液晶控制器與單片機(jī)mPSD3334D的接口及顯示設(shè)計(jì)

引言

點(diǎn)陣液晶顯示器具有可顯示復(fù)雜的文字及圖形，顯示屏面積大小多樣等優(yōu)點(diǎn)，在智能儀器儀表、電子設(shè)備等工業(yè)、民用方面有著廣泛的應(yīng)用前景。

ST公司的mPSD系列單片機(jī)以其接口功能強(qiáng)大、存儲(chǔ)容量大和系統(tǒng)開發(fā)方便等優(yōu)點(diǎn)，逐漸被應(yīng)用到對(duì)功能要求較高的控制領(lǐng)域。其可編程邏輯的豐富外圍接口和大容量存儲(chǔ)器的使用必須通過PSDsoft Express軟件配置，與傳統(tǒng)51系列單片機(jī)開發(fā)不同。本文通過在實(shí)際項(xiàng)目中對(duì)mPSD3334D的應(yīng)用，重點(diǎn)介紹了其特點(diǎn)及其與內(nèi)置SED1520液晶控制器的液晶模塊GXM12232-1的接口，并給出了mPSD3334D的引腳配置和GXM12232-1顯示控制流程圖。

mPSD3334D及SED1520簡介

mPSD3334D單片機(jī)

mPSD33xx系列單片機(jī)是高性能嵌入式控制器，整合了8051微控制器、靈活的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)、可編程邏輯和豐富的外圍接口。芯片由MCU和PSD兩大模塊組成。該系列不同種類單片機(jī)的區(qū)別主要體現(xiàn)在存儲(chǔ)器空間大小和MCU模塊、PSD模塊供電電壓的不同。mPSD3334D存儲(chǔ)空間為256KB Flash、8KB SRAM，MCU模塊采用3.3V供電，PSD模塊采用5.5V供電。

與傳統(tǒng)8032單片機(jī)比較，除時(shí)鐘特性和可控制指令預(yù)取、跳轉(zhuǎn)緩存特性不同外，其余不同主要表現(xiàn)在如下方面：

1. 靈活的擴(kuò)展外圍接口功能。PA、PB、PC、PD口為多功能復(fù)用口，通過相應(yīng)寄存器的設(shè)置可根據(jù)系統(tǒng)需要靈活進(jìn)行功能切換。端口供電電壓與MCU模塊電壓的不同，可方便與外圍不同供電電壓器件接口，減少系統(tǒng)電壓轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)。

2. 高性能JTAG調(diào)試、下載功能，方便產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)。

SED1520驅(qū)動(dòng)器

SED1520是一種點(diǎn)陣圖形式液晶驅(qū)動(dòng)器，可直接與8位CPU相連，使用方便。SED1520通常集列驅(qū)動(dòng)器和控制器于一體，作為內(nèi)藏式控制器，廣泛應(yīng)用于小規(guī)模液晶模塊的顯示。

SED1520驅(qū)動(dòng)器的主要特點(diǎn)為：

1. 內(nèi)部顯示RAM容量為2560b。其每一位數(shù)據(jù)控制液晶屏上一點(diǎn)的亮滅狀態(tài)。“1”表示亮，“0”表示暗。

2. 具有16個(gè)行驅(qū)動(dòng)和61個(gè)列驅(qū)動(dòng)，可方便與SED1521配合，進(jìn)行單一列的擴(kuò)展。

3. 總線速度可達(dá)10M，顯示占空比為1/16或1/32。

采用SED1520作為驅(qū)動(dòng)器的液晶模塊，根據(jù)液晶屏的大小不同，SED1520、SED1521對(duì)行、列的組合有所不同。如屏大小為141×16、占空比為1/16的液晶模塊采用SED1521進(jìn)行了列的擴(kuò)展。當(dāng)液晶屏行數(shù)超出單片SED1520的行驅(qū)動(dòng)能力時(shí)，可采用主從式SED1520進(jìn)行行擴(kuò)展。如圖1所示。

本文介紹的GXM12232-1液晶模塊采用的SED1520驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部系統(tǒng)框圖即為圖1所示。采用主從結(jié)構(gòu)的兩片SED1520分別控制顯示屏幕左、右半屏顯示。

圖1 采用主從式SED 1520進(jìn)行擴(kuò)展

SED1520指令與顯示RAM結(jié)構(gòu)

