基于TMS320F2812控制的液晶显示屏的设计和实现(草稿)

基于TMS320F2812控制的液晶显示屏的设计和实现杨保亮，蒲琪，代祥俊（山东理工大学交通与车辆工程学院，山东淄博255049）摘要：首先介绍了TI公司最新推出的数字信号处理器TMS320F2812的功能特点，然后以台北晶采光电科技股份有限公司生产的一款内嵌SED1335控制器的液晶显示屏AT-320240Q1为例，提出了一种基于TMS320F2812控制的液晶显示屏的软、硬件设计方法，并给出主要软件实现的流程。经过在实际的系统中的验证，该方法是可行的、可靠的。关键词：TMS320F2812；SED1335控制器；液晶显示屏；AdesignandImplicationofLCDBasedontheTMS320F2812ControlYangBao-liang,PuQi,DaiXiang-jun(SchoolofTransportandVehicleEngineering,ShandongUniversityofTechnology,Zibo255049,China)Abstract:ThepaperintroducesthefunctionsandfeaturesofTMS320F2812firstly,withtheLCDembeddedwithSED1335ControllerproducedbyTaiwanAMPIRECO.LTD.AdesignmethodofLCDwiththeDigitalSignalProcessorTMS320F2812broughtoutbyTICompanyrecentlyissuggested.，andthesoftwareflowchatofimportantpartisgiven.Thedesignprovedinthepracticalsystemisreliable、realizable.Keywords:TMS320F2812;SED1335Controller;LCD;TMS320F2812是美国德州仪器公司(TI公司)专门为工业应用而设计的新一代DSP处理器。该芯片采用32位中央处理器大大提高了处理能力,主频可以工作在150MHz(时钟周期可达6.67ns),其性能远远优于当前广泛使用的C24X系列产品。液晶显示器件(LCD)具有低工作电压、微功耗、稳定性好、可以使用CMOS电路直接驱动等优点,逐渐成为显示器件的主流，所以利用高速DSP实现对液晶显示屏的控制将被越来越多地应用在电子、测控领域的各个方面，本文就是以目前流行的高性能DSP芯片TMS320F2812为例,介绍其控制液晶显示屏的硬、软件设计方法，为其它类型的DSP控制液晶显示提供参考。1.TMS320F2812的功能特点TMS320F2812数字信号处理器是在F24X的基础上开发的高性能定点芯片。能够运行24X开发的代码程序,从而保证了产品设计的可延续性，TMS320F2812采用32bit中央处理器大大提高了处理能力，特别适用于有大量数据处理的测控场合，如数据采集，工业自动控制，电力电子技术应用，智能化仪表及电机，马达伺服系统等。它的主要特点如下:·采用高性能的静态CMOS技术,主频可以工作在150MHz(时钟周期可达6.67ns)；·高性能的32位中央处理器,可以进行16位×16位以及32位×32位的乘法累加操作；·片内大容量存储器,128K×16bit的Flash和18K×16bit的数据/程序存储器；·高速外设接口,最多可扩展1M×16bit存储器；·3个32bitCPU定时器；·具有12bit的ADC流水线变换时间最小60ns,单变换200ns；·改进的eCAN2.0接口模块;·多种串行通信接口(两个UART、1个SPI及1个MCBSP)；·高性能低功耗,采用1.8V内核电压和3.3V外围接口电压。2SED1335控制器的介绍AT-320240Q型液晶显示屏是由台北晶采光电科技股份有限公司生产的一款内嵌SED1335控制器的液晶显示屏。它由320×240点阵构成，具有高分辨率（点型为0.225mm×0.225mm）、接口方便（5V或3.3V）、设计简便（内嵌控制器）、功耗低、价格便宜等优点，常常用于各种便携式设备显示前端以及日用家电显示模块中。基于320×240点阵的显示屏具有多种扩展功能供用户选择，大大方便了用户，提高了系统的集成度与实用性。SED1335控制器是由日本EPSON公司生产的一款液晶显示屏控制器，与同类产品相比，功能最强。其主要特点有：1：有较强功能的I/O缓冲器；2：指令功能丰富；3：四位数据并行发送；3：图形和文本方式混合显示。SED1335硬件结构可分成MPU接口部、内部控制部和驱动LCM的驱动部。