| 作者：東南大學(xué) 章杰 徐金波 俞超 鐘銳 摘 要：設(shè)計(jì)點(diǎn)陣液晶屏顯示控制器S680724與嵌入式處理器SEP3203的接口電路,解決3V電壓總線與5 V電壓器件的雙向傳輸問題。介紹使用一個(gè)片選信號控制多個(gè)顯示控制器的設(shè)計(jì)技巧,同時(shí)給出其初始化程序。 關(guān)鍵詞：SEP3203 S680724 顯示控制器 接口技術(shù) 引 言 S680724是Samsung公司1999年推出的一款大規(guī)模的顯示控制驅(qū)動(dòng)芯片,用于控制和驅(qū)動(dòng)點(diǎn)陣式液晶屏。這款顯示控制芯片將控制電路、RAM和驅(qū)動(dòng)電路集成在單一芯片中,使其在系統(tǒng)成本方面具有優(yōu)勢。SEP32O3是由東南大學(xué)國家ASIC工程中心設(shè)計(jì)的一款基于ARM7TDMI內(nèi)核的16／32位嵌入式微處理器。雖然SEP3203自帶LCD控制器,但是其信號適用于不帶RAM的灰度或彩色液晶屏,不支持在工控系統(tǒng)中常使用的帶RAM的黑白液晶顯示屏,所以工控系統(tǒng)應(yīng)用中需要通過外接顯示控制器來實(shí)現(xiàn)液晶顯示。下面介紹S680724顯示控制器在以SEP3203為核心的工控系統(tǒng)中的應(yīng)用。 1 系統(tǒng)介紹 1.1設(shè)計(jì)要求 系統(tǒng)要求通過總線掛接的方式實(shí)現(xiàn)64×192黑白點(diǎn)陣的顯示。該點(diǎn)陣屏的規(guī)格較特殊,但在電話終端和小型收款機(jī)等工控系統(tǒng)中經(jīng)常使用。常見的幾款中小規(guī)模顯示由DSP自身的硬件來協(xié)調(diào)沖突,因此HPI-8口適用于與單片機(jī)構(gòu)建較好的主從雙CPU處理器平臺�？刂破鱗2.3]所控制的點(diǎn)陣范圍都比其小(65×132,132×176)。需要用2片S680724控制該液晶屏,同時(shí)要求只使用1個(gè)片選信號來實(shí)現(xiàn)對2片S680724的控制。 1.2系統(tǒng)構(gòu)成 系統(tǒng)主要由SEP3203處理器、電平轉(zhuǎn)換芯片74LVXC4245和74HCT541,以及2片S680724顯示控制器組成,如圖1所示。SEP3203是一款16／32位嵌入式微處理器,由東南大學(xué)國家ASIC工程中心設(shè)計(jì)。采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的ARM7TDMI內(nèi)核,AMBA總線結(jié)構(gòu)。SEP3203處理器內(nèi)嵌20 KB零等待的靜態(tài)存儲(chǔ)器(SRAM),提供SDRAM控制器;可支持NOR Flash、NAND Flash啟動(dòng);可擴(kuò)展支持各種SRAM接口的設(shè)備;提供可自由控制的GPIO口,同時(shí)具有多種控制器接口�！�  S680724是一款顯示控制驅(qū)動(dòng)芯片,最大支持65×132的點(diǎn)陣顯示,同時(shí)提供主從式結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展;內(nèi)部帶有RAM,可以支持屏幕自刷新;有65個(gè)common輸出,165個(gè)segment輸出。它的MPU接口可支持8080和6800兩種時(shí)序模式。模式的選擇通過配置外部引腳來實(shí)現(xiàn)。 由于單片S680724只支持65×132點(diǎn)陣的顯示,而設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)64×192點(diǎn)陣的顯示,因此在圖1中使用了2片S680724。另外,由于S680724使用5 V信號,Vm的最小值為4 V(0．8VDD),而SEP3203的總線采用的是3 V信號(通常的嵌入式CPU使用的都是3 V總線),所以SEP3203無法直接驅(qū)動(dòng)S680724,需要作電平轉(zhuǎn)換。因此圖1中在SEP3203與S680724之間增加了電平轉(zhuǎn)換芯片,以實(shí)現(xiàn)3 V信號與5 V信號的雙向轉(zhuǎn)換。 電平轉(zhuǎn)換芯片選用的是74LVXC4245 和74HCT541。這兩款芯片都是普通的邏輯芯片,很多公司都生產(chǎn)。74LVXC4245是雙向電平轉(zhuǎn)換芯片,3 V和5 V兩路電源供電;可以支持3 V到5 V的雙向電平轉(zhuǎn)換,但需要有信號控制電平轉(zhuǎn)換方向。