一种DSP与点阵液晶模块的接口及软件设计

第 37 卷第 07 期 2010 年 7 月 doi:10. 3969 / j. issn. 1009 - 671X. 2010. 07. 006


Applied


Science


and


Technology

Vol. 37, 07 №. Jul. 2010

一种 DSP 与点阵液晶模块的接口及软件设计
刘繁明,荀




( 哈尔滨工程大学 自动化学院, 黑龙江 哈尔滨 150001) 要:提出了一种高速 DSP 处理器与点阵液晶显示模块的接口电路设计方案. 采用 DSP 的 GPIO 通过带电平

转换的总线驱动器直接与液晶模块的数据线和控制信号接口, 实现了二者的协调工作. 给出了实现液晶模块初 始化和汉字显示的软件设计思想. 该方案结构简单, 可以实现液晶的稳定显示输出. 关键词:数字信号处理器;液晶显示器;接口设计 中图分类号:TP36 文献标识码:A 文章编号:1009 - 671X(2010)07 - 0022 - 03

A design of interface and software for DSP and LCD module
LIU Fanming,XUN Tao
( College of Automation,Harbin Engineering University,Harbin 150001,China)

Abstract: A scheme to design the interface between a high speed digital signal processor and liquid crystal display was proposed. Using the general purpose I / O of DSP and bus translating transceiver to drive the LCD data bus and control signal,the DSP and LCD coordinate operation was implemented. The software flowcharts to initialize LCD and display one Chinese character were given. The scheme has a simple structure,and could realize steady display output. Keywords: digital signal processor; liquid crystal display; interface design DSP 芯片以其优化的硬件结构、 高效的指令系 灵活的编程能力和高速处理能力、 高集成度、 接 统、 口灵活等优点, 广泛应用于高速信号采集、 语音处 [ 3] 1. 而液晶显示也 理、 图像处理、 工业控制等领域 以其直观、 低功耗、 高稳定性等优点, 广泛用于便携 [ 6] 4. DSP 与液晶模块的 式智能仪器仪表的前端显示 工作电压和读写速度都存在差异, 在设计时必须考 [ 7] 虑混合逻辑设计和速度匹配问题 . 文中以 DSP 芯 片 TMS320F28335 DSP 和 SMG240128A 点阵液晶模 块( 控制器为 T6963C) 为例, 介绍了高速 DSP 接口 与慢速液晶控制模块之间实现电平转换及同步问题 的方法, 并给出了相应的软件结构. 开发的理想选择. SMG240128A 是一种 240 × 128 点 其控制器 T6963C 提供了丰富的指令 阵液晶模块, 集, 具有功能较强的 I / O 缓冲器, 用户可根据需要设 置指令参数. 控制器内部带有 8 KB 的 RAM 缓 冲 区, 其中显示缓冲区首地址寄存器对应的后续 30 × 128 bytes 的内容映射到 LCD 显示屏上. 通过改变显 示缓冲区首地址可实现屏幕滚动 、 屏幕换页等功能. 1. 2 接口电路设计 DSP 可以采用直接总线和模拟总线 2 种方式访 问液晶显示模块. 直接总线方式将 DSP 外部数据总 线、 读写信号直接与液晶模块的数据线 、 读写信号相 连, 液晶模块的片选 ( CE) 和命令 / 数据 ( C / D) 信号 由 DSP 地址总线译码产生, 因此占用 DSP 的 2 个地 液晶模块内部的寄存器通 址空间. 当写入命令字时, 过命令参数选择. 由于液晶显示模块的处理速度比 DSP 慢, 所以实现二者速度匹配较为复杂 . 模拟总线 方式用 DSP 的 GPIO 模拟数据总线直接操作液晶显 示模块. 由于 GPIO 工作电平为 3. 3 V, 而液晶模块

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1. 1

硬件电路设计
DSP 与液晶显示模块

TMS320F28335 是 TI 公司的一款高速、 浮点型 DSP 控制器. 与以往的 DSP 相比, 该器件的精度更 高, 且功耗小, 动态范围大, 外设丰富, 是嵌入式产品

12收稿日期:2009- 18. ) 男, E作者简介:刘繁明(1963- , 教授, 工学博士, 博士生导师, 主要研究方向:精密仪器及机械、 无源导航技术, mail:hrblfm407@ hrbeu. edu. cn.

