《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 通信與網(wǎng)絡(luò) > 設(shè)計應(yīng)用 > 基于C8051 F021和RA8835的液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計
基于C8051 F021和RA8835的液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計
摘要: 隨著單片機技術(shù)的飛速發(fā)展,,涌現(xiàn)了多種性能優(yōu)良且成本很低的單片機品種。C8051F系列單片機就是其中之一,。在工程應(yīng)用中,,C8051F021可在滿足性能要求的前提下,減少浪費,、降低成本,。為此,本文給出了一種基于C8051F021和RA8835實現(xiàn)的低成本液晶顯示方案,。
關(guān)鍵詞: C8051F021 RA8835 液晶顯示
Abstract:
Key words :
</a>液晶顯示" title="液晶顯示">液晶顯示" title="液晶顯示">液晶顯示屏以其具有能顯示復(fù)雜文字及圖形,、顯示面積大小隨意、功耗低,、輕薄等優(yōu)點,,而得到廣泛的應(yīng)用。近年來,,隨著單片機技術(shù)的飛速發(fā)展,,涌現(xiàn)了多種性能優(yōu)良且成本很低的單片機品種。C8051F系列單片機就是其中之一,。在工程應(yīng)用中,,C8051F021可在滿足性能要求的前提下,減少浪費,、降低成本,。為此,本文給出了一種基于C8051F021和 RA8835實現(xiàn)的低成本液晶顯示方案,。

  1 系統(tǒng)主要器件

  1.1 C8051F021單片機

  本系統(tǒng)選用性能優(yōu)良且成本較低的SOC單片機C8051F021作為控制核心,。C8051F201是完全集成的混合信號系統(tǒng)級MCU芯片,具有32個數(shù)字 I/O引腳,。其主要的內(nèi)部資源有8通道12位ADC,,2通道12位DAC,4 KB的RAM,,64 KB的FLASH,,以及硬件實現(xiàn)的SPI,、SMBus/I2C和兩個UART串行接口,另外還有時鐘振蕩器,,看門狗定時器,,VDD監(jiān)視器,溫度傳感器等,;C8051F021的所有模擬和數(shù)字外設(shè)均可由IDE軟件使能/禁止和配置,。它采用與8051兼容的CIP-51微控制器內(nèi)核。因采用流水線結(jié)構(gòu),,其指令執(zhí)行速度有了很大的提高,。此外,C8051F021還配置有標準的JTAG接口,,可在IDE軟件的支持下,,對安裝在最終產(chǎn)品上的MCU進行非侵入式、全速,、在系統(tǒng)調(diào)試,。C8051F021的封裝為TQFP-64,可在工業(yè)溫度范圍內(nèi)(-45℃~+85℃)使用2.7~3.6 V的電壓工作,。

  1.2 RA8835液晶控制芯片

  RA8835是臺灣瑞佑科技公司推出的新版液晶控制芯片.內(nèi)含功能強大的I/O緩沖器,。RA8835的指令功能豐富,采用四位數(shù)據(jù)并行發(fā)送,,可支持文字和圖形的混合顯示,,并可將文字和圖形的三層重疊顯示、水平及垂直卷動等動態(tài)效果呈現(xiàn)于液晶屏上,。RA8835可支持最大為640×256的屏幕顯示分辨率,,其內(nèi)部集成有可支持160個5×7像素字符的Mask ROM,也可外接CGRAM來支持64個8x16像素的字符,,或者外接CGROM以支持256個8×16像素的字符,。RA8835與EPSON的 S1D13305(SED1335)芯片完全兼容,并且加強了穩(wěn)定性,,且擁有制程較新及耗電較低的優(yōu)勢,,可有效降低成本。
RA8835的接口擁有功能強大的I/O緩沖器,,它主要表現(xiàn)在兩個方面:

  其一是MCU訪問RA8835不需要判斷其“忙”,,RA8835隨時準備接受MCU的訪問,可在內(nèi)部時序下及時地把MCU發(fā)來的指令,、數(shù)據(jù)傳輸就位:

