VGS12864E是128×64行点阵的OLED单色、字符、图形显示模块。模块内藏64×64的显示数据RAM,其中的每位数据都对应于OLED屏上一个点的亮、暗状态;其接口电路和操作指令简单,具有8位并行数据接口,读写时序适配6800系列时序,可直接与8位微处理器相连;与Intel 8080时序的MCU连接时需要进行时序转换。
2 显示模块结构
2.1 模块框图
VGS12864E显示模块显示屏为128列、64行,使用1片有64行输出的行驱动器和2片列驱动控制器,其中每片列驱动器有64路输出。行驱动器与MCU没有关系,只要提供电源就能产生驱动信号和同步信号,模块的外部信号仅与列驱动器有关。列驱动器内置64×64位显示存储器,RAM被分为8页,每页8行;显示屏上各像素点显示状态与显示存储器各位数据一一对应,显示存储器的数据直接作为图形显示的驱动信号,为“1”显示,为“0”不显示。图1为模块的逻辑电路接口框图。
2.2 模块引脚功能及指令系统
模块引脚功能如表1所列。模块的指令系统与液晶显示驱动控制器HD61202兼容,共有7条指令。这里不作详细描述,仅列出表2指令列表。其中,前两条为显示状态设置类指令,其余的为读写操作类指令。
3 显示模块与Cygnal单片机硬件接口设计
VGS12864E的接口连接方式有两种:一种是直接访问方式,另一种是间接访问方式。不论哪种方式,要访问模块都必须先读取状态寄存器内容,判断“忙”标志,不忙时才可以访问。直接访问方式是将模块接口作为存储器或I/O设备直接挂在MCU总线上,MCU以访问存储器或I/O设备方式对模块进行操作。间接访问方式是MCU通过软件模拟控制时序对模块进行操作。这里介绍的是Cygnal C8051F020单片机与VGS12864E的间接访问接口设计。
C8051F020是美国Cygnal公司推出的一种混合信号SoC型8位单片机,是集成度很高的混合信号系统级的芯片。它具有100脚的TQFP封装,功耗低,供电电压为2.7~3.3 V,全部I/O、RST、JTAG引脚均耐5 V电压;有高速、流水线结构的8051兼容的CIP51内核(可达25 MIPS)。该MCU具有P0~P7共64个通用I/O端口,每个端口引脚都可以被配置为推挽输出或漏级开路输出。对于VGS12864E,由于其工作电压是5 V,而C8051F020的工作电压是3.3 V,所以要C8051F020的输出能更好地驱动5 V输入的OLED,需要对系统进行额外配置。除了将对应端口的输出方式设置为“漏极开路”外,还应在电路上将每个端口通过一个上拉电阻接到5 V电源,这样可以保证C8051F020的逻辑“1”输出能够被提升到5 V。接口电路如图2所示。