MSP430與液晶顯示器的串行接口方案

　　摘要：針對(duì)利用微控制器（MCU）控制液晶顯示驅(qū)動(dòng)器（LCD）的應(yīng)用開發(fā)實(shí)例，提出一種采用串行方式來設(shè)計(jì)微控制器和液晶顯示驅(qū)動(dòng)器之間接口的方案。該方案是在現(xiàn)有點(diǎn)陣式液晶顯示屏上附加一個(gè)MCU，通過程序設(shè)計(jì)利用MCU的I/O端口去模擬I2C串行總線，從而實(shí)現(xiàn)利用MCU去控制LCD的目的；同時(shí)介紹一種在圖符液晶顯示系統(tǒng)中顯示動(dòng)態(tài)曲線的技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法。

    關(guān)鍵詞：液晶顯示驅(qū)動(dòng)器 I2C串行總線 MSP430

1 概述

　　點(diǎn)陣式液晶與外部的硬件接口簡(jiǎn)單，能以點(diǎn)陣或圖形方式顯示出各種信息，因此在電子設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。但是，對(duì)它的接口設(shè)計(jì)必須遵循一定的硬件和時(shí)序規(guī)范，不同的液晶顯示驅(qū)動(dòng)器，可能需要采用不同的接口方式和控制指令才能夠?qū)崿F(xiàn)所需信息的顯示。某些液晶顯示驅(qū)動(dòng)器與外部的接口必須采用串行方式，而其串行接口往往不是標(biāo)準(zhǔn)的串行接口，這就為這類液晶顯示驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)帶來了困難。

　　針對(duì)上述問題，本文提出一種利用微控制器（MCU）的I/O端口，通過軟件設(shè)計(jì)模擬與所使用的液晶顯示驅(qū)動(dòng)器規(guī)范相符的串行總線的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)MCU對(duì)液晶顯示驅(qū)動(dòng)器的控制，從而建立起一套不但可以顯示各種字符，而且可以動(dòng)態(tài)顯示曲線的游人顯示系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　本文所建立的液晶顯示系統(tǒng)，選用美國(guó)德州儀器（TI）公司的MSP430F149微控制器來控制液晶顯示驅(qū)動(dòng)器uPD16682A，從而實(shí)現(xiàn)各種信息的顯示。

2.1 MSP430F14X微控制器簡(jiǎn)介

　　TI公司的MSP430F14X微控制器與其它MSP430系列微控制器相同，均甚至一個(gè)真正的正交16位RISC CPU內(nèi)核：具有16個(gè)可單周期全尋址的16位寄存器，僅27條的精簡(jiǎn)指令集以及7種均采用雙重取數(shù)據(jù)技術(shù)（DDFT）的一致性尋址方式。DDFT技術(shù)利用每個(gè)時(shí)鐘脈沖對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行兩次數(shù)據(jù)存取操作。從而不再需要復(fù)雜的時(shí)鐘乘法和指令流水線方案。

    MSP430F14X系列MCU片內(nèi)不但包括60多KB的Flash、2KB的RAM、一個(gè)看門狗時(shí)鐘、12位16通道的A/D轉(zhuǎn)換器、定時(shí)器、高精度比較器、PWM以及高速的USART控制器等常用資源，還在某些型號(hào)中集成了LCD控制器。其I/O資源豐富，且每個(gè)輸入/輸出（I/O）引腳上都提供了矢量中斷功能，每個(gè)外圍器件都支持復(fù)雜的事件驅(qū)動(dòng)型操作。同其它微控制器相，帶片內(nèi)Flash的微控制器可將系統(tǒng)功耗降低5倍，并且減小了硬件線路板空間，與現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)技術(shù)（如計(jì)算分支以及高級(jí)語言（如C語言）結(jié)合使用，使得MSP430的體系結(jié)構(gòu)更為高效。

　　MSP430F14X可采用一個(gè)集成的數(shù)字控制振蕩器（DCO）或外部高速晶振對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定時(shí)，其工作電壓范圍為1.8～3.6V，并可根據(jù)需要提供高達(dá)8MIPS（每秒百萬條指令）的操作性能，對(duì)于對(duì)成本非常敏感的應(yīng)用，該系列器件能夠采用DCO來工作而無需外部晶振，快速的指令執(zhí)行周期配之以低于6ms的等機(jī)啟動(dòng)時(shí)間，使得系統(tǒng)總功耗比競(jìng)爭(zhēng)器件低了10倍，大大延長(zhǎng)了諸如公用設(shè)施計(jì)量、便攜式儀表測(cè)試和智能檢測(cè)等工程應(yīng)用系統(tǒng)中的電池使用壽命。

　　MSP430F14X系列微控制器允許用戶使用標(biāo)準(zhǔn)C語言進(jìn)行程序編程，并提供高效的C語言編譯環(huán)境；配之以支持對(duì)具有仿零點(diǎn)功能的快閃產(chǎn)品進(jìn)行豐取的快速實(shí)時(shí)仿真工具FET及優(yōu)良的調(diào)試環(huán)境，使MSP430F14X系列微控制器在工程設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。

2.2 液晶顯示驅(qū)動(dòng)器uPD16682A簡(jiǎn)介

　　uPD16682是NEC公司2001年初推出的液晶顯示驅(qū)動(dòng)器，該產(chǎn)品內(nèi)置大容量顯示RAM內(nèi)存，并能夠提供132