  其二是RA8835在接口部分設(shè)置了適配In-te18080系列MCU和M6800系列MCU的兩種操作時序電路,,并可通過引腳的電平設(shè)置來選擇二者之一。RA8835接口部分所屬的引腳如下:

DB0~DB7:三態(tài)數(shù)據(jù)總線,,可直接掛在MCU的數(shù)據(jù)總線上,;
CS:片選信號,低電平有效,,MCUI訪問RA8835時,,應(yīng)將其置低;
RD:為8080接口時,,該腳為讀操作信號,;
為M6800接口時,則為使能信號,;
WR:為8080接口時,,該腳為寫操作信號;
為M6800接口時,,則為是寫操作信號,;
A0:I/O緩沖器選擇信號,當A0為0時,,寫數(shù)據(jù)參數(shù)和讀忙標志,,當A0為1時,寫指令代碼和讀數(shù)據(jù),;
RES:復(fù)位信號,,低電平有效,當重新啟動RA8835時,,還需要使用指令SYSTEMSET,。
SEL1、SEL2:接口時的類型選擇信號,。

  2 液晶屏電路設(shè)計

  本系統(tǒng)采用香港信利公司生產(chǎn)的MST-G320240DBSW-213W-E型5.7寸液晶顯示模塊,,可顯示的點陣為320x240,藍膜高亮,、LED背光,、板載5 V負壓、帶RA8835控制芯片,。其液晶屏接口電路如圖1所示,。

液晶屏接口電路

   圖1中,AD0~AD7可直接連到C8051F021的數(shù)據(jù)/地址總線(帶5 V上拉,,C8051F021的I/O引腳均耐5 V電壓),;RD和WR分別為讀、寫線,,可連接到C8051F021的讀,、寫端口(RD:49號引腳,WR:48號引腳,;均帶5 V上拉),;RST為上電復(fù)位,,可連接上電復(fù)位電路;CS-LCD為片選輸入,;A0為I/O緩沖器選擇,。為了避免在無操作時液晶背光常亮,減少系統(tǒng)功耗,,延長液晶使用壽命,,本系統(tǒng)利用555電路設(shè)計了背光固定延時關(guān)閉的液晶背光控制電路。該電路選用LM555H搭建單穩(wěn)態(tài)電路,,當連至C8051F021 I/O端口的BLC端有觸發(fā)脈沖時,,555單穩(wěn)態(tài)電路輸出端TC就會輸出一定時長的高電平脈沖,此時T1管導(dǎo)通,,液晶背光打開,,延時固定的一段時間后,555輸出端TC轉(zhuǎn)為低電平,,T1管截止,,液晶背光關(guān)閉。根據(jù)555單穩(wěn)態(tài)電路輸出脈寬的計算公式,,可選擇合適的元件參數(shù),。通常當延時定為30秒時,電阻R7可選用100 kΩ,,電容C21可選用330μF,。在工程項目中,有時由于實際需要,,系統(tǒng)還需擴展實時時鐘芯片DS12887和存儲器芯片CAT28C256,,此二者的接口與液晶屏接口可共用C8051F021的數(shù)據(jù)/地址總線用作數(shù)據(jù)總線,本設(shè)計給出的以74HC139為核心的片選電路如圖2所示,,其相應(yīng)的地址如下:

 LCD:2000H~2001H
DS12887:4000H~40FFH
C AT28C256:8000H~FFFFH

片選電路

  本系統(tǒng)中的CAT28C256單獨占用A0~A14地址總線,,同時A15、A14,、A13用作74HC139的譯碼輸入信號線,,A0用作液晶屏的I/O緩沖器選擇,由于采用了外MEM低端口復(fù)用方式,,因此,,本系統(tǒng)還設(shè)計了以74HC573為核心的地址鎖存電路,其電路如圖3所示,。其中,,AD0~AD7可接到C8051F021的數(shù)據(jù)/地址總線,ALE接到C8051F021的ALE端(50號引腳),。

