通過TMS320F206芯片實現液晶顯示屏EG7012C-AR的控制設計

引 言

數字信號處理器DSP（Digital Signal Processor）是近十幾年來興起的一項高技術產品，以速度快、功能強著稱。目前，廣泛應用于圖形圖像處理、語音處理、儀器儀表、通信、多媒體及軍事等領域。

目前常使用的DSP產品--TMS320F206，是美國德州儀器（TI）公司生產的16位定點DSP。它運算速度較快（可達40MIPS），功能較強、價格適宜，源代碼與′C1x、′C2x兼容，且與′C5x向上兼容。

在我們最近開發(fā)的某種以TMS320F206為核心的儀器中，通過TMS320F206與液晶控制器SED1330的接口，實現對大規(guī)模液晶顯示屏EG7012C-AR的控制。

一、TMS320F206簡介

TMS320F206（以下簡稱F206）是采用高性能靜態(tài)CMOS集成電路工藝制造的，結構是以TMS320C2xx系列為基礎的DSP。它操作靈活、速度高，具有以下優(yōu)點：

◇ 改進TMS320的結構設計，使其性能和通用性得以提高；

◇采用先進的集成電路工藝，以提高性能；

◇芯片引腳和代碼與C203和C204芯片兼容；

◇源代碼與′C1x、′C2x兼容，且與′C5x向上兼容；

◇采用新的靜態(tài)設計技術使其功耗最低，抗輻射能力增強。

1.總線結構

F206采用先進的改進型哈佛結構，其程序存儲器和數據存儲器具有各自的總線結構，包括PAB（程序地址總線）、DRAB（數據讀地址總線）、DWAB（數據寫地址總線）、PRDB（程序讀總線）、DRDB（數據讀總線）和DWEB（數據寫總線）。此總線結構結合四級流水線操作，使F206的處理能力達到最大。

2.中央處理單元

F206的CPU含有32bit的中央算術邏輯單元（CALU）、32bit的累加器、比例移位器、16bitx16bit乘法器、輔助寄存器算術單元（ARAU）和輔助寄存器。

3.存儲器和I/O空間

F206可尋址的存儲器空間共224K字，包括程序空間64K字、局部數據空間64K字、全局數據空間32K字和I/O空間64K字。片內F206包含544字雙訪問RAM（288字用于數據，另256字可用于程序/數據）、4K字單訪問RAM和32K字閃速存儲器。

4.片內外設

F206片內外設有：時鐘產生器、CLKOUT1引腳控制寄存器、定時器、通用輸入/輸出引腳、等待狀態(tài)產生器、同步串行口和異步串行口。

二、EG7012C-AR和SED1330簡介

EG7012C-AR是日本EPSON公司生產的640x200點陣的高分辨率液晶顯示器，能非常清晰地以反射方式顯示黑白圖像，通常采用SED1330、SED1335/1336作為控制器，其主要參數如下。

（1）電源：需要6個不同的電壓值V0~V5，其中，V0≥V1≥V2≥V3≥V4≥V5，V0（VSS）＜28V；

（2）幾何尺寸：150mmx70mm；

（3）顯示屏大小：125mmx45mm；

（4）像點大?。?.165mmx0.22mm。

SED1330是點陣式液晶顯示控制器，具有如下特點：

（1）具有功能較強的I/O緩沖器；

（2）指令功能豐富；

（3）4位數據并行發(fā)送，最大驅動能力為640x256點陣;

（4）圖形和文本方式混合顯示。

三、液晶接口設計

為實現友好的人機對話界面，以F206為核心設計的液晶接口電路中，采用大規(guī)模液晶顯示屏EG7012C-AR作為顯示設備，選用SED1330作為液晶控制器，如圖1所示。

1.TMS320F206與SED1330的接口

為便于F206的仿真和下載，F206的源時鐘信號（CLKIN）通過X2/CLKIN引腳外接40MHz振蕩器，且X1引腳懸空來產生，此時F206的主時鐘信號（CLKOUT1）為20MHz，即具有20MIPS的處理能力。另外，為與高速F206較好接口，SED1330的晶振選擇最大值10MHz。盡管如此，SED1330對F206來說仍屬于較慢的I/O設備。因此，要實現F206對SED1330的正?？刂?，須使用F206的軟件可編程等待狀態(tài)產生器產生等待狀態(tài)。

