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1 液晶顯示模塊

由于本設(shè)計(jì)中LPC2292微處理器的I/O端口要完成鍵盤(pán)輸入,、LED指示輸出、LCD屏幕控制等很多功能,，為了節(jié)約I/O資源,，很多功能都采用了對(duì)微處理器I/O端口分時(shí)復(fù)用的方法，這樣在不影響系統(tǒng)整體性能的基礎(chǔ)上充分地利用了有限的資源,。為了實(shí)現(xiàn)LPC2292的D0～D15端口對(duì)鍵盤(pán),、LED指示輸出、LCD屏幕控制等多種功能的分時(shí)輸入/輸出操作,，對(duì)于鍵盤(pán)輸入的讀取,，采用了Altera公司的CPLD芯片EPM7128作為以上器件的數(shù)據(jù)傳輸控制通道。

由于目前最常用的單色LCD控制器SED1335的數(shù)據(jù)傳輸速度相對(duì)于LPC2292顯得十分緩慢,，經(jīng)過(guò)初期的計(jì)算和實(shí)際測(cè)量,，刷新一屏320x240點(diǎn)的圖片最快需要130ns左右，故EPM7128對(duì)LCD模塊還起到數(shù)據(jù)緩沖譯碼的作用,。

對(duì)于常用的LCD,，由于它的引線較多，如果直接由CPU去控制LCD的顯示,，會(huì)造成CPU負(fù)擔(dān)過(guò)重,，用戶(hù)使用起來(lái)很不方面。為了解決這種矛盾,，本課題運(yùn)用北京三春暉電子科技發(fā)展有限公司出品的液晶顯示模塊——SG320240FPD" title="SG320240FPD">SG320240FPD,。SG320240FPD顯示模塊將LCD液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路和分壓電路集成在一塊板子上，是一種集顯示,、控制與驅(qū)動(dòng)為一體的顯示器件,，很好地解決了CPU的負(fù)擔(dān)問(wèn)題。中文液晶顯示模塊SG320240FPD可實(shí)現(xiàn)漢字,、ASCII碼,、位圖形的同屏顯示,。液晶顯示模塊方框圖如圖1所示。

SG320240FPD液晶的核心器件是SED1335控制器芯片,。SED1335是SEIKO EPSON公司出品的液晶顯示控制器,，其具有較強(qiáng)功能的I/O緩沖器，指令功能豐富,，4位數(shù)據(jù)并行發(fā)送,，最大驅(qū)動(dòng)能力為640x256點(diǎn)陣。

從圖1可以看出,，DB為數(shù)據(jù)總線,，可以直接連在CPU數(shù)據(jù)總線上；CS為片選信號(hào),，低電平有效,；AO為I/O緩沖器數(shù)據(jù)選擇信號(hào)，為1時(shí)寫(xiě)指令代碼或讀數(shù)據(jù),，為0時(shí),，寫(xiě)數(shù)據(jù)或讀狀態(tài)字；RD,、WR分別為讀操作信號(hào)和寫(xiě)操作信號(hào),，低電平有效。LPC2292的控制信號(hào)通過(guò)EPM7128采用I/O設(shè)備訪問(wèn)形式控制液晶控制器SED1335,。然后,，SED1335通過(guò)SEG驅(qū)動(dòng)器向液晶顯示器提供顯示數(shù)據(jù)，通過(guò)COM驅(qū)動(dòng)器向液晶顯示器提供行掃描信號(hào),。在COM和SEG的配合下,，實(shí)現(xiàn)RAM矩陣內(nèi)容的液晶顯示。

驅(qū)動(dòng)器模塊是專(zhuān)用芯片與液晶顯示器的接口,，其作用是提高驅(qū)動(dòng)能力,、實(shí)現(xiàn)偏壓極性的轉(zhuǎn)換。它包括COM驅(qū)動(dòng)器,、SEG驅(qū)動(dòng)器及COM的移位寄存器,。

COM驅(qū)動(dòng)器由控制電路、電壓變換電路,、電壓選擇電路、COMS驅(qū)動(dòng)電路等子模塊組成,。COM移位寄存器與COM驅(qū)動(dòng)器相配合,，向液晶顯示屏提供行掃描信號(hào)。COM移位寄存器實(shí)現(xiàn)0行～31行行掃描,，電壓變換電路和電壓選擇電路實(shí)現(xiàn)行驅(qū)動(dòng),，控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)COM Driver的控制，CO-MS獨(dú)立完成第32行掃描。

SEG驅(qū)動(dòng)器闈向液晶顯示屏提供顯示數(shù)據(jù),，該模塊由控制電路,、電壓變換電路和電壓選擇電路實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示數(shù)據(jù)鎖存電路輸出RAM數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)。

