基于SEP3203为核心的工控系统

　　引 言

　　S680724显示控制芯片将控制电路、RAM和驱动电路集成在单一芯片中，使其在系统成本方面具有优势。SEP32O3是由东南大学国家ASIC工程中心设计的一款基于ARM7TDMI内核的16/32位嵌入式微处理器。虽然SEP3203自带LCD控制器，但是其信号适用于不带RAM的灰度或彩色液晶屏，不支持在工控系统中常使用的带RAM的黑白液晶显示屏，所以工控系统应用中需要通过外接显示控制器来实现液晶显示。下面介绍S680724显示控制器在以SEP3203为核心的工控系统中的应用。

　　1 系统介绍

　　1.1设计要求

　　系统要求通过总线挂接的方式实现64×192黑白点阵的显示。该点阵屏的规格较特殊，但在电话终端和小型收款机等工控系统中经常使用。常见的几款中小规模显示由DSP自身的硬件来协调冲突，因此HPI-8口适用于与单片机构建较好的主从双CPU处理器平台。控制器[2.3]所控制的点阵范围都比其小(65×132，132×176)。

　　需要用2片S680724控制该液晶屏，同时要求只使用1个片选信号来实现对2片S680724的控制。

　　1.2系统构成

　　系统主要由SEP3203处理器、电平转换芯片74LVXC4245和74HCT541，以及2片S680724显示控制器组成，如图1所示。SEP3203是一款16/32位嵌入式微处理器，由东南大学国家ASIC工程中心设计。采用业界标准的ARM7TDMI内核，AMBA总线结构。SEP3203处理器内嵌20 KB零等待的静态存储器(SRAM)，提供SDRAM控制器;可支持NOR Flash、NAND Flash启动;可扩展支持各种SRAM接口的设备;提供可自由控制的GPIO口，同时具有多种控制器接口。

　　S680724是一款显示控制驱动芯片，最大支持65×132的点阵显示，同时提供主从式结构的扩展;内部带有RAM，可以支持屏幕自刷新;有65个common输出，165个segment输出。它的MPU接口可支持8080和6800两种时序模式。模式的选择通过配置外部引脚来实现。

　　由于单片S680724只支持65×132点阵的显示，而设计要求实现64×192点阵的显示，因此在图1中使用了2片S680724。另外，由于S680724使用5 V信号，Vm的最小值为4 V(0.8VDD)，而SEP3203的总线采用的是3 V信号(通常的嵌入式CPU使用的都是3 V总线)，所以SEP3203无法直接驱动S680724，需要作电平转换。因此图1中在SEP3203与S680724之间增加了电平转换芯片，以实现3 V信号与5 V信号的双向转换。

　　电平转换芯片选用的是74LVXC4245 和74HCT541。这两款芯片都是普通的逻辑芯片，很多公司都生产。74LVXC4245是双向电平转换芯片，3 V和5 V两路电源供电;可以支持3 V到5 V的双向电平转换，但需要有信号控制电平转换方向。74HCT541是单向的缓冲芯片，采用5 V电源，可以将输入的3 V信号转换成5 V信号后输出。

　　2 硬件设计

　　2.1 总线接口的分析

　　S680724可与各种MPU相连，具体连接方式取决于MPU所使用的总线类型。其提供两种MPU的信号接口协议：一种是6800系列MPU接口协议，如图2所示;另一种是8080系列MPU接口协议.如图3所示。将两种接口协议与SEP3203的接口协议对比，可见SEP3203的接口协议属于8080接口协议，因此采用8080的接口实现S680724与SEP3203的连接。SEP3203的接口协议如图4所示。

　　根据8080接口协议，S680724与MPU接口信号的定义如表1所列。

　　S680724的DO～D7信号应与SEP3203的DATAO～DATA7信号连接;S680724的RD、WR、CS信号应分别与SEP3203的OE、WE、CS信号连接。RS是访问控制寄存器与RAM的选择信号——RS为低时访问S680724的控制寄存器.RS为高时访问S680724中的RAM。其作用相当于地址信号，因此与SEP3203的地址线连接。RST是S680724的复位信号，可由SEP3203的GPIO产生。

　　2.2双8680724控制器接口设计

　　由于要支持64×192的点阵显示，所以在该设计中需要使用2片S680724(以S680724一A和S680724_B来表示)。图1中S680724_A控制液晶屏的64×132个点，S680724_B控制剩下的64X 60个点。由于总线设备较多，只有1个片选信号能用于对2片S680724芯片的操作;同时56130724与SEP3203的总线也需要作电平转换，因此在该接口设计中利用了电平转换芯片实现了该功能，并没有再增加额外的逻辑芯片。分析S680724与MPU的接口信号，发现其中RD、WR、RST、CS、RS信号只需单向传输(从MFU传向S680724)，只有DO～D7信号需要双向传输。图5中，使用74HCT541实现3 V信号到5 V信号的单向电平转换，74LVXC4245实现3 V信号与5 V信号的双向电平转换。

　　图3中CSlB、CS2、RS信号是同时变化的(CSlB信号为低，CS2信号为高时S680724被选中)。由于在实际使用中

CS2信号是固定接高电平，所以CSlB信号就是文中S680724芯片的CS信号。图4中SEP3203总线的地址信号和片选信号也是同时变化的，因此考虑使用地