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1、基于DSP的液晶显示器接口设计及控制实现日期：2008-2-29来源：国外电子元器件 作者：曾 伟，廖力清，陈华星字体：大 中 小 摘要：介绍TMS320LF2407型DSP的主要特点和LCM320240液晶显示模块的基本使用方法。在此基础上讨论了DSP与液晶显示屏之间采用数字I/0口模拟时序的硬件接口设计方案，给出了基于C语言具体的实现方法，最终实现了DSP与LCM320240的良好接口，并在实际系统应用中取得了成功。同时，可为其他DSP与LCD的接口设计和控制实现提供参考。关键词：TMS320LF2407；LCM320240； C语言；接口；DSP；LCD 1 引言 DSP即数字信号处理器
2、，是一种特别适用于数字信号处理运算的微处理器，速度快，功能强，广泛应用于图形图像处理、语音处理、仪器仪表、通信、多媒体及军事等领域。液晶显示器由于具有功耗低、价格低、驱动电压低、接口方便、使用寿命长等特点以及优越的字符和图形显示功能，在各种图形显示、人机交互中得到广泛应用。 本文将给出TMS320LF2407型DSP(以下简称DSP)控制北京青云公司生产的LCM320240液晶显示屏的软硬件设计实例，说明如何通过DSP控制液晶显示模块。同时，由于程序采用系统设计C语言，因此对其他型号的DSP与LCD接口设计和控制实现也有一定的参考价值。2 TMS320LF2407主要特点 TMS320LF24
3、0x系列是TMS320C2000家族中最新、功能强大的DSP，其中LF2407是最具有革命性的产品，是一款集成度较高、性能较强的DSP，采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减少了控制器的损耗；30 MI/s的执行速度使得指令周期缩短到33 ns从而提高了控制器的实时控制能力；具有多达41个通用、双向的数字I/O引脚，能方便地实现各种I/O操作；与现存240xDSP控制器代码兼容，并且外设集成度更高、程序存储器容量更大、A/D转换速度更快。3 LCM320240液晶显示器简介 LCM320240是北京青云公司生产的320x240点阵LCD模块。内含7 602个简体中文字型，支持
4、4/8位6800/8080 MPU接口，工作电源(3.3 V)与DSP兼容。本设计中采用6800时序，8位数据并行方式。 LCM320240工作在两种不同的显示模式。 文字显示模式。内建512 KB的16x16中文显示字型ROM(Font ROM)，存储7 602个标准GB码的简体中文。每个简体中文汉字由两个8位代码组成，对应关系参见LCM320240中文代码表。通过将汉字所对应的两个8位代码写入资料寄存器，就可以将对应汉字显示在当前光标处，汉字大小为16x16。 绘图显示模式。它是以字元映射(bit map)方式在Display RAM上填入图形资料。当所要显示的汉字大小不为16x16时，可
5、以将LCD设置为绘图模式，通过字模提取软件得到所需大小的汉字字码表，再在LCD上以绘图方式显示。 通过控制其指令寄存器FD实现LCD在这两种不同模式之间切换。对LCM320240的操作实质上就是通过控制RS引脚对指令寄存器和资料寄存器进行相应的读写操作。4 接口的硬件设计 DSP经常会对读写周期较慢的输入/输出设备(如液晶显示模块、打印机、键盘等)进行访问，通常用以下两种方法来解决DSP与这些慢速设备之间的输入/输出时序匹配问题。 直接访问。直接访问方式是将DSP的读写信号线与慢速设备接口控制板引出的读写信号线直接相连，时序由DSP内部读写逻辑控制。由于慢速外设的读写周期相对DSP较慢，要使两
6、者的时序匹配，还必须进行一些时序方面的控制处理。一种处理方法是软件编程等待状态发生器，将外部总线周期扩展到数个机器周期。由于受硬件条件的限制，这种扩展通常也是有限的，TMS320C2000系列DSP最多只能扩展到7个机器周期。另一种处理方法是利用DSP的READY(外部设备准备就绪)引脚，通过硬件扩展实现外部状态自动等待，从而使DSP与慢速设备之间的时序匹配。虽然可以将总线周期扩展到任意个机器周期，但是需要进行硬件扩展，增加了系统设计的复杂度。 间接访问。用DSP的数字I/0间接控制慢速设备，通过软件控制DSP的I/O口来实现与慢速设备的时序匹配。此种方式无需硬件扩展即可实现与任意时序慢速设备
7、之间的时序匹配。 本设计采用间接访问方式来实现DSP与LCM320240之间的时序匹配。接口电路如图1所示。 图中电阻大小均为2 k。SLK，SLA分别为LED背光源正负极；Vdd，Vss分别为LCD的电源和地；CSl，CS2为LCD片选信号，当CSl为低，CS2为高时，LCM320240处于就绪状态，随时可接受指令。LCM320240的DB0-DB7与DSP的IOPB0-IOPB7相连，实现数据传送；IOPE0与RS相连，当RS为高时，DSP存取指令寄存器，而当RS为低时，DSP存取资料寄存器。IOPEI与WR(R/W)相连，当LCM320240为6800系列时序时，此引脚为读取/写入信号，
8、高电平时表示读取的动作，低电平时表示写入的动作；I0PE2与RD(E)相连，当为6800时序时，EN为使能信号，高电平有效；IOPE5设置为输入方式，与BUSY相连，当BUSY引脚为高电平时，控制器无法被存取，DSP必须在对控制器做存取前确定该引脚为低电平才可对LCM320240进行操作；I0PE6设置为输入方式，与INT相连，此引脚可设成高或低电平触发，当光标Segment位址寄存器(CPXR)与Segment中断位址寄存器(INTX)值相同，或光标Common位址寄存器(CPYR)与Common中断位址寄存器(INTY)值相同时，发生中断，触发该引脚；IOPE7与RST相连，当IOPE7设
9、置为低电平，且持续时间不小于LCM320240规定的最小时间100ms时，LCM320240复位；VOUT为液晶模块的负电压输出，LCD V0为LCD的工作电压(调节LCD Vo的值可以调节显示对比度)，通过调节可变电位器，可以调节液晶屏的显示对比度。5 软件控制实现 DSP可以采用汇编语言或C语言作为开发语言进行程序设计，但考虑到系统的可移植性和软件的可读性，本文以C语言作为开发语言，介绍DSP与LCM320240之间控制程序的实现。 首先解决TMS320LF2407与LCM320240之间的时序匹配。时序匹配是DSP控制LCM320240最关键也是最基本的问题，其本质就是如何编写控制程序对
10、LCM320240的指令寄存器和资料寄存器进行读写操作。LCM320240所采用的6800时序图如图2所示。LCM320240接口时序如表1所示。 根据LCM320240的时序图和时序表便可以编写与时序匹配的DSP控制程序。以写指令寄存器和写资料寄存器程序为例，程序源代码如下： 其次，进行系统初始化设置，包括DSP和LCD的初始化。DSP初始化主要完成DSP与LCD相连的I/O口的功能配置；LCD的初始化主要完成对LCD工作方式和显示模式的设置，需要特别指出：在LCD初始化中应对LCD进行一次复位操作，为后续对LCD进行操作程序做好准备(源代码略)。 最后，在完成系统初始化后，根据实际系统的需要，通过调用已经编译好的时序匹配的LCM320240控制程序来完成对实际系统程序的编写。6 结束语 文中介绍的DSP控制LCM320240的软、硬件实现方法已在便携式检测仪中得到应用，运行效果良好。同时，本文所用程序采用C语言编写，具有较高的可移植性，对其他类型的DSP与LCD之间的软、硬件实现具有一定的参考价值。
