近年來，隨著低價格、高性能ＤＳＰ芯片的出現，ＤＳＰ已越來越多地被應用于高速信號采集、語音處理、圖像分析處理等領域中，并顯示出巨大的優越性。智能彩色液晶顯示器具有顯示直接美觀、便于操作的特點，被用作各種便攜式系統的顯示前端。它一般采用工業級的高頻ＣＰＵ可以自行對接收的命令和數據進行處理因而能夠提高用戶端接口的軟件開發效率。
一般的液晶顯示往往采用單片機控制但在系統需要大量高速實時數據的情況下，單片機由于受處理速度的限制就顯得力不從心而且一般的液晶顯示仍采用煩瑣的點陣操作來顯示漢字和圖形，而這又增加了軟件開發的難度。為了解決這些問題，本文將提出一種基于ＤＳＰ控制的智能彩色液晶顯示器的接口設計方法，從而有效地解決了上述問題。
智能彩色液晶顯示器（以下簡稱ＬＣＤ）ＶＫ６３是上海廣電集團北京分公司的產品，它具有體積小、功耗低、無輔射、壽命長、超薄、防振及防爆等特點。該顯示器的顯示顏色為２５６色，可顯示字符為ＡＳＣＩＩ的二級字庫，中文顯示為１５行×２０列，圖形點陣３２０×ＲＧＢ×２４０。
該
ＬＣＤ采用大規模門陣列集成電路，從而避免了用煩瑣的點陣操作來顯示漢字和圖形，減輕了軟件開發人員的負擔，提高開發效率；由于采用全數字化設計，因而顯示穩定可靠，抗強電磁干擾；該ＬＣＤ采用工業級的ＣＰＵ(８９Ｃ５１)，機內配置有二級字庫，可通過串口或三態數據總線并口接收控制命令數據，并自行對接收的命令和數據進行處理，以實時顯示用戶所要顯示的各種曲線、圖形和中西文字體。其原理框圖如圖１所示。
ＬＣＤ的命令碼為十六進制碼格式，每個命令均以十六進制碼的“１Ｂ”開頭，后面為命令代碼和所需要的參數。其中ＸＨ表示Ｘ坐標的高８位，ＸＬ表示Ｘ坐標的低８位，ＹＨ表示Ｙ坐標的高８位，ＹＬ表示Ｙ坐標的低８位。
ＬＣＤ的圖形方式以光點為最小點陣顯示單位，每個光點包含ＲＧＢ三個色點。字符方式以８×１６點陣為最小顯示塊單位。西文字符占一個顯示塊，１６×１６點陣的漢字占兩個顯示塊。本機每顯示一個字符或漢字后光標自動右移一個字符或漢字位所以在同一行里順序寫入漢字或字符時不用再加光標定位命令，即可連續送入內碼。 如圖形操作為畫一實心矩形，那么，其命令代碼為：１Ｂ ４１ ｃｏｌｏｒ ＸＨ１ ＸＬ１ ＹＨ１ ＹＬ１ ＸＨ２ ＸＬ２ ＹＨ２ ＹＬ２，其中，ｃｏｌｏｒ為顏色代碼，Ｘ１ Ｙ１為左上角坐標，Ｘ２ Ｙ２為右下角坐標。其具體操作是以點（Ｘ１，Ｙ１）為左上角坐標，以點（Ｘ２，Ｙ２）為右下角坐標，使用指定的顏色畫實心矩形。
２．１ 串行通訊的硬件設計
ＬＣＤ選用標準ＲＳ－２３２通訊接口，按串口方式工作。一幀信息為１０位，內含１位起始位（０），８位數據位（先低位后高位），１位停止位（１）。
