基于TMS320LF2407A控制SED1335液晶显示方案

1 硬件设计

1.1 TMS320LF2407A的特点

TMS320LF2407A芯片作为DSP控制器24x系列的新成员，是TMS320C2000平台下的一种定点DSP芯片，也是目前TMSC2000家族中集成度高，性能最强的芯片[1]，它与现存的24xDSP控制器芯片代码兼容，但是资源更加丰富、功能更强，其特点是：采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压将为3.3V，减小了控制器的功耗，40MIPS（百万条指令每秒）的执行速度使得指令周期缩短到25ns，从而提高了控制器的实时控制能力，片内有32KB的Flash程序存储器，高达1.5KB的数据/程序RAM，544B双口RAM（DRAM）和2KB的单口RAM（SARAM）。TMS320LF2407A芯片集成了16通道10位500ns的高性A/D转换器；CAN2.0模块；串行通信接口（SCI）模块，16位SPI（串行外部设备接口）模块，WD（看门狗）定时器模块，基于PLL（锁相环）的时钟发生器，高达41个可单独编程和复用的GPIO（通用输入/输出）引脚，5个外部中断（2个驱动保护、复位和2个可屏蔽中断），电源管理具有3种低功耗模式等。并且，TMS320LF2407A具有2个事件管理器模块EVA和EVB，每个事件管理器包括：2个16位通用定时器，8个16位PWM（脉宽调制）通道，可以实现三相反相器控制、PWM的中心或边缘校正，当外部引脚PDPINTX出现低电平时快速关闭PWM通道，防止击穿故障的可编程的PWM死区控制，对外部事件进行定时捕捉的3个捕获单元，片内光电编码器接口电路，如此功能强大使得TMS320LF2407A大大简化了外部硬件电路的设计。

1.2 SED1335的性能特点

SED1335是SEIKDEPSON公司出品的LCD控制器，具有较强功能的I/O缓冲器，指令功能丰富，4位数据并行发送，在同类产品中是功能最强大的，SED1335硬件结构可分为MPU接口、控制部分和驱动LCM部分，结构如图1所示。

 

DSP或单片机可以随时访问SED1335而不需要判别其当前的工作状态，SED1335及时地把DSP送来的指令代码和参数或显示数据到位，或把显示数据送到系统的数据总线供DSP读取，SD3335的忙标志寄存器仅有1位"忙"标志位BF，当BF＝1时，表示SED1335正在向LCD模块传送有效显示数据，在传送完一行有效显示数据到下一行传送开始之间的间歇时间内BF＝0，在向SED1335进行大数据量传输时，还需要加入判忙状态位BF的检测，否则有可能使显示出现"雪花"现象。

SED1335的软件功能非常强，共有14条指令，且多数指令都带有若干参数，参数值由使用者根据需要设置[2]，DSP访问SED1335首先将指令代码写入指令缓冲器（A＝1），随后将该指令所需参数按顺序通过数据输入缓冲器（A＝0）写入相应的功能寄存器内。SED1335指令代码既可设置功能位、又是参数寄存器的选通码。除了SLEEP IN指令，CSRDIR指令，CSRR指令和MREAD指令外，所有的指令执行都将在其参数的输入完成后。SED1335控制部拥有一个内部字符发生器，具有160种5×7点阵字体的字符，控制部能分区管理64KB的显示存储器，可以同时管理3个或4个显示区，并同时管理自定义字符发生器。

1.3 硬件接口电路

SED1335控制部是SED1335的核心，主要作用是接收主机的指令和数据，产生相应的时序及数据来控制LCD模块，TMS320LF2407A与SED1335的接口电路如图2所示，其中D0－D7为数据中线，WR为写选通信号，RD为读选通信号，CS为器件选通信号，RST为复位信号，A0决定是数据还是指令，VO为LCD驱动电压，TMS320LF2407A是3.3V电源器件，而MSPG320240是5V电源供电，所以它们不能直接相连。
 

