介绍了一种彩色液晶智能控制系统的实现方案,该系统封装了彩色液晶的所有外围电路,增加了智能控制功能。
      它通过通信端口和外设相连,使对液晶的各种繁琐控制过程简化为接收外设指令的过程;还可通过配套软件和微机通信,实现汉字库更新和预置画面等功能。

    彩色液晶显示器是现代高新技术产品,它具有体积小、功耗低、无辐射、寿命长、超薄、防震防爆等特点。彩色液晶显示器的出现,有力地推动了工控仪表、系统设备的微型化、节能化进程,为单片机等微处理器系统提供了完善的人机对话界面,具有LED和CRT显示器所无法比拟的优点。但在开发带有液晶显示设备的系统的过程中,用点阵操作显示汉字和图形图像是非常繁琐的工作,工作量很大、周期较长。为了减轻开发人员的负担,提高开发效率,设计了彩色液晶智能控制系统,把繁琐的显示操作封装起来,简化为一套简单易用的指令系统,只需通过接口向本系统发送简单的指令,就可控制液晶显示器的显示,如画曲线、显示汉字和图形图像等。本系统为全数字化设计,显示稳定可靠,抗强电磁干扰,可用于机电、冶金、船舶、航空、铁路、电力、通讯导航等领域的系统设备和智能仪表中。

     1 系统硬件组成及工作原理

　系统采用工业级AVR高速微处理器,内置二级字库,通过串口或三态数据总线口接收控制命令数据, 自行对接收的命令和数据进行处理,实时显示所需的各种曲线、中西文和图形图像。硬件原理框图如图1所示。

1.1 微处理器系统

　微处理器是实现智能控制功能的核心部分,为了有效控制液晶显示图像的失真度,微处理器采用高速单片机AT90S8515(如果对显示速度要求很高,例如显示动画等,可采用DSP芯片)。单片机系统上电后便处于实时接收命令状态,可完成和外设通信、对外设发送的命令进行解释并执行命令(如从汉字库中取字模并在相应的位置显示出来)、在适当位置画线、显示预置图形和画面等。

　1.2 电源部分

　外部+12V电源由电源接口引入,分为两路,一路经过DC/DC变换后,产生直流偏置电源,为彩色液晶模块提供所需电源;另一路经DC/AC变换后,产生高压交流电,为液晶屏背光灯CCFL供电。

1.3 通信端口

　通信端口包括总线口和串行口,外部设备通过通信端口和本控制系统进行电气沟通,并发送相关指令,从而达到对液晶显示的各种控制。总线口是一个并行口;串行口采用RS232电平标准,单片机的串行TTL电平经过SIO转换后,变为RS232标准电平(负逻辑),这里高电平变为-8V,低电平变为8V。它可以和微机等标准串口直接相连,进行串行通信。如果其它控制系统通过串行口和本系统相连,只需三条线就可控制液晶的显示。

　1.4 FLASH闪存

　闪存由4片Am29F040B组成,每片Am29F040B包括512K字节,共2M字节。第一片Am29F040B用来存储汉字点阵和图形数据,后三片共1.5M字节用来存储图像数据。液晶采用320×240分辨率的16位数字彩色液晶,RGB分量各包含5位,每点占用两个字节,1.5M可以存储的满屏图像约10幅。由于Am29F040B的地址线多于微处理器的地址线,因此采用分页技术进行处理,即把多出的地址线通过锁存器与数据线相连,读取数据前先向锁存器写入页面地址数据,即选中该地址对应的页,然后读取该页。用同样的方法可以读取其它页,不同片子之间可以利用微处理器的空闲端口,通过控制Am29F040B的片选信号加以区分。应用这种方法可以扩充FLASH闪存达数G之多。

　1.5 液晶驱动电路及显存

　液晶驱动电路主要对液晶点阵完成读写操作,并产生液晶接口所需要的行场扫描信号、时钟信号及其它控制信号。由于时序逻辑关系相当复杂,这里采用了复杂可编程逻辑芯片CPLD进行编程控制。外部总线对显存进行读写操作,就可以对屏幕相应象素的颜色与亮度进行控制。

　2 系统软件

　软件实质上是一个通信程序,实时接收和执行串口和总线口发来的命令。接收程序用汇编语言编写。串口通信采用一位起始位、一位停止位、8位数据位、无较验位的异步串行通信方式;总线口为并行口,数据发来时,引起中断,在中断子程序中,读取总线口数据。主程序和中断程序流程图如图2所示。