用FPGA实现DSP与液晶显示器的快速接口

指  令  码

功    能

R/W D/I D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1/0 控制显示器的开关 0 0 1 1 显示起始行（063） 设定显示器从哪一行显示数据 0 0 1 0 1 1 1 页地址（07） 设定页地址 0 0 0 1 列埴 （063） 设定列地址 0 1 写入LCD的数据 给显示器写数据 1 1 读出的状态 读显示器状态 1 0 读出的数据 读显示器数据

LCD的显示画面按8行为一页的方式进行划分，共64行分成8页。LCD具有列循环寻址功能，如果第一步设定了页地址和列地址，那么以后每次向LCD写入显示数据，列地址计数器就自动加一。除非再设定列地址，否则列地址就一直累加下去，直到63。这样就简化了写入工作。

考虑到实际应用方便，可把一些常用的操作按指令的方式编码。所得到的DSP控制指令如下：

控制显示器开关：0010 0000 1111 111x

指定显示起始行：0100 0000 11xx xxxx

指定列地址和页地址：0110 0yyy yyyy yxxx

y:列地址（0～191）x:行地址

写入数据：1000 0000 xxxx xxxx

读显示器状态：1010 0000 0000 0000

读显示数据：1100 0000 0000 0000

框图中微指令ROM在接口控制中起着决定性的作用，每条指令的执行都被看作一系列单步时序操作的集合。如果从ROM的某一地址开始依次读出ROM里的数据，那么在每一个数据位上就会出现随时间变化的电平跳变。这样就可以用它作为控制信号进行控制操作。由于ROM是并行输出的，如果用不同的数据位代表不同的控制信号线，就能很容量地实现各个信号线之间的同步操作。这样就能很容易形成时序图中的时序逻辑，而且扩展方便。在上述的指令表示中，通过对高3位进行译码，可以得到ROM寻址时的起始地址。ROM各个数据位的含义如下：

LD RD FREE D/I R/W E RESET CS1 CS2 CS3

其中，低七位是控制LCD的接口线，FREE是微程序执行完标志，每条指令所对应的微程序分为招待状态（有多条微指令，FREE位为0）和闲置状态（一条指令，FREE位为1）。当指令执行状态机检测到FREE位的上跳沿时，加载下一条指令。LD是数字寄存器从DSP获得数据时的加载信号，微程序执行过程中，在某些指令执行时需要加载数据，可由该信号完成。RD是数据寄存器从LCD读入数据的加载信号，主要完成从LCD读入数据。

取指控制逻辑主要功能是根据FIFO的状态决定是否写入新的指令以及根据执行状态机的状态读入新的指令，填写状态寄存器，给出中断信号。
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    根据上述硬件设计，DSP的软件设计就大大简化了。以写入数据为例，在写入数据前先查询一下接口模块的状态，如果可以写入就写入数据；否则保持现有数据指针，等待下次写入。一读一写两次外部I/O操作，如果按7个等待周期、主频100MHz计算，只有140ns，加上判断所需时间，200ns内就可以完成写入数据。这里，7个等待周期是考虑到系统内还其它器件。如果只是对该接口模块操作，两三个等待周期是没有问题的。这样，100ns内就可完成写入数据

《用FPGA实现DSP与液晶显示器的快速接口(第2页)》