第7 期

刘繁明, 等:一种 DSP 与点阵液晶模块的接口及软件设计

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工作电平为 5 V, 所以采用 74LVC4245 实现总线驱 动和电平转换. 同时, 由于液晶的数据总线为双向总 线, 因此, 与之相连的驱动器的收发方向 ( DIR) 直接 由 DSP 控制. 当 DSP 读取液晶模块的数据时, 将该 位置 0, 数据传送方向为液晶模块到 DSP;当 DSP 写

将该位置 1, 数据传输方向为 数据到液晶模块时, DSP 到液晶模块. 由于液晶的控制信号是单向传 输, 所以总线驱动芯片的 DIR 引脚直接接地, 电路 原理图如图 1 所示.

图1

DSP 与液晶模块的接口电路

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软件设计
液晶模块的初始化

#define LCD_CE GpioDataRegs. GPCDAT. bit. GPIO68 / / 液晶片选设置 # define LCD _ RD GpioDataRegs. GPCDAT. bit. GPIO69 / / 液晶读控制 # define LCD _ WR GpioDataRegs. GPCDAT. bit. GPIO70 / / 液晶写控制 # define LCD _ DIR GpioDataRegs. GPCDAT. bit. GPIO71 / / 数据传输方向控制 Uint16 LCDstatus; void InitLCD( ) / / 读取 LCD 的状态 { GpioCtrlRegs. GPCDIR. all = GpioCtrlRegs. GPCDIR. all &0x0; / / 将数据 GPIO 设置为输入 LCD_DIR = 0; / / 数据传输方向为液晶模块到 DSP LCD_CD = 0; Delay( ) ; LCD_CD = 1; DelayAsm( ) ; LCD_CE = 0;

表 1 分别为液晶模块读状态、 写指令、 读数据、 [ 7] 写数据的基本控制逻辑 .
表1 控制信号 C/D CE RD WR 液晶模块的功能逻辑 读状态 H L L H 写指令 H L H L 读数据 L L L H 写数据 L L H L

液晶模块在进行读写操作之前, 应首先根据表 1 , GPIO 位, 的要求 设置相应的 进而实现液晶模块的读 写操作. 由于 T6963C 控制器内部的状态字寄存器反 应了液晶模块当前的工作状态, 因此在进行显示数 据 / 命令传输之前应首先读入该状态寄存器, 其中 STA0 位为指令读写使能, STA1 位为数据读写使能, STA1 都为 1 时才可进行后续的数据传 只有当 STA0, 输操作. 下面给出实现初始化和状态读的代码: #define LCD_CD GpioDataRegs. GPCDAT. bit. GPIO67 / / 液晶命令 / 数据控制

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LCD_WR = 1; LCD_RD = 0; Delay( ) ; LCDstatus = GpioDataRegs. GPCDAT. all&0xff00; / / 读入状态寄存器 GpioDataRegs. GPCDAT. all | = 0x70; / / 将片选信号及读写控制 Delay( ) ; } void main( ) / / 主程序 / / 读取 STA0 和 STA1( 命令 / 数据读写状态) { do { InitLCD( ) ; } while( ( LCDstatus&0xc000) ! = 0xc000) ; ……其他代码 } 2. 2 汉字显示 为显示汉字, 首先应将点阵字模以汉字内码为 索引按 8 位方式预制于 EEPROM 中, 然后由 DSP 根 据内码获得字模数据, 并将其按 8 位方式依次写入 LCD 显示缓存区的对应地址中. 对于 16 × 16 点阵汉 字, 由于每 个 汉 字 字 模 占 用 32 bytes, 此 需 读 写 因 16 × 2 次. 在此不给出汉字显示的详细代码, 显示一 个汉字的流程如图 2 所示.

图 3 给出了该液晶模块应用于某项目的人机接 口界面实例.

图3

液晶模块的系统主界面

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结束语

提出了一种使用高速 TMS320F28335 DSP 来控 制低速 SMG240128A 液晶显示模块的设计方法. 该 方法成本低、 软硬件设计简单、 运行稳定可靠, 完全 可以满足高速 DSP 和慢速液晶显示模块之间的速 度匹配要求. 无论该液晶显示模块工作在文本显示 方式、 图形显示方式还是合成显示方式下 , 显示界面 缺点现象, 而且显示流畅. 都没有出现缺字、

参考文献:
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图2

单个汉字显示流程图


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