由于在显示过程中，TMS320LF2407A需要将数据写入控制器，有时又要从控制器中读数据，因此数据总线上的信号流是双向的，如果把两者直接相连，数据的流向可能会对TMS320LF2407A造成损害，所以在设计中采用74LVC4245进行总线电平转换，为解决此问题，也可以使用兼容3.3V和5V的CPLD（复杂可编程逻辑器件），例如MAX7000，通过它来连接SED1335与TMS320LF2407A，同时为了提高TMS320LF2407对控制器的驱动能力，且适合电平要求，SED1335的5个控制端口通过非门74HC04分别与TMS320LF2407A的输入/输出端口A相连，通过对这个控制口不同的信号组合可以实现写指令代码、 写参数、读参数及显示数据等，由于LCD模块需要负电压驱动才能工作，所以必须有负压产生电路，常用的负电源产生方法有以下2种，一种是采用79系列三端集成稳压器，可产生－18V（7918）、－24V（7924）等电源，另一种是再生DC/DC模块或采用DC/DC集成电路制造负电源。SD1335有时需要配有CCFL（冷阴极发光）器件，有背光灯管，在点背光时需要逆变器，型号为CAX L10A或QPY－L10A，逆变器供点为5V直流电源，输出交流电压在驱动背景光，输出管脚OUT1、OUT2中任选一脚与OUT GND组成两端接至LCD的背光引脚。

2 软件设计

2.1 访问I/O空间的方法

由于TMS320LF2407A的速度最高可达到40MIPS，而SEED1335的晶振频率在1M赫兹到10M赫兹之间，所以DSP全速访问SED1335是不可行的，解决的方法有2种：一种是可以设置DSP中的等待状态寄存器WSGR，通用增加等待状态的方法解决2个器件的速度匹配问题，另一种是在每一条指令间加入一定的延时，一般为1μs为以上，把SED1335地址放在TMS320LF2407A的I/O空间，所以必须知道如何访问它访问DSP的I/O空间为汇编语言中有专门的指令，从程序的可移植性和通用性方面考虑，选用C语言编程有极大的优越性，这里介绍如何在C语言编译环境CCS2.2（C2000）中访问DSP的I/O空间，在TI公司针对24XX系列DSP的优化C语言中有一个关键字ioport，可以在C语言环境中方便访问I/O空间，具体定义如下：

2.2 初始化SED1335

初始化的作为是根据LCD结构对LCD模块进行参数设置，因为参数设置是根据LCD模块的结构来决定的，所以同一种类LCD模块的参数设置基本上大同小异[3]。对于MSP――G320240，下面给出它的SYSTEM SET和SCROLL参数，SYSTEM SET指令是SED1335的软件初始化指令，该指令有8个参数；SCROLL指令用来设置显示RAM区的起始地址及所占有的显示行数，该指令有10个参数，这2条指令参数设定值为：SYSTEM SET：0x30，0x87，0x07，0x28，0x2f，0x0f0，0x28，0x00；SCROLL：0x00，0x00，0x0f0，0x00，0x40，0x0f0，0x00，0x80，0x00，0x00。

2.3 液晶显示方案

SED1335可显示文本、图形和字符。显示特性有些区别，但是实质上是一样的，都是对LCD屏上特定的区域写入相关的数据，这些数据以数组的形式事先建立在程序的开头处，在现实这些汉字、字符与图形时把数据写入显示RAM中，软件流程见图3，具体显示特性和显示合成方式通过设置OVLAY指令确定。

不失一般性，下面给出显示汉字和字符的子程序：
 

在子程序中x，y为显示字符在LCD屏上的位置坐标，以LCD屏左上角为原点，左边正方向为向左、向下，codeno为字符代码号，从0x80－0xbf，每个汉字占用4个序号，如0x80所表示的汉字占用x80，0x81，0x82，0x83这4个序号，0x80－0x9f序号共有8个汉字，字模占用1335中用户自定义字库一区，0xa0－0xbf序号共有8个汉字，字模占用1335中用户自定义字库二区，Return为返回值。PSystemSet[6]为SYSTEM SET指令的第7个参数值，表示显示屏一行作占显示缓冲区的低位字节数。

4 结束语

本文以TMS320LF2407A为处理机，发送指令和数据给LCD模块的控制器，该模块由程序存储器、数据存储器和其他外围芯片构成，主要介绍二者的硬件组成和接口设计，如何通过软件在LCD屏上显示本文、图形和字符等方面的应用，本文设计的系统具有成本低、硬件简单、运行稳定可靠、传输速度快、开发周期短的优点。适用于短距离无线传输和数据采集领域，有着广泛的应用前景，特别是在智能家电等设备上。