MSP430與液晶顯示器的串行接口方案

　　摘要：針對利用微控制器（MCU）控制液晶顯示驅(qū)動器（LCD）的應用開發(fā)實例，提出一種采用串行方式來設計微控制器和液晶顯示驅(qū)動器之間接口的方案。該方案是在現(xiàn)有點陣式液晶顯示屏上附加一個MCU，通過程序設計利用MCU的I/O端口去模擬I2C串行總線，從而實現(xiàn)利用MCU去控制LCD的目的；同時介紹一種在圖符液晶顯示系統(tǒng)中顯示動態(tài)曲線的技術和實現(xiàn)方法。

    關鍵詞：液晶顯示驅(qū)動器 I2C串行總線 MSP430

1 概述

　　點陣式液晶與外部的硬件接口簡單，能以點陣或圖形方式顯示出各種信息，因此在電子設計中得到廣泛應用。但是，對它的接口設計必須遵循一定的硬件和時序規(guī)范，不同的液晶顯示驅(qū)動器，可能需要采用不同的接口方式和控制指令才能夠?qū)崿F(xiàn)所需信息的顯示。某些液晶顯示驅(qū)動器與外部的接口必須采用串行方式，而其串行接口往往不是標準的串行接口，這就為這類液晶顯示驅(qū)動器的設計帶來了困難。

　　針對上述問題，本文提出一種利用微控制器（MCU）的I/O端口，通過軟件設計模擬與所使用的液晶顯示驅(qū)動器規(guī)范相符的串行總線的設計思想，實現(xiàn)MCU對液晶顯示驅(qū)動器的控制，從而建立起一套不但可以顯示各種字符，而且可以動態(tài)顯示曲線的游人顯示系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)設計

　　本文所建立的液晶顯示系統(tǒng)，選用美國德州儀器（TI）公司的MSP430F149微控制器來控制液晶顯示驅(qū)動器uPD16682A，從而實現(xiàn)各種信息的顯示。

2.1 MSP430F14X微控制器簡介

　　TI公司的MSP430F14X微控制器與其它MSP430系列微控制器相同，均甚至一個真正的正交16位RISC CPU內(nèi)核：具有16個可單周期全尋址的16位寄存器，僅27條的精簡指令集以及7種均采用雙重取數(shù)據(jù)技術（DDFT）的一致性尋址方式。DDFT技術利用每個時鐘脈沖對存儲器進行兩次數(shù)據(jù)存取操作。從而不再需要復雜的時鐘乘法和指令流水線方案。

    MSP430F14X系列MCU片內(nèi)不但包括60多KB的Flash、2KB的RAM、一個看門狗時鐘、12位16通道的A/D轉(zhuǎn)換器、定時器、高精度比較器、PWM以及高速的USART控制器等常用資源，還在某些型號中集成了LCD控制器。其I/O資源豐富，且每個輸入/輸出（I/O）引腳上都提供了矢量中斷功能，每個外圍器件都支持復雜的事件驅(qū)動型操作。同其它微控制器相，帶片內(nèi)Flash的微控制器可將系統(tǒng)功耗降低5倍，并且減小了硬件線路板空間，與現(xiàn)代程序設計技術（如計算分支以及高級語言（如C語言）結合使用，使得MSP430的體系結構更為高效。

　　MSP430F14X可采用一個集成的數(shù)字控制振蕩器（DCO）或外部高速晶振對系統(tǒng)進行定時，其工作電壓范圍為1.8～3.6V，并可根據(jù)需要提供高達8MIPS（每秒百萬條指令）的操作性能，對于對成本非常敏感的應用，該系列器件能夠采用DCO來工作而無需外部晶振，快速的指令執(zhí)行周期配之以低于6ms的等機啟動時間，使得系統(tǒng)總功耗比競爭器件低了10倍，大大延長了諸如公用設施計量、便攜式儀表測試和智能檢測等工程應用系統(tǒng)中的電池使用壽命。

　　MSP430F14X系列微控制器允許用戶使用標準C語言進行程序編程，并提供高效的C語言編譯環(huán)境；配之以支持對具有仿零點功能的快閃產(chǎn)品進行豐取的快速實時仿真工具FET及優(yōu)良的調(diào)試環(huán)境，使MSP430F14X系列微控制器在工程設計中得到了廣泛應用。

2.2 液晶顯示驅(qū)動器uPD16682A簡介

　　uPD16682是NEC公司2001年初推出的液晶顯示驅(qū)動器，該產(chǎn)品內(nèi)置大容量顯示RAM內(nèi)存，并能夠提供132