采用内存接液晶显示模块

点阵式液晶接口简单，能以点阵或图形方式显示出各种信息，因此在各种电子设计中得到广泛应用。但是，它的接口必须遵循一定的硬件和时序规范，根据不同的液晶驱动器，可能需要发出不同的命令进行控制才能显示数据。而且命令的执行需要耗费一定时间，在系统大量的实时数据的情况下，如果直接控制液晶显示，可能会消耗过多的时间，从而影响数据的处理。因此，由于某种需要必须采用不同的液晶模块，这就需要修改软件。为了解决这些问题，文提出采用内存接口的液晶显示模块，在现有点阵式液晶显示屏上附加一个MCU（Micro-Controller Unit微处理器）及相关器件，利用内存与外部控制器进行接口，从而解决了统一接口和显示速度的问题。

1 系统设计

1.1 设计思想

我们知道，人眼有视觉暂留现象，每0.1秒时间内变化一次的影像看上去会认为是连续的，而且只在0.1秒之内变化的影像人眼很难察觉到。根据这一物理现象，我们采用内存与外部控制器接口设计一种液晶接口模块，外部控制器将欲显示的数据直接写入接口内存，根据接口刷新液晶的显示。刷新率在每秒10次以上，就可达到连续显示的目的。当然，刷新率越高人眼就越能感觉图像变化的连续与流畅。

1.2 硬件设计
采用内存与外部控制器接口，具有统一的硬件接口规范。因为外部控制器和模块内的MCU需要同时读写内存，接口内存采用带有BUSY线的2K双RAM IDT 7132，MCU选用常用的AT89C51，液晶模块为市面普及的采用HITACHI公司HD61202液晶控制器的单5V供电的128×64点阵液晶。液晶显示模块的设计必须具备很强的通用性，可以被广泛应用到各种系统中。目前系统一般为3V电平或5V电平系统，因此液晶显示模块的设计也必须同时考虑应用于这两种系统。液晶显示模块硬件结构框图如图1所示。外部控制器将欲显示的数据写入双口RAM，MCU则不断扫描内存，根据内存中的数据进行相应的处理，不断刷新液晶显示屏上的显示。综合考虑液晶和系统操作的时序，AT89C51单片机运行在12MHz时钟下，设计系统的刷新率达到每秒18次。

外部控制器的数据、地址、控制总线通过接插件引入液晶显示模块。因为双口RAM IDT7132的输入输出为TTL电平，BUSY信号为开漏极输出，因此无论是3V还是5V的系统，地址和控制总线可以直接引入。而数据总线因为是双向系统，如果直接与双口RAM连接，在双口RAM输出数据的时候可能会对3V系统造成损害，因此设计一个总线驱动器，采用74LVC245进行总线电平转换。 74LVC245在3V供电时，输入5V的电压信号这样就实现了与3V和5V电平系统的接口。

双口RAM的BUSY信号是用来标示双口RAM的两个口同时在访问相同的内存单元，而且至少有一个口处于写该单元状态。双口RAM通过仲裁逻辑使后访问该单元的BUSY信号有效，并屏蔽该口的操作，直到没有访问，竞争BUSY信号才变为无效。通过检测BUSY信号可有效地确保内存读写的安全。