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近年來,隨著低價格､高性能DSP芯片的出現,DSP已越來越多地被應用于高速信號采集､語音處理､圖像分析處理等領域中,并顯示出巨大的優越性｡智能彩色液晶顯示器具有顯示直接美觀､便于操作的特點,被用作各種便攜式系統的顯示前端｡它一般采用工業級的高頻CPU?可以自行對接收的命令和數據進行處理?因而能夠提高用戶端接口的軟件開發效率｡ 一般的液晶顯示往往采用單片機控制?但在系統需要大量高速實時數據的情況下,單片機由于受處理速度的限制就顯得力不從心?而且一般的液晶顯示仍采用煩瑣的點陣操作來顯示漢字和圖形,而這又增加了軟件開發的難度｡為了解決這些問題,本文將提出一種基于DSP控制的智能彩色液晶顯示器的接口設計方法,從而有效地解決了上述問題｡ 智能彩色液晶顯示器(以下簡稱LCD)VK63是上海廣電集團北京分公司的產品,它具有體積小､功耗低､無輔射､壽命長､超薄､防振及防爆等特點｡該顯示器的顯示顏色為256色,可顯示字符為ASCII的二級字庫,中文顯示為15行×20列,圖形點陣320×RGB×240｡ 該LCD采用大規模門陣列集成電路,從而避免了用煩瑣的點陣操作來顯示漢字和圖形,減輕了軟件開發人員的負擔,提高開發效率;由于采用全數字化設計,因而顯示穩定可靠,抗強電磁干擾;該LCD采用工業級的CPU(89C51),機內配置有二級字庫,可通過串口或三態數據總線并口接收控制命令數據,并自行對接收的命令和數據進行處理,以實時顯示用戶所要顯示的各種曲線､圖形和中西文字體｡其原理框圖如圖1所示｡ LCD的命令碼為十六進制碼格式,每個命令均以十六進制碼的“1B”開頭,后面為命令代碼和所需要的參數｡其中XH表示X坐標的高8位,XL表示X坐標的低8位,YH表示Y坐標的高8位,YL表示Y坐標的低8位｡ LCD的圖形方式以光點為最小點陣顯示單位,每個光點包含RGB三個色點｡字符方式以8×16點陣為最小顯示塊單位｡西文字符占一個顯示塊,16×16點陣的漢字占兩個顯示塊｡本機每顯示一個字符或漢字后?光標自動右移一個字符或漢字位?所以在同一行里順序寫入漢字或字符時?不用再加光標定位命令,即可連續送入內碼｡ 如圖形操作為畫一實心矩形,那么,其命令代碼為:1B 41 color XH1 XL1 YH1 YL1 XH2 XL2 YH2 YL2,其中,color為顏色代碼,X1 Y1為左上角坐標,X2 Y2為右下角坐標｡其具體操作是以點(X1,Y1)為左上角坐標,以點(X2,Y2)為右下角坐標,使用指定的顏色畫實心矩形｡ 2.1 串行通訊的硬件設計 LCD選用標準RS-232通訊接口,按串口方式工作｡一幀信息為10位,內含1位起始位(0),8位數據位(先低位后高位),1位停止位(1)｡ 為了提高通訊速度,顯示器內設置了一個128字節的輸入緩沖區｡發送數據前應先檢查DTR信號(RS232電平),若DTR為負電平(對應COMS高電平),則表示緩沖區滿,要等到DTR信號變為正電平(對應COMS低電平)后再發送數據｡如果每組的數據量少于128字節,同時每組之間又有足夠的間隔,則不用判斷DTR信號就可連續發送數據｡圖2所示是其硬件接口原理框圖｡ 2.2 串行通訊軟件設計 此設計是一個具體工程項目(無功與諧波補償裝置)的液晶顯示部分程序,主要完成顯示“系統是否投入工作以及工作是否正常”的各種彩色圖形曲線和文字,其中顯示標志寄存器和COUNT數據寄存器的值都由相關應用程序給定｡通過設置等待寄存器WSGR(賦值為0)和檢測I/O的DTR信號可以防止數據發送丟失,從而實現高速DSP與外部低速LCD的通信｡由于篇幅有限,這里只給出了串行初始化和數據發送部分的程序｡其程序流程框圖如圖3所示｡ (1)串行通訊初始化程序 LDP # 0E0H ;設置串行通訊口各寄存器 SPLK # 0017H,SCICCR ;SCI使能,空閑線喚醒模式,8位數據,無奇偶校驗位 SPLK # 0013H,SCICTL1 ;接收､發送､內部時鐘使能,SLEEP=0 SPLK # 0000H,SCICTL2 ;接收和發送中斷禁止 SPLK # 0000H,SCIHBAUD SPLK # 0082H,SCILBAUD ;波特率為9600 SPLK # 0020H,SCIPC2 ;設置SCITXD為串行發送功能,SCIRXD為I/O口功能 SPLK #0033H,SCICTL1 ;串口初始化完成 LAR AR0,#SCITXBUF ;發送緩沖寄存器地址 (2)數據串行發送程序 SCISS: LDP #0E0H BIT SCIPC2,BIT3 ;檢測DTR信號,判斷輸入緩沖區是否滿 BCND SCISS,TC ;若緩沖區滿,繼續查詢等待 LDP #4H ;DP指向用戶定義數據頁4(0200H-0280H) LACL SCITEMP MAR *,AR0 ;數據送SCITXBUF發送緩沖區 SACL * XMIT_RDY: LDP # 0E0H BIT SCICTL2BIT7 ;判發送器是否空 BCND XMIT_RDY,NTC RET3 DSP與LCD的并行通訊設計 3.1 并行通訊硬件設計 LCD自身具有一個三態數據總線并口(并口為COMS電平),可以同主機進行通訊｡它的外部有12條線同DSP相連,即D0~D7､WRCS､BUSY､INT和GND｡其中WRCS為片選信號和寫信號的邏輯或非,上升沿有效｡BUSY信號為高(COMS電平)表示忙｡INT為中斷申請信號,低電平有效｡圖4所示是其并行接口的硬件原理圖｡圖5所示是LCD的時序圖｡其中TW為WRCS信號的脈沖寬度,TSU為數據建立時間,TH為數據保持時間｡這些參數的具體要求為: TW不小于16ns;TSU不小于12ns;T大于0ns ;TH不小于5ns;TI不小于2μs｡ 3.2 并行通訊軟件設計 并行通訊的編程思想與串行通訊軟件的設計基本相同｡但并行通訊是通過設置等待寄存器WSGR?賦值為0 和檢測IOPC5的BUSY忙信號來防止發送數據丟失,以實現高速DSP與外部低速LCD的通信｡圖3所示的流程圖也適用于并行通訊｡ (1)并行通訊初始化程序 LDP # 0E1H LACL OCRB AND # 00CFH ;IOPC(4-5)配置為一般I/O功能 SACL OCRB LACL PCDATDIR OR # 1000H ;IOPC4口為輸出方式 SACL PCDATDIR LACL PCDATDIR AND # 0DFFFH ;IOPC5口為輸入方式 SACL PCDATDIR (2)數據并行發送程序 SCISS:;判斷IOPC5口的BUSY信號是否忙 LDP # 0E1H LACL PCDATDIR LDP # 4H SACL BUSYDATA BIT BUSYDATA,BIT5 BCND SCISS, TC ;若BUSY為高,繼續查詢等待 LDP # 4H ;若BUSY為低, 把數據送到端口8000H. OUT PARALTEMP,8000H LDP # 0E1H LACL PCDATDIR AND # 0FFEFH ;將IOPC4口的INT信號置低 SACL PCDATDIR RPT # 50 ;延時2.5μs NOP LDP # 0E1H LACL PCDATDIR OR #0010H ;將IOPC4口的INT信號置高 SACL PCDATDIR RET 4 結束語 本文提出的基于DSP控制的智能彩色液晶顯示器接口設計能夠很好地解決高速DSP與外部低速設備的通信問題,本設計嘗試采用了串行和并行兩種通訊方案,其中前者DSP只需用3根線即可實現數據串行通信,因而節約了DSP的外部資源,雖然傳輸速度稍低,但能滿足大多數實際工程的需要?而后者采用并行通訊雖然數據傳輸速度較快,但會受到LCD所帶CPU(89C51)解釋命令速度的限制,雖然液晶顯示速度比前者稍快20%左右,但要占用DSP外部資源的12根線｡通過對上述兩種方案的比較,最終設計項目采用了串行通訊方案,并在實際應用中取得了很好的效果｡ |
