa0，wh=c2-OxaO，
其區位碼就是：
qw=qhxOxff+wh，
該漢字在字庫中離起點的位置是：
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buffer[32]

ret

在圖形方式下顯示連續漢字的程序如下：
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=0x04bO+2*x*Oxl40+y*Ox02；

／／設置漢字顯示的光標地址

while(*s)
{
qh=*(s)-0xa0； ／／漢字區位碼
wh=*(s+1)-OxaO；
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+((offset0x38000)>>15)；
offset=0xfffff；
if(offset0x8000)
offset+=Ox8000；
s=s+2； //s為要顯示的連續漢字
zimotake()； 似字模庫中讀取相應字模
cel=(csOx00ff)； ／／顯示文字的地址低8位
csh=((cs0xff00)>>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；j16;J++)
{
data(buger[j*2])； ／／寫人數據
}
cs=cs+0x01；
csl=(cs0x00ff)； ／／顯示文字的地址低8位
csh=((cs0xff00)>>8)；／／顯示文字的地址高8位
command(Ox46)； ／／CSRW代碼
data(csl)； ／／設置光標地址
data(csh)；
command(Ox42)； ／／MWRITE代碼
for(i=0；i16；i++)
{
data(buffer[2*i+1])；
}
cs=cs+0x01；
}
}

以上程序均在TMS320C2X系列的軟件環境CCS下調試通過。液晶屏能夠正常顯示連續的漢字、字符以及圖形，在語言教學系統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，并且具有縮短開發周期、加快產品上市等優點，因此非常適用于便攜式設備的界面顯示系統，如PDA、示波器、手機的界面開發等。