為了提高通訊速度，顯示器內設置了一個１２８字節的輸入緩沖區。發送數據前應先檢查ＤＴＲ信號（ＲＳ２３２電平），若ＤＴＲ為負電平（對應ＣＯＭＳ高電平），則表示緩沖區滿，要等到ＤＴＲ信號變為正電平（對應ＣＯＭＳ低電平）后再發送數據。如果每組的數據量少于１２８字節，同時每組之間又有足夠的間隔，則不用判斷ＤＴＲ信號就可連續發送數據。圖２所示是其硬件接口原理框圖。
２．２ 串行通訊軟件設計
此設計是一個具體工程項目(無功與諧波補償裝置)的液晶顯示部分程序,主要完成顯示“系統是否投入工作以及工作是否正常”的各種彩色圖形曲線和文字，其中顯示標志寄存器和ＣＯＵＮＴ數據寄存器的值都由相關應用程序給定。通過設置等待寄存器ＷＳＧＲ(賦值為０)和檢測Ｉ／Ｏ的ＤＴＲ信號可以防止數據發送丟失,從而實現高速ＤＳＰ與外部低速ＬＣＤ的通信。由于篇幅有限，這里只給出了串行初始化和數據發送部分的程序。其程序流程框圖如圖３所示。
(１)串行通訊初始化程序
ＬＤＰ ＃ ０Ｅ０Ｈ ;設置串行通訊口各寄存器
ＳＰＬＫ ＃ ００１７Ｈ,ＳＣＩＣＣＲ ;ＳＣＩ使能,空閑線喚醒模式,８位數據,無奇偶校驗位
ＳＰＬＫ ＃ ００１３Ｈ,ＳＣＩＣＴＬ１ ;接收、發送、內部時鐘使能，ＳＬＥＥＰ＝０
ＳＰＬＫ ＃ ００００Ｈ,ＳＣＩＣＴＬ２ ;接收和發送中斷禁止
ＳＰＬＫ ＃ ００００Ｈ,ＳＣＩＨＢＡＵＤ
ＳＰＬＫ ＃ ００８２Ｈ,ＳＣＩＬＢＡＵＤ ;波特率為９６００
ＳＰＬＫ ＃ ００２０Ｈ,ＳＣＩＰＣ２ ;設置ＳＣＩＴＸＤ為串行發送功能,ＳＣＩＲＸＤ為Ｉ／Ｏ口功能
ＳＰＬＫ ＃００３３Ｈ,ＳＣＩＣＴＬ１ ;串口初始化完成
ＬＡＲ ＡＲ０,＃ＳＣＩＴＸＢＵＦ ;發送緩沖寄存器地址
(２)數據串行發送程序
ＳＣＩＳＳ:
ＬＤＰ ＃０Ｅ０Ｈ
ＢＩＴ ＳＣＩＰＣ２,ＢＩＴ３ ;檢測ＤＴＲ信號,判斷輸入緩沖區是否滿
ＢＣＮＤ ＳＣＩＳＳ,ＴＣ ;若緩沖區滿,繼續查詢等待
ＬＤＰ ＃４Ｈ ;ＤＰ指向用戶定義數據頁４(０２００Ｈ－０２８０Ｈ)
ＬＡＣＬ ＳＣＩＴＥＭＰ
ＭＡＲ ＊,ＡＲ０ ;數據送ＳＣＩＴＸＢＵＦ發送緩沖區
ＳＡＣＬ ＊
ＸＭＩＴ_ＲＤＹ:
ＬＤＰ ＃ ０Ｅ０Ｈ
ＢＩＴ ＳＣＩＣＴＬ２ＢＩＴ７ ;判發送器是否空
ＢＣＮＤ ＸＭＩＴ_ＲＤＹ,ＮＴＣ
ＲＥＴ３ ＤＳＰ與ＬＣＤ的并行通訊設計
３．１ 并行通訊硬件設計
