一种基于DSP控制的液晶显示屏的设计及实现

近年来，随着低价格、高性能DSP芯片的出现，DSP已越来越多地被应用于高速信号采集、语音处理、图像分析处理等领域中，并且日益显示其巨大的优越性。而液晶显示屏更以其显示直观、便于操作的特点被用作各种便携式系统的显示前端。传统的液晶显示往往采用单片机控制。但在系统有大量高速实时数据的情况下，单片机由于受到处理速度的限制就显得力不从心。为了解决这些问题，本文提出了一种基于DSP控制的液晶显示屏的设计，有效地解决以上所遇到的问题。

1 SED1335控制器的介绍

AT-320240Q1型液晶显示屏是由台北晶采用电科技股份有限公司生产的一款内嵌SED1335控制器的液晶显示屏。它由320×240点阵构成，具有高分辨率（点型为0.225mm×0.225mm）、接口方便（5V或3.3V）、设计简便（内嵌控制器）、功耗低、价格便宜等优点，常常用于各种便携式设备显示前端以及日用家电显示模块中。基于320×240点阵的显示屏具有多种扩展功能供用户选择，大大方便了用户，提高了系统的集成度与实用性。

SED1335控制器是由日本EPSON公司生产的一款液晶显示屏控制器，与同类产品相比，功能最强。其主要特点有：

•有较强功能的I/O缓冲器；
•指令功能丰富；
•四位数据并行发送；
•图形和文本方式混合显示。

SED1335控制器的指令集见表1。SED1335控制器具有13条指令，多数指令带有参数，参数值可由用户根据所控制的液晶显示模块的特征和显示的需要来设置。

表1 SED1335控制器指令表

SED1335控制器是应用于MPU系统与液晶模块之间的控制芯片，它接收来自MPU系统的指令与数据，并产生相应的时序及数据控制模块的显示。A0为LCD控制制寄存器的选择输入，分别选通指令输入缓冲器和数据输入缓冲器，类似于通常字符点阵LCD模块的RS或D/I。MPU把指令代码写入指令输入缓冲器内（即A0=1），指令的参数数据则随后通过数据输入缓冲写入（A0=0）。带有参数指令代码的作用之一就是选通相应的参数寄存器，任一条指令的执行（除SLEEPIN、CSRDIR、CSRR和MREAD外）都产生在附属参数的输入完成之后。MPU也可用写入新的参数与余下的旧参数有效地组合成新的参数组。需要注意的是，在实际使用指令时，如果该指令具有多个参数，则必须按顺序依次写入各个参数，不能随意省略。尤其在MPU操作SED1335及其控制的液晶显示模块时，必须首先写入SYSTEN SET（40H）指令。如果该指令设置出现错误，则显示必定不正常。

这里着重介绍CPSDIR指令。该指令的作用是规定光标地址指针自动移动的方向。SED1335所控制的光标地址指针实际也是显示RAM的当前地址指针。在控制器执行完读写操作后，将自动修改光标地址指针。该指令有四个参数：4C/4D/4E/4FH，分别表示修改的四个方向，这样就具有了很强的作图功能，这也是很多液晶控制器所没有的。在AT-320240Q1型液晶显示屏的设计中，显示的顺序是从右向左，即显示屏上的一个8×1点阵从左至右依次对应内存单元中1bit数据的高位到低位。因此对于常规的字模来说，就会导致显示相反的现象，可通过控制光标地址指针的移动方向很好地解决这个问题。

2 DSP与液晶显示屏硬件接口的设计

由于该款液晶显示屏内嵌了SED1335控制器，并且将接口电路直接引出，因此对于用户而言，整体设计大大简化，只需考虑DSP同接口电路间的连接即可。

以下是DSP与该液晶显示屏硬件接口的一种设计方案，如图1所示。

在该系统的设计过程中，选用了TI公司的TMS320C5402芯片。由于其内部ROM不可写，所以外挂一片32K的27256 EEPROM作为外部程序区来存储程序与外部字库。考虑到TMS320C5402芯片具有高达1Mbit的外扩空间，实际应用时用户可以根据需要改变ROM的大小。对于液晶显示屏的数据接口，因为DSP与液晶显示屏均由3.3V供电，可以直接将二者数据线相连，这样DSP就能将ROM或RAM中的数据直接送入控制器的缓存中以便显示。液晶显示屏的控制信号由DSP地址线的第16位与第9位译码，因此在程序的设计中，指令口地址为8100H，数据口地址为8000H。由于DSP的读写管脚复用，当该管脚为高时，通过非门输出低电平选通液晶显示屏的读信号；当读管脚为低时，则直接选通液晶显示屏的写管脚。

3 DSP控制液晶显示屏的软件设计

这里通过液晶显示屏的初始化过程以及如何显示一幅图画来具体说明DSP控制液晶显示屏的软件设计。需要显示的图片如图2所示。可以通过WINDOWS附带的画图工具制作这样一幅320×240的黑白位图。针对这款显示屏是由右向左显示的特点，需要将其垂直对称翻转，最