基于W77E58的LCD控制及触摸屏接口设计

摘要： 提出了一种用8位单片机控制16位带触摸屏的LCD的设计方法。TFT- LCD 模块T32QM 6450是一种点阵型LCD, 文中介绍了该模块以及触摸屏控制器ADS7843 的基本功能和工作原理。给出了W 77E58、T32QM6450 及ADS7843之间的接口设计方法， 研究了实现字符、汉字、画面显示及屏幕滚动的编程方法， 并给出了实现部分功能的通用子程序。

　　0 引言

　　随着嵌入式系统的广泛应用， 出现了大量的16位和32位的嵌入式处理器。而传统的8位单片机长期用于生产实践， 制造工艺成熟、性能更加可靠， 仍然占有相当大的市场， 特别是在汽车电子等对可靠性要求极高的领域。液晶显示位模块具有显示信息量丰富、功耗低、体积小、质量轻、无辐射等优点。

　　触摸屏作为一种特殊的计算机外设， 是目前最自然、便利的一种人机交互方式。T32QM 6450液晶显示模块是带有触摸屏功能TFT 型彩色LCD显示屏， 分辨率为240×320, 支持2.6 ×10⁵色显示。其功能强， 使用方便， 接口简单， 具有丰富的专用控制指令， 可方便地实现画面滚动显示及触摸屏等功能。

　　1 T32QM6450液晶模块结构

　　T32QM 6450是液晶模块， 主要由TFT - LCD 显示器、LED背光灯、触摸屏、源极驱动IC IS2102和栅极驱动IC IS2202构成， 其中Source Driver负责提供列上各色素点的驱动电压， 而Ga te Driver控制每行像素的选通状态。TFT液晶的每个像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动， 从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息， 可以精确控制显示灰度， LCD通过总线与处理器连接， 实现数据和指令的传递。

　　2 T32QM6450与W77E58接口电路

　　硬件连接如图1所示。处理器芯片选用W77E58.该芯片是一个快速8051兼容微控制器， 其内核经过重新设计， 提高了时钟速度和存储器访问周期速度。它的指令集基本与8051相同， 多了一条DEC DPTR指令。8051每12个时钟周期为一个机器周期， 而W77E58每4个时钟周期为一个机器周期， 提高了指令执行速度。另外， W77E58 还可调整MOVX 指令的周期，范围为2~ 9个机器周期， 这种设计使W77E58能够更有效访问慢速或快速外部RAM 及外设。

图1 液晶屏与W77E58硬件连接电路

　　因为W77E58是高速8 位单片机， 而该LCD模块采用16位总线接口， 所以电路中用了2 片锁存器74HC573, 用P24~P27口分别控制2片锁存器的锁存使能和输出使能引脚LE （下降沿锁存） 、OE （低电平有效）， 先给第一片74HC573的LE一个高电平， 通过P1口传送低8 位数据， 然后给该片的LE 低电平锁存当前数据； 给第二片的LE 高电平， 同样通过P1口传送高8位数据并锁存， 最后同时给2片74H C573的OE低电平， 即可实现16位数据的传送。

　　该系统是混合电压系统， 液晶模块和ADS7843用3.3 V 供电， 而处理器和锁存器是5 V 供电， 这2部分是不能直接相连的。所以还要处理好电平的转换问题， 电路中用4 片双向电平转换芯片74LVC4245, 它可以实现3.3 V和5 V的相互转换。

　　为实现触摸屏功能， 电路中用1 片触摸屏控制器ADS7843.它是电阻式触摸屏控制芯片， 具备串行12 位A /D转换功能， 在关闭模式下， 功耗仅为0.5uW, 在12 V、125 kH z的工作模式下功耗为750 uW³. 文中仅结合电路对主要功能加以介绍。CS是芯片选通端； DCLK 是时钟输入端， 由P20 脚软件模拟时钟信号输入； DIN 是数据串行输入端， 控制数据通过该引脚输入； X+ 、Y + 、X- 、Y - 是接触点坐标数据输入端； INT是中断引脚， 用于通知MCU 有触摸事件发生， DOUT 将转换后的触摸位置数据串行输出到MCU。