基于W78E516B的液晶顯示控制器顯示系統設計

液晶顯示屏(LCD)具有損耗低、價格低、壽命長、接口方便等優點，因此廣泛應用于工業產品中，液晶顯示驅動方案多種多樣。目前中小型單色液晶屏控制方案多是基于CPLD液晶顯示控制和液晶顯示控制器SED1335，液晶顯示控制模塊功能簡單，快速顯示時會出現“雪花”現象。針對上述兩種弊端，這里采用具有帶ISP功能的Flash EPROM低功耗8位微控制器W78E516B單片機和液晶顯示控制器SID13700構成一個320×240(DMF-50840NF液晶屏)的單色液晶顯示系統，整個設計過程中，通過不斷改進硬件和調試軟件，得到了預期效果。該系統模塊顯示速度快、功能復雜、性能穩定，且已在產品中得以運用。

2 系統整體方案設計

該系統由單片機W78E516B、液晶顯示控制器SID13700和液晶屏DMF-50840NF、逆變器負壓發生電路外部EPROM等組成。其系統結構如圖1所示。



2．1 W78E516B單片機

W78E516B是具有ISP功能的Flash EPROM的低功耗8位微控制器；ISP功能的Flash EPROM可用于固件升級。其指令集同標準8052指令集完全兼容。W78E516B包含64 K字節的主ROM、4 K字節的輔助ROM。位于4 K字節輔助ROM中的裝載(Loader)程序，可以讓用戶更新位于64 K字節主ROM中的程序內容。512字節片內RAM；4個8位雙向、可位尋址的I／O端口；一個附加的4位I／O端口P4；3個16位定時／計數器及一個串行口。這些外圍設備都由有8個中斷源和2級中斷能力的中斷系統支持。為方便用戶進行編程和驗證，W78E516B內含的ROM允許電編程和電讀寫。一旦代碼確定后，用戶就可以對代碼進行保護。

W78E516B有空閑和掉電2種節電模式，2種模式可由軟件來控制選擇。空閑模式下，處理器時鐘被關閉，但外設仍繼續工作。掉電模式下，晶體振蕩器停止工作，以將功耗降至最低。外部時鐘可以在任何時間及狀態下被關閉而不影響處理器運行。

2．2 液晶顯示控制器SID13700

液晶顯示控制器SID13700專門用于控制傳統單色(或灰階)STN液晶模塊。該控制器整合了更多的控制功能，其主要特點為：有較強功能的I／O緩沖器；指令功能豐富；嵌入32 K字節SRAM的圖形LCD控制器；最高可支持640x240(1 bit／pixel)，320x240(2 bits／pixel)，240x160(4 bit／pixel)；支持4 bit／pixel灰度驅動(240×160)；可顯示文本和圖形并進行多層的各種疊加操作；可編程指針和行場的平滑滾動(灰階模式不可)；邏輯5 V和3．3 V兼容；支持GENERIC BUS家族和MC68 K，M6800家族微控制的直接地址和間接地址總線方式。SID13700硬件結構可分成MPU接口、內部控制和驅動LCM的驅動。

SID13700控制器是應用于W78E516B系統與液晶模塊DMF-50840NF之間的控制電路，它接收來自MCU系統的指令與數據，并產生相應的時序及數據控制模塊的顯示。

MCU把指令代碼寫入指令輸入緩沖器內(即A0=1)，則指令的參數隨后通過數據輸入緩沖器(AO=0)寫入。帶有參數指令代碼的作用之一就是選通相應參數的寄存器，任一條指令的執行(除SLEEPIN，CSRDIR，CSRR，MWRITE和MERAD外)都產生在附屬參數的輸入完成之后。當寫入一條新的指令時，SID13700將在舊的指令參數組運行完成后等待新參數的到來。MCU可用寫入的新參數與余下的舊參數有效地組合成新的參數組，需注意：不僅參數必須全部寫入，而且所寫的參數順序不能改變，也不能省略。特別是SID13700較以前的SED1335系列器件相比，由于SID13700的默認狀態是POW-ER SAVE模式，所以初始化前必須先將其喚醒，否則會初始化失敗。喚醒方式為：寫SYSTEM SET命令后延時再進行初始化，程序方能正常運行，或程序開始時進行兩次初始化。

3 硬件電路設計

該系統硬件電路主要由W78E516B、SID13700和DMF-50840NF等器件構成。系統硬件結構圖如圖2所示。系統由單片機W78E516B通過液晶顯示控制器SID13700控制液晶屏DMF-50840NF、的顯示工作。



4 軟件系統設計

液晶顯示模塊上電后必須根據液晶顯示器的結構對液晶模塊進行軟件初始化設置。特別是SYSTEM SET和SCROLL必須設置正確。這里介紹1區、2區通過或邏輯組合顯示，初始化流程見圖3。



由于SID13700的默認狀態是Power SAVE模式，初始化前必須先將其喚醒，否則初始化會失敗。初始化之前的喚醒程序如下：



說明：寫SYSTEM SET命令后延時再進行初始化，程序才能正常運行或程序開始時進行兩次初始化。至此，液晶模塊的初始化基本完成。其后的顯示字符、漢字顯示等程序相對比較簡單，讀者可參閱SID13700的應用手冊。

5 結束語

對W78E516B單片機和液晶控制器SID13700構成的顯示系統的硬件電路和軟件系統做了詳細闡述，在整個設計過程中，通過不斷改進硬件和調試軟件，得到了預期的效果。該顯示系統模塊顯示速度快、功能強大、性能穩定，且已在產品中得以運用。通過抽檢產品表明該顯示控制系統的合格率在99％以上。同時該設計為其他系列單片機顯示模塊的使用也提供很好的借鑒方法。