ARM微控制器LPC210X的LCD接口技术

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摘要：本文分别以GPI0口直接连接、串行转换连接、CPLD分部连接三种方法阐述了无外部总线的Philips ARM微控制器LPC210X与点阵图形液晶显示器的接口设计，并给出硬件电路框图和主要程序。

    关键词：ARM LPC210X LCD接口 串并转换 CPLD

引言

Philips最近推出了其第一款基于ARM内核的控制器LPC210X，但由于LPC210X外部总线不开放，无法扩展内存、驱动液晶显示器等，给它的推广带来了一定的影响。笔者最近在一工控板项目中采用了该系列芯片，项目后斯应客户要求需对几个参量进行显示并扩展键盘，不得已之下，采用了CPLD，并利用了GPIO口模拟总线和液晶时序与点阵图形液日模块HS12864-16建立了连接。下面详细探讨包括该种连接的三种接口方式。

1 LPC210X的GPI0口和HS12864-16A介绍

LPC210X控制器包含LPC2104、LPC2105、LPC2106，除了片内静态RAM不同外，其他完全相同。该系列器件具有32个GPIO口（P0.0～P0.31），没有外部总线，大多GPIO口是复用口，所以它一般不适合连接大屏幕液晶显示器，但驱动小规模液晶模块进行工业控制上的参量显示还是非常合适的。

GPIO包含四个寄存器，如表1所列。

表1 配置GPI0口的四个寄存器

名  称	地  址	描     述
IOPIN	0xE0028000	引脚值寄存器，引脚当前状态都从该寄存器读出
IOSET	0xE0028004	输出置位寄存器，只能写1，对应引脚输出高电平
IOCLR	0xE0028008	输出清零寄存器，只能写1，对应引脚输出低电平
IODIR	0xE002800C	方向控制寄存器。控制每个I/O方向

另外GPIO口还包含两个引脚连接模块寄存器PINSEL0、PINSEL1，用来为32个引脚配置I/O功能或其他特殊功能。

HS12864-16A是内部不带字符发生器的3V液晶模块（LPC210X可直接驱动5V液晶模块俣考虑到功耜耗，不赞成连接），其主要引脚如表2所列）。

表2 HS12864-16A引脚525252

引 脚 号	引 脚 名 称	描     述
1、23、	VSS、VDD、V0	电源（3.3V）、电源地、驱动负太
4	D/I	数据指令选择
5	R/W	读写选择
6	E	使能，R/W=0,下降沿锁存DB7DB0
7～14	DB0～DB7	数据线
15、16	CS1、CS2	左、右半屏选择
17	RET	复位，低电平复位
18	Vout	LCD驱动负压，-10V，分压接3脚
19、20	EN、NO	背光电源

显示屏由128×64点阵组成，共有64行，分为8页，每页8行，每行128列。写指令规则如下：当D/I=0、R/W=0，所有指令由传输到数据线的8位二进制数据决定，开显示为0x3f，并显示为0x3e，传输行、列地址由2低6位决定，传输页地址为低3位决定。

2 三种接口设计

2.1 直接连接法

连接框图如图1所示。

该种方式占用GPIO口较多，对于要大量应用GPIO口复用功能的系统并不合适。为便于说明，图1将LPC210X的P0.0～P0.12选为连接的13个口，具体到设计系统中，可根据系统用到功能对应GPIO口复用功能进行选取和配置。HS12864-16A的数据线为8条，所以存在于Flash中的字模也是按8位存的，可由字模软件得出，传输数据进行显示的时候要满足以下时序：首先使D/I为高电平，R/W为低电平，接着将Flash里的某个8位二进制字模传送到8个I/O口上，然后使能E模拟下降沿时序，把数据锁存到液晶显示器内部的显示存储器中即可显示。

程序由ADS1.2编译器编译。javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>

GPIO口配置：

#define LCD_DI 0x00000100 ;指令选择线P0.8

#define LCD_RW 0x00000200 //读写选择线P0.9

#define LCD_E 0x00000400 //使能线P0.10

#define LCD_CS1 0x00000800 //左屏选择线P0.11

#define LCD_CS1 0x00000800 //左屏选择线P0.11

#define IO_USE 0x00001FFF //13个GPIO口传输方向

传输字模数值到液晶显示器数据上的子程序如下：

void SendData(unsigned char date){

IOSET=data;

IOCLR=~data&0x000000FF;

}

备注：以上子程序为并行传输，也可以用串行移位进行传输，具体代码如下：

unsigned char i;

for(i=0;i<8;i++){ //依次发送8位数据

if((data&0x80)!=0) //最高位为1，对应口线置1

IOSET=IO_TURN;

Else

IOCLR=IO_TURN; //否则置0

data<<=1; //移到下一数据线

}

IO_TURN=0x00000080; //8位数据传输完毕后，仍然将P0.7设为起始线

}

下面以左半屏来说明如何在屏幕上任意显示16×16点阵汉字。

传送指令子程序如下：

void wcodel(unsigned char code){ //送指令

IOSET=LCD_CS1; //开左屏javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>

IOCLR=LCD_CS2; //关右屏

IOCLR=LCD_RW; //写选择

IOCLR=LCD_DI; //指令选择

SendData(code); //依次将指令代码传到数据线上

IOSET=LCD_E; //模拟使能E下降沿

IOCLR=LCD_E;

}

同理，只要把IOCLR=LCD_DI改为IOSET=LCD_DI便成传送数据了。为便于区分，可将函数名改为wdata1（data）。

显示左屏汉字子程序如下：

void hzleft(unsigned char page,unsigned charrow,unsigned char number){ //形参分别为页、列、汉字序号

unsigned char i,j;

wcode1(0xc0); //设置12864从第1行显示

wcode1(0x3f); //开显示器

for(j=page;j<page+2;j++){

wcode1(row); //设置显示列

wcode1(0xb8+j); //设置显示页

for(i=16*(j-page);i<16*(j+1-page);i++)//依次取字模传输

wdata1(hangzi[32*a+i]);

}

}

每个汉字字模由32个字节组成，前16个字节显示汉字上半部分，后16个字节显示汉字下半部分，构成完整的16×16点

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