地址鎖存電路

  3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

  在軟件設(shè)計時,,可根據(jù)RA8835的內(nèi)部寄存器來設(shè)計RA8835的驅(qū)動程序,。RA8835控制部分是RA8835的核心。它由振蕩器,、功能邏輯電路,、顯示RA管理電路、字符庫管理電路和產(chǎn)生驅(qū)動時序的時序發(fā)生器等幾部分組成,,其振蕩器可工作在1~10 MHz范圍內(nèi)。RA8835能在很高的工作頻率下迅速地解釋由MCU發(fā)來的指令代碼,,并將參數(shù)置入相應(yīng)的寄存器內(nèi),,還將觸發(fā)相應(yīng)的邏輯功能電路??刂撇糠挚梢怨芾?4 KB顯示RAM,、內(nèi)藏的字符發(fā)生器以及外擴的字符發(fā)生器CGRAM或EXCGROM。一般地,,RA8835可將64 KB顯示RAM分成以下兩種顯示特性區(qū):

  (1)文本顯示特性區(qū)

  具有此特性的顯示RAM區(qū)專用于文本方式顯示,,訪問該區(qū)的每個字節(jié)的數(shù)據(jù)都被認為是字符代碼。RA8835可使用該字符代碼確定字符庫中字符的所在位置,,然后將相應(yīng)的字模數(shù)據(jù)傳送到液晶顯示模塊,,并在液晶屏上出現(xiàn)該字符的8x8點陣塊,即文本顯示RAM區(qū)的一個字節(jié)對應(yīng)液晶屏上的8x8點陣,。

  (2)圖形顯示特性區(qū)

  具有此特性的顯示RAM區(qū)專用于圖形方式顯示,,訪問該區(qū)的每個字節(jié)的數(shù)據(jù)都將被直接送到液晶顯示模塊上,每個位的電平狀態(tài)決定液晶屏上一個點的顯示狀態(tài),, “1”為顯示,, “0”為不顯示,故圖形顯示RAM區(qū)的一個字節(jié)對應(yīng)液晶屏上的8×1點陣,。

   RA8835中有一組專用寄存器來管理這兩種特性顯示區(qū),,它可以單獨顯示一個特性區(qū),也可使兩個特性顯示區(qū)通過某種邏輯關(guān)系合成顯示,,顯示方式的設(shè)置可通過軟件指令設(shè)置實現(xiàn),。RA8835有13條指令,多數(shù)指令帶有參數(shù),,參數(shù)值可由用戶根據(jù)所控制的液晶顯示模塊的特性和顯示的需要來設(shè)置,。

  MCU可把指令代碼寫入指令輸入緩沖器內(nèi)(即A0=1時),指令的參數(shù)則隨后通過數(shù)據(jù)輸入緩沖器寫入(即A0=0 時),。帶有參數(shù)的指令代碼的作用之一就是選通相應(yīng)參數(shù)的寄存器,,任意一條指令(除SLEEPIN、CSRDIR,、CSRR和MERAD外)都是在其附屬參數(shù)輸入完成之后才能執(zhí)行,。當寫入一條新的指令時,,RA8835一般在舊的指令參數(shù)組運行完成后,才等待新的參數(shù)的到來,。

  RA8835在8080方式下的時序如圖4所示,。圖5所示是RA8835的驅(qū)動程序流程圖。

RA8835在8080方式下的時序

RA8835的驅(qū)動程序流程圖

  4 結(jié)束語

  本文對基于C8051F021單片機和RA8835液晶控制器的液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計方法進行了探討,。給出了對模塊進行有效控制的具體接口電路,。本系統(tǒng)經(jīng)工程測試證明其性能穩(wěn)定、設(shè)計簡潔,,同時可為相關(guān)液晶顯示系統(tǒng)的設(shè)計提供一種可借鑒的方法,。

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載,。