SED1335控制器具有13条指令，多数指令带有参数，参数值可由用户根据所控制的液晶显示模块的特征和显示的需要来设置。SED1335控制器是应用于MPU系统与液晶模块之间的控制芯片，它接收来自MPU系统的指令与数据，并产生相应的时序及数据控制模块的显示。3DSP与液晶显示屏硬件接口的设计由于该款液晶显示屏内嵌了SED1335控制器，并且将接口电路直接引出，因此对于用户而言，整体设计大大简化，只需考虑DSP同接口电路间的连接即可。该模块共有13条信号线,RS是寄存器选择,低电平选择指令寄存器,高电平选择数据寄存器。R/W是读/写控制端,低电平写显示模块,高电平读显示模块。CS为驱动器片选信号线,E为允许输入信号线(数据读/写操作允许信号),高电平有效。DB0～DB7为数据线。在该系统的设计过程中，由于TMS320F2812芯片其内部ROM不可写，所以外挂一片64K*16位的CY7C1021BV作为外部程序区来存储程序与外部字库。考虑到TMS320F2812芯片具有高达1Mbit的外扩空间，我们采用存储器兼容设计。可以根据需要安装存储器。对于液晶显示屏的数据接口，因为DSP与液晶显示屏均由3.3V供电，可以直接将二者数据线相连，这样DSP就能将ROM或RAM中的数据直接送入控制器的缓存中以便显示。同时为了配合DSP的高速性能，我们用CPLD来实现对外部器件的选择。DSP与该液晶显示屏硬件接口设计的功能框图如图1所示。图1DSP与该液晶显示屏硬件接口设计的功能框图4DSP控制液晶显示屏的软件设计4.1初始化SED1335软件设计液晶显示屏的初始化是通过向液晶控制器SED1335送入一系列指令代码及相应的指令参数,以完成液晶模块的参数(如液晶的行数、列数、扫描频率、光标的位置等)以及显示方式等一系列过程的初始化。在DSP操SED1335及其控制的液晶显示模块时，必须首先写入SYSTEMSET（40H）指令。如果该指令设置出现错误，则显示必定不正常。液晶模块初始化设计的流程图如图2所示。图2液晶屏初始化程序流程图图3液晶屏显示程序流程图4.2DSP控制液晶显示的软件设计ED1335可显示文本、图形和字符。显示特性有些区别，但是实质上是一样的，都是对LCD屏上特定的区域写入相关的数据，液晶初始化完成之后,再在液晶屏上相应位置显示汉字或图像就非常容易了。以显示汉字为例:首先通过字模软件提取所要显示汉字的点阵数据,保存在DSP特定的数据空间;然后计算出液晶屏上要显示汉字的位置所对应的SED1335显示RAM区的地址,通过CSRW命令将地址写入光标地址寄存器;最后将汉字点阵数据通过MWRITE写入SED1335显示存储器RAM,液晶屏上将会在相应位置显示所要显示的汉字。液晶屏显示的程序的流程图如图3所示，这一显示过程可以编写成子程序,调用方便,易于操作。5结束语本文介绍了TI公司的TMS320F2812来控制LCD模块的方法和实现，具体介绍二者的硬件组成和接口设计，如何通过软件在LCD屏上显示本文、图形和字符等方面的应用，本文设计的系统具有成本低、硬件简单、运行稳定可靠、传输速度快、开发周期短的优点，适用于短距离无线传输和数据采集领域，特别是在智能家电等设备上有着广泛的应用前景。参考文献：[1]李维諟，郭强.液晶显示应用技术[M].电子工业出版社2000.[2]美国德州仪器公司，张卫宁译.TMS320C28X系列DSP的CPU于外设（上）[M]北京清华大学出版社2004.[3]苏奎峰，吕强，耿庆锋等.TMS320F2812原理与开发[M]北京电子工业出版社2005.[4]TMS320F2810，TMS320F2812,DigitalSignalProcessorDataManual[Z].TexasInstruments,2003.[5]TMS320F28XDSPExternalInterface(XINTF)ReferenceGuide[Z].TexasInstruments,2003.[6]AT320240Q1FIEB33HLCDModuleUserManual[Z].TAIWANAMPIRECO.LTD.[7]宋江鹏，李志军.TMS320F2812与液晶显示模块的接口设计[J]。国外电子测量技术，Vol.25,NO.12006.[8]王小凤，乔学光.DSP实现液晶显示图形的技术及应用[J].液晶与显示,Vol.20,No.12005.清显示区初始化设置显示域设置光标属性设置显示方式设置开显示开始初始化结束开始TMS320F2812系统初始化液晶屏初始化设置指针的移动方式和显示方式是取显示内容的起始地址将显示的内容送入设定的地址结束计算显示指针的地址