SED1520指令系統(tǒng)比較簡單，共13條，除讀狀態(tài)指令、讀顯示RAM數(shù)據(jù)指令外，其他指令均為寫操作，并且讀寫指令均為單字節(jié)指令。在送出每條指令時(shí)，必須進(jìn)行控制器狀態(tài)檢測，狀態(tài)字節(jié)的含義如下：

D7：1/0，模塊忙/準(zhǔn)備就緒；
D5：1/0，模塊顯示關(guān)/開；
D4：1/0，模塊復(fù)位/正常；
D3-D0：未用

在指令使用中，關(guān)鍵要分清顯示行、列設(shè)置和顯示頁面設(shè)置的關(guān)系。單片SED1520可驅(qū)動(dòng)61×16液晶屏，其內(nèi)部顯示RAM相對(duì)于COM0每8行為一個(gè)顯示頁面，故本文使用的模塊可顯示4頁。

液晶模塊與mPSD3334D的

硬件接口與配置

SED1520驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)有80-CPU和68-CPU兩種接口時(shí)序。GXM12232-1模塊在采用不同控制時(shí)序時(shí)，引腳連接功能不同。本設(shè)計(jì)在使用該模塊時(shí)采用了68-CPU的控制時(shí)序。PA口與液晶模塊數(shù)據(jù)線連接，PB4、PB3分別連接液晶模塊引腳E1、E2，PB2連接模塊RW，PB1連接模塊數(shù)據(jù)命令控制引腳A0。

PSD模塊PA、PB口引腳定義

mPSD3334D單片機(jī)的PA是多功能復(fù)用口，PB口具有可編程邏輯輸出功能。在本文中為便于程序移植和接口時(shí)序要求，PA口設(shè)置成外圍設(shè)備模式；PB4、PB3設(shè)置成CPLD輸出外部片選、高電平有效模式，命名為LCD_E2、LCD_E1；PB2、PB1設(shè)置成CPLD輸出Combinatorial模式，命名為LCD_RW、LCD_A0。PA口的外圍設(shè)備模式的引腳定義必須使用PSDsoft_Express軟件才能完成，在程序運(yùn)行時(shí)引腳工作模式不能更改。

PSD模塊邏輯功能設(shè)置

根據(jù)接口時(shí)序的要求，對(duì)PA、PB口進(jìn)行相應(yīng)邏輯功能的設(shè)置。與本文涉及密切的邏輯功能主要有PSEL和PB[4：1]引腳信號(hào)。PSEL、PB4和PB3是片選邏輯設(shè)置，PB2和PB1是I/O邏輯功能設(shè)置。片選邏輯功能設(shè)置時(shí)必須保證與mPSD3334D中Flash和SRAM存儲(chǔ)區(qū)的地址分布不相沖突。以上邏輯功能的設(shè)置必須在PSDsoft Express軟件的設(shè)計(jì)輔助窗口中完成。

當(dāng)PA口工作在外圍設(shè)備I/O模式時(shí)，PSEL片選邏輯地址即為PA口的外圍設(shè)備I/O地址空間。在PA口外圍設(shè)備I/O模式中，可以設(shè)置其中任意一項(xiàng)。主程序必須初始化VM寄存器使能PA口外圍設(shè)備I/O模式。

設(shè)置PB4、PB3邏輯，使能LCD_E1、LCD_E2信號(hào)用于選中LCD模塊的Master、Slave控制器。當(dāng)I/O地址范圍在Hex Start和Hex End之間，且讀或?qū)懶盘?hào)有效時(shí)，LCD_E1和LCD_E2引腳信號(hào)被選中。

LCD_RW用于區(qū)別命令或數(shù)據(jù)的讀、寫，LCD_A0用于區(qū)別命令或數(shù)據(jù)。在I/O邏輯功能設(shè)置中，根據(jù)片選信號(hào)的設(shè)置，LCD_RW與地址信號(hào)a0相連，LCD_A0與地址信號(hào)a1相連，LCD_A0=0表示命令，LCD_A0=1表示數(shù)據(jù)。

根據(jù)上述設(shè)置情況可以看出，地址信號(hào)a2用于區(qū)分master、Slave驅(qū)動(dòng)器的選擇，a1a0組合實(shí)現(xiàn)對(duì)命令、數(shù)據(jù)的讀寫控制。GXM12232-1模塊Master、Slave驅(qū)動(dòng)器相應(yīng)命令、數(shù)據(jù)控制地址如表1所示。