ＬＣＤ自身具有一個三態數據總線并口（并口為ＣＯＭＳ電平），可以同主機進行通訊。它的外部有１２條線同ＤＳＰ相連，即Ｄ０～Ｄ７、ＷＲＣＳ、ＢＵＳＹ、ＩＮＴ和ＧＮＤ。其中ＷＲＣＳ為片選信號和寫信號的邏輯或非，上升沿有效。ＢＵＳＹ信號為高（ＣＯＭＳ電平）表示忙。ＩＮＴ為中斷申請信號，低電平有效。圖４所示是其并行接口的硬件原理圖。圖５所示是ＬＣＤ的時序圖。其中ＴＷ為ＷＲＣＳ信號的脈沖寬度，ＴＳＵ為數據建立時間，ＴＨ為數據保持時間。這些參數的具體要求為：
ＴＷ不小于１６ｎｓ；ＴＳＵ不小于１２ｎｓ；Ｔ大于０ｎｓ ；ＴＨ不小于５ｎｓ；ＴＩ不小于２μｓ。
３．２ 并行通訊軟件設計
并行通訊的編程思想與串行通訊軟件的設計基本相同。但并行通訊是通過設置等待寄存器ＷＳＧＲ賦值為０和檢測ＩＯＰＣ５的ＢＵＳＹ忙信號來防止發送數據丟失，以實現高速ＤＳＰ與外部低速ＬＣＤ的通信。圖３所示的流程圖也適用于并行通訊。
(１)并行通訊初始化程序
ＬＤＰ ＃ ０Ｅ１Ｈ
ＬＡＣＬ ＯＣＲＢ
ＡＮＤ ＃ ００ＣＦＨ ;ＩＯＰＣ(４－５)配置為一般Ｉ／Ｏ功能
ＳＡＣＬ ＯＣＲＢ
ＬＡＣＬ ＰＣＤＡＴＤＩＲ
ＯＲ ＃ １０００Ｈ ;ＩＯＰＣ４口為輸出方式
ＳＡＣＬ ＰＣＤＡＴＤＩＲ
ＬＡＣＬ ＰＣＤＡＴＤＩＲ
ＡＮＤ ＃ ０ＤＦＦＦＨ ;ＩＯＰＣ５口為輸入方式
ＳＡＣＬ ＰＣＤＡＴＤＩＲ
(２)數據并行發送程序
ＳＣＩＳＳ:;判斷ＩＯＰＣ５口的ＢＵＳＹ信號是否忙
ＬＤＰ ＃ ０Ｅ１Ｈ
ＬＡＣＬ ＰＣＤＡＴＤＩＲ
ＬＤＰ ＃ ４Ｈ
ＳＡＣＬ ＢＵＳＹＤＡＴＡ
ＢＩＴ ＢＵＳＹＤＡＴＡ,ＢＩＴ５
ＢＣＮＤ ＳＣＩＳＳ, ＴＣ ;若ＢＵＳＹ為高,繼續查詢等待
ＬＤＰ ＃ ４Ｈ ;若ＢＵＳＹ為低, 把數據送到端口８０００Ｈ．
ＯＵＴ ＰＡＲＡＬＴＥＭＰ,８０００Ｈ
ＬＤＰ ＃ ０Ｅ１Ｈ
ＬＡＣＬ ＰＣＤＡＴＤＩＲ
ＡＮＤ ＃ ０ＦＦＥＦＨ ;將ＩＯＰＣ４口的ＩＮＴ信號置低
ＳＡＣＬ ＰＣＤＡＴＤＩＲ
ＲＰＴ ＃ ５０ ;延時２．５μｓ
ＮＯＰ
ＬＤＰ ＃ ０Ｅ１Ｈ
ＬＡＣＬ ＰＣＤＡＴＤＩＲ
ＯＲ ＃００１０Ｈ ;將ＩＯＰＣ４口的ＩＮＴ信號置高
ＳＡＣＬ ＰＣＤＡＴＤＩＲ
ＲＥＴ４ 結束語
本文提出的基于ＤＳＰ控制的智能彩色液晶顯示器接口設計能夠很好地解決高速ＤＳＰ與外部低速設備的通信問題，本設計嘗試采用了串行和并行兩種通訊方案，其中前者ＤＳＰ只需用３根線即可實現數據串行通信,因而節約了ＤＳＰ的外部資源,雖然傳輸速度稍低,但能滿足大多數實際工程的需要而后者采用并行通訊雖然數據傳輸速度較快,但會受到ＬＣＤ所帶ＣＰＵ(８９Ｃ５１)解釋命令速度的限制,雖然液晶顯示速度比前者稍快２０％左右,但要占用ＤＳＰ外部資源的１２根線。通過對上述兩種方案的比較,最終設計項目采用了串行通訊方案,并在實際應用中取得了很好的效果。