基于DSP的液晶显示接口设计.doc

1 引言 1.1 研究背景及意义 （1）自从20世纪70年代微处理器诞生以来，信号处理技术就沿着以计算机为代表的CPU、以单片机为代表的微控制器MCU和DSP处理器这三个方向发展。这三类处理器在发展过程中，在技术上相互借鉴，同时又有各自的特点和应用领域。 DSP技术的发展得益于以下两个方面： ①数字信号处理的理论和方法在近年得到迅速发展。以离散傅里叶变换和小波分析为代表的信号频谱分析、声音和图像处理技术、多媒体技术等的发展，为各种实时处理的应用提供了理论和算法上的基础。 ②微电子科学与技术上的进步，使得数字信号处理的实现得到技术上的保障，随着大规模集成电路的发展，DSP处理器的性能也在迅速地提高。工艺水平、性能大幅度提高，功耗、体积和成本却大幅度下降[1]。 自IEEE DSP Comm于1979年推出第一个信号处理软件包以来，有相当多的应用系统都是以PC机为基本系统开发完成的。使用PC机完成DSP系统的缺点是系统体积大，同时由于系统采用的是微处理器和PIC总线，在考虑操作系统引起的延迟，使系统信号处理速度受到了一定的限制。 DSP芯片是一种具有特殊结构的微处理器。为了达到快速进行数字信号处理的目的，DSP芯片一般具有程序和数据分开的总线结构、流水线操作功能，单周期完成乘法的硬件乘法器以及配有适用于数字信号处理的指令集等。因而，要实现复杂数学运算，或要进行高速数学处理的数字信号处理系统（例如语音识别、图像实时处理、多媒体处理等），就只能使用DSP器件才能完成系统功能，例如目前迅速发展的软件无线电技术、移动通信技术和多媒体技术，就是DSP器件数字信号处理能力的最好证明。 目前市场上的DSP芯片以美国德州仪器公司（TI）的TMS320系列为主，该公司的DSP芯片形成一个功能、门类较为齐全的大“家族”，已形成一个具有较大潜力的产业和市场[2]。 （2）随着测控技术的发展，LCD 已被广泛应用于各种仪器仪表、电子显示装置等场合，成为测量结果和人机对话的重要工具。液晶显示器(LCD) 具有重量轻、耗能小、工作电压低、无辐射、显示信息量大等优点[3]。随着电子产品向智能化、小型化方向的发展， LCD(液晶显示器)模块逐渐被广泛用于对体积和显示模块功耗有较高要求的各种便携式智能型仪器仪表领域。DSP(数字信号处理器)以其优化的硬件结构、高效的指令系统、灵活的编程能力等优点， 使其在高速实时系统中得到了广泛的应用[4]。 本次毕业设计将给出TMS320LF2407 型DSP( 以下简称DSP) 控制成都市飞宇达实业有限公司生产的FYD12864-0402B 液晶显示屏的软硬件设计实例， 说明如何通过DSP 控制液晶显示模块。同时， 由于程序采用系统设计C语言， 因此对其他型号的DSP 与LCD 接口设计和控制实现也有一定的参考价值。 1.2 DSP TMS320LF2407简介 DSP 即数字信号处理器， 是一种特别适用于数字信号处理运算的微处理器， 速度快， 功能强，广用于图形图像处理、语音处理、仪器仪表、通信、多媒体及军事等领域。液晶显示器由于具有功耗低、价格低、驱动电压低、接口方便、使用寿命长等特点以及优越的字符和图形显示功能， 在各种图显示、人机交互中得到广泛应用[5]。 TMS320LF2407是TI 公司专为电机控制应用而设计的16 位定点数字信号处理器。采用高性能静态COMS 技术，使得供电电压降为3.3 V，减小了控制器的功耗；具有系统周期为25 ns 的处理速度，其运算速度可达40 MIPS，大大提高了控制器的实时控制能力。TMS320LF2407 除了其高速的CPU 核外，芯片内部还集成了ADC 模块、控制器局域网络CAN 模块、串行通信接口模块和PWM模块等。TMS320LF2407 作为一种嵌入式数字信号处理器，在电机控制和运动控制等测控系统中得到了广泛应用，特别是人机接口的设计是以TMS320LF2407 为核心的测控系统的重要组成部分[6]。 1.3 FYD12864-0402B液晶显示模块简介 FYD12864-0402B是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内不含有国际一级、二级简体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。利用该模块灵活的接口方式和简单方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面，可以显示8×4行16×16点阵的汉字。也可完成图形显示。低电压、低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁的多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块[7]。 液晶显示模块分字符型和点阵型两种，前者只能显示常用的字符，点阵型液晶显示