2 LCD7920的硬件驅(qū)動(dòng)

由于LCD7920的控制器SED1335和LPC2292的外部總線連接時(shí)沒(méi)有采用直接連接的方式,，而是采用了通過(guò)可編程邏輯器件擴(kuò)展I/O口進(jìn)行間接連接的方式,，SED1335的基本操作需要專(zhuān)門(mén)編寫(xiě)相應(yīng)的操作函數(shù)，包括液晶屏復(fù)位函數(shù),、寫(xiě)指令代碼,、寫(xiě)數(shù)據(jù)或參數(shù)、讀命令地址,、讀數(shù)據(jù)或參數(shù)和SED1335_write函數(shù)(寫(xiě)一條完整的指令),。

從軟件角度看，SED1335需要的控制信號(hào)包括：復(fù)位信號(hào)RST,、讀信號(hào)RD,、寫(xiě)信號(hào)WE、地址信號(hào)A0(命令或數(shù)據(jù)方式控制),、片選信號(hào)AEN和數(shù)據(jù)信號(hào)D0～D7,。其中，RST,、RD,、WE、A0和CS信號(hào)由CPLD擴(kuò)展的輸出端口LCD_CMD控制,，D0～D7由CPLD擴(kuò)展的雙向端口LCD_DATA控制,。另外，為了控制數(shù)據(jù)信號(hào)LD0～LD7的方向,，還在CPLD內(nèi)部設(shè)置了DataOut信號(hào),。當(dāng)DataOut=0時(shí)數(shù)據(jù)由CPU通過(guò)LCD_DATA向SED1335輸入；當(dāng)Data-Out=1時(shí)SED1335通過(guò)LCD_DATA向CPU輸出的數(shù)據(jù),。下面將具體分析寫(xiě)指令信號(hào)的全過(guò)程,。

首先，要知道在寫(xiě)指令的過(guò)程中,，復(fù)位信號(hào)RES置高電平不起作用,，讀信號(hào)RD置高電平也不起作用，寫(xiě)信號(hào)WE置為低電平,，片選信號(hào)AEN置為低電平,。由于寫(xiě)指令是要數(shù)據(jù)由LCD_DATA向SED1335輸出，因此DataOut信號(hào)為低電平,。于是寫(xiě)指令的時(shí)序圖如圖2所示,。

根據(jù)寫(xiě)指令的時(shí)序圖,，對(duì)于液晶模塊低層驅(qū)動(dòng)的CPLD數(shù)字電路設(shè)計(jì)如圖3所示。

從圖3可知,，首先在0x83000004地址空間中,，A1高電平保持不變，A0,、A2,、A3、A4,、A5,、A6和地址使能信號(hào)AEN分別經(jīng)過(guò)非門(mén)變成高電平。接著,，它們?cè)谌拷?jīng)過(guò)與非門(mén)轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?，設(shè)為X。從時(shí)序圖中,，可以看出RD一直保持高電平,，它和X相“或”后，輸出為高電平CS—LCD2RD,。由于CS—LCD2RD低電平有效,，所以讀指令不起作用。同理,，X和WE相“或”后,，輸出為低電平CS—LCD2WE，然后CS—LCD2WE與74273的CLK位相連,，即CLK位為低電平,。八重D觸發(fā)器74273的STR管腳信號(hào)是由RTS復(fù)位信號(hào)決定，為高電平,。根據(jù)八重D觸發(fā)器74273的真值表,，STR為高電平，CLK為低電平,，輸出和輸入相等,。下一步輸出信號(hào)通過(guò)74245總線收發(fā)器，74245的OE管腳由Dataout信號(hào)決定,。由于是寫(xiě)代碼指令,，Dataout=0，數(shù)據(jù)由CPU通過(guò)LCD_DATA向SED1335輸入,。由于OE管腳為低電平,，根據(jù)74245真值表，輸入輸出保持不變,。LD0～LD7就等于輸入信號(hào),，把它接到SG320240FPD的D0～D7管腳，SED1335讀取CPU數(shù)據(jù)完畢,。SED1335其他操作的分析過(guò)程與寫(xiě)指令類(lèi)似,，這里不詳細(xì)作介紹。

3 GUI軟件的實(shí)現(xiàn)

嵌入式(GUI,，Graphic User Interface)系統(tǒng)是在嵌入式系統(tǒng)中為特定的硬件設(shè)備或環(huán)境而設(shè)計(jì)的圖形用戶(hù)界面系統(tǒng),。

顯示任務(wù)與鍵盤(pán)任務(wù)的關(guān)系最密切，它們組成了最基本的人機(jī)接口,，每一次鍵盤(pán)操作都伴隨著畫(huà)面的更新,。由鍵盤(pán)操作更新的畫(huà)面內(nèi)容稱(chēng)為“畫(huà)面的靜態(tài)部分”，因?yàn)檫@部分畫(huà)面內(nèi)容在沒(méi)有鍵盤(pán)操作時(shí)是固定不變,。 作者：王珊珊 宋亮   來(lái)源：電子設(shè)計(jì)工程