引言
DSP芯片具有高速的信息处理能力、较好的系统支持、硬件配置强等优良技术和较低的价格特性。嵌入式系统的实时性好、占用资源少、功能强、可靠性高、模块化结构、便于移植和定制的特点。基于 DSP平台的嵌入式系统具备上述两者的优点,特别适用于一些带各种便携式系统终端 LCD且需要大量数据要处理的系统。
近年来,DSP已经越来越多地被应用于数据采集、语音处理、图像分析与处理等领域中,并且日益显示出巨大的优越性。而液晶显示屏更以其显示直观、功耗低、便于操作的特点被用作各种便携式的显示前端。本文介绍了一种基于DSP 和 CPLD的液晶模块的设计与实现方法,解决快速处理器与慢速外设的匹配问题。 1系统总体设计
该显示系统主要由DSP、CPLD、电平转换和 LCD模块四部分组成,如图 1所示,
该系统中,DSP采用 TI公司的 TMS320F2812处理器。采用高性能静态的 CMOS技术,使得供电电压降为 3.3V,降低了控制器的功耗;150MIPS的执行速度使得指令周期缩短为
6.67ns,从而提高了控制器的实时控制能力;可以进行 16×16和 32×32的乘加操作,可以方便的进行FFT、FIR滤波等数字信号处理算法;具有多达 56个通用、双向数字 I/O引脚,能方便的实现各种 I/O操作。
CPLD采用 Altera公司 MAX7000系列的 EPM7128SQC100,3.3V供电,不存在 DSP及 LCD电平兼容的问题,采用 CMOS E2PROM工艺,传输延迟仅为5ns;具有 68个用户可编程的 IO 口,为系统定义输入、输出和双向口提供了极大的方便; EPM7128同时还提供了 JTAG接口,可进行 ISP编程,极大地方便了用户。本文采用CPLD 的主要目的是:对于 LCD显示,将 DSP中的数据发送到CPLD,然后 DSP去做其它的事情,而后续的显示任务由 CPLD完成,CPLD 将在 LCD允许的速度下对其进行操作即可达到显示的目的。
LCD模块采用成都飞宇达的 FYD12864-0402B,内置 ST7920液晶控制器。它是一种具有 4位/8位并行、 2线或 3线串行多种接口方式,内含中文字库的点阵图形液晶显示模块。其显示分辨率为 128*64,内置 8192个 16*16点汉字和 128个 16*8点 ASCII字符集,强大的字库省去了很多自行编码的麻烦;可以显示中文字型、数字符号、英文字母以及图形等,利用该模块灵活的接口方式和简单方便的操作指令,可构成友好的中文人机交互界面。
硬件接口设计
由于 DSP属于高速器件, LCD为慢速外设,DSP对读写周期较慢的 LCD进行访问,可采用以下两种方式来解决 DSP与 LCD的时序匹配问题:直接访问和间接访问。直接访问是将 DSP的读写信号与 LCD接口的读写信号直接相连,将 LCD的 8位数据线与 DSP的低 8位数据线相连(在 CPLD内部硬件编程完成),时序由 DSP内部读写逻辑控制。由于 LCD的读写周期较 DSP慢,要使两者的时序匹配,还必须进行一些时序方面的处理。间接访问用 DSP的 I/O口间接控制慢速设备,可以通过软件控制 DSP的 I/O口来实现与慢速外设的时序匹配。该方法无需通过硬件扩展即可实现与任意慢速外设的时序匹配。在该显示系统中,由于 CPLD的可在线硬件编程能力,这 2 种方法均可实现。这里采用第一种接法。 DSP与 LCD的硬件接口电路图如图 2所示。