74HCT541是單向的緩沖芯片,采用5 V電源,可以將輸入的3 V信號轉(zhuǎn)換成5 V信號后輸出�！�    2 硬件設(shè)計(jì) 2.1 總線接口的分析 S680724可與各種MPU相連,具體連接方式取決于MPU所使用的總線類型。其提供兩種MPU的信號接口協(xié)議：一種是6800系列MPU接口協(xié)議,如圖2所示;另一種是8080系列MPU接口協(xié)議．如圖3所示。將兩種接口協(xié)議與SEP3203的接口協(xié)議對比,可見SEP3203的接口協(xié)議屬于8080接口協(xié)議,因此采用8080的接口實(shí)現(xiàn)S680724與SEP3203的連接。SEP3203的接口協(xié)議如圖4所示。 S680724的DO～D7信號應(yīng)與SEP3203的DATAO～DATA7信號連接;S680724的RD、WR、CS信號應(yīng)分別與SEP3203的OE、WE、CS信號連接。RS是訪問控制寄存器與RAM的選擇信號——RS為低時(shí)訪問S680724的控制寄存器．RS為高時(shí)訪問S680724中的RAM。其作用相當(dāng)于地址信號,因此與SEP3203的地址線連接。RST是S680724的復(fù)位信號,可由SEP3203的GPIO產(chǎn)生�！� 2．2雙8680724控制器接口設(shè)計(jì) 由于要支持64×192的點(diǎn)陣顯示,所以在該設(shè)計(jì)中需要使用2片S680724(以S680724一A和S680724_B來表示)。圖1中S680724_A控制液晶屏的64×132個(gè)點(diǎn),S680724_B控制剩下的64X 60個(gè)點(diǎn)。由于總線設(shè)備較多,只有1個(gè)片選信號能用于對2片S680724芯片的操作;同時(shí)56130724與SEP3203的總線也需要作電平轉(zhuǎn)換,因此在該接口設(shè)計(jì)中利用了電平轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)了該功能,并沒有再增加額外的邏輯芯片。分析S680724與MPU的接口信號,發(fā)現(xiàn)其中RD、WR、RST、CS、RS信號只需單向傳輸(從MFU傳向S680724),只有DO～D7信號需要雙向傳輸。圖5中,使用74HCT541實(shí)現(xiàn)3 V信號到5 V信號的單向電平轉(zhuǎn)換,74LVXC4245實(shí)現(xiàn)3 V信號與5 V信號的雙向電平轉(zhuǎn)換。 圖3中CSlB、CS2、RS信號是同時(shí)變化的(CSlB信號為低,CS2信號為高時(shí)S680724被選中)。由于在實(shí)際使用中CS2信號是固定接高電平,所以CSlB信號就是文中S680724芯片的CS信號。圖4中SEP3203總線的地址信號和片選信號也是同時(shí)變化的,因此考慮使用地址信號來代替片選信號。但如果直接用地址信號來代替片選信號會(huì)導(dǎo)致總線對其他設(shè)備操作時(shí)也選中S680724,即兩個(gè)總線設(shè)備被同時(shí)選中,從而產(chǎn)生錯(cuò)誤。在該設(shè)計(jì)中,利用電平轉(zhuǎn)換芯片的特性解決了這一問題。如圖5所示,使用了ADDR3、ADDR4作為S680724的片選信號(LCD_CSA、LCD_CSB)。ADDR2作為選擇對S680724寄存器或RAM操作的信號(LCD)_RS)。SEP3203的片選信號ICDnCSF連接74HCT541的使能端()E。當(dāng)LCD_nCSF信號為低時(shí)74HCT54l被使能,OE、WE、ADDR3、ADDR4、ADDR2信號被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的5V信號(LCD／RD、LCD_／WR、LCD_CSA、LCD_CSB、LCD_RS)輸出到S680724;當(dāng)LCD_nCSF信號為高時(shí)74HCT541停止工作,此時(shí)74HCT54l輸出高阻態(tài),為避免噪聲干擾,輸出端信號LCD_／RD、LCD_／WR、LCD_CSA、LCD_CSB、LCD_RS應(yīng)被上拉至5 V。在SEP3203的片選LCD_nCSF無效(高電平)時(shí),由于信號LCD_CSA、LCD_CSB被拉高,所以此時(shí)2片S680724控制器都未被選中,任何操作對其都是無效的,從而避免了在總線對其他設(shè)備操作時(shí)可能對S680724產(chǎn)生的誤操作。 |
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