與其他液晶控制器一樣，SED1330在接口部設置了適配8080系列和M6800系列MPU的兩種操作時序電路，如表1所列。對于F206來說，它類似于8080系列MPU，因此，SED1330的SEL1和SEL2引腳都須接低電平。

另外，為保證F206與SED1330能正常接口，SED1330的數據總線（D0~D7）直接掛在F206的低字節(jié)數據總線（D0~D7）上；和引腳與F206的和引腳分別對應相連。同時，為將SED1330映射到F206的外部I/O空間（0000h~FEFFh），而與片內I/O空間（FF00h~FFFFh）區(qū)分，SED1330的片選信號應由F206的A15（最高位地址線）和（I/O空間選擇信號，與外部I/O口通信時為低電平）共同決定，且SED1330的A0接至F206的A0（最低位地址線）。此外，還須利用F206的I/O0（通用輸入/輸出引腳）控制SED1330的（復位信號）。

2.SED1330與EG7012C-AR及顯示RAM接口

如圖1所示，SED1330與EG7012C-AR的接口主要是通過SED1330驅動部件給EG7012C-AR提供有效的低功耗驅動來實現液晶顯示的。因此，須將SED1330驅動部件引腳XD0~XD3（列驅動器數據線）、XSCL（列驅動器的位移時鐘信號）、YSCL（行驅動器的位移時鐘信號）、LP（數據鎖存信號）、WF（交流驅動信號）和YD（幀信號）與EG7012C-AR的XD0~XD3、XSCL、YSCL、LP、FR和DIN分別對應相連。

SED1330通過控制部件引腳VA0~VA15（地址總線）和VD0~VD7（數據總線），能管理64KByte顯示RAM。本儀器選用62256作為顯示RAM，用作為顯示RAM的片選信號，而由VR/（讀/寫控制信號）決定顯示RAM的讀/寫。當VR/＝0時，為寫顯示RAM。值得注意的是，為減少顯示RAM存取期間的電流波動，應采用低功耗存儲器。

3.液晶接口控制

（1）等待狀態(tài)產生

如前所述，SED1330對F206來說屬于較慢的 I/O設備，因此，在F206讀寫SED1330時，須通過增加等待狀態(tài)，加長F206等待SED1330響應的時間。每產生一個等待狀態(tài)，F206附加等待一個CLKOUT1周期。

F206提供兩種方式產生等待狀態(tài)：一種是利用READY信號，產生任何數量的等待狀態(tài)；另一種是利用等待狀態(tài)產生器產生0~7個等待狀態(tài)。但由于SED1330沒有READY信號線，因此，只能通過軟件控制（設置WSGR寄存器）等待狀態(tài)產生器產生一定數量的等待狀態(tài)，來保證F206和SED1330二者之間的接口時序匹配，如圖2所示。

2）緩沖通道選擇

SED1330接口部件由指令輸入緩沖器、數據輸入緩沖器、數據輸出緩沖器和標志寄存器組成。F206須通過引腳A0、和的聯(lián)合控制來實現這些緩沖器通道的選擇，如表2所列。

a. 忙標志寄存器

SED1330具有忙標志寄存器，它是一位只讀寄存器，僅有一位“忙”標志位BF。當BF=1時，表示SED1330正在向液晶顯示模塊傳送有效顯示數據。在傳送完一行有效顯示數據到下一行傳送開始之間的間歇時間內，BF=0。因此，F206向SED1330傳送顯示數據時，應先判斷BF是否為0。只有在BF=0期間傳送顯示數據，才不會影響液晶屏的顯示效果。

b. 指令集

SED1330有13條指令，多數指令帶有參數，參數值由用戶根據所控制的液晶顯示模塊的特性和實際應用的需要來設置。表3列出了SED1330的全部指令。SED1330能迅速解譯F206發(fā)來的指令代碼，將參數置入相應的寄存器內，并觸發(fā)相應的功能邏輯電路運行。

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