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 ＳＣＩＣＴＬ２ＢＩＴ７ ;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

　　ＲＥＴ４ 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。