一种基于S3C2410A的液晶屏接口设计

目前对液晶屏的控制显示多采用单片机、FPGA或CPLD作为控制器，编制程序多采用汇编语言或C51程序。本文以控制器和显示屏集成一体的小型号LCM19264图形点阵式液晶显示器为例，提出并实现了一种新型的基于S3C2410A CPU和KS0107控制器的嵌入式液晶屏接口系统，适用于POS机等许多应用领域，具有较高的应用价值。

1 ARM微处理器及开发环境

1.1 ARM核心板采用S3C2410A

嵌入式系统的硬件核心是嵌入式微处理器，ARM处理器是目前公认的业界领先的32位嵌入式RISC微处理器，它具有体系结构可扩展，功耗低，成本低和支持处理实时多任务等特点，成为设计嵌入式系统时32位RISC芯片的首选，也是许多行业嵌入式解决方案的RISC芯片标准[1]。

16/32位RISC处理器S3C2410A 采用了ARM920T内核，0.18um工艺的CMOS标准宏单元和存储器单元[2]。它的低功耗、精简和出色的全静态设计特别适用于对成本和功耗敏感的应用。它一方面具有处理器的所有优点：低功耗、高性能；同时又具有非常丰富的片上资源, 非常适合嵌入式产品的开发。

1.2 ARM嵌入式系统的开发环境

开发中嵌入式操作系统选用标准的LINUX2.4内核版本。为了满足嵌入式核心板的系统性能要求，需要对内核进行一定程度的裁减修改，对某些功能模块进行合理的配置。其中对指定的端口地址进行映射是必不可少的。采用专用的FPGA下载电缆即可将编译通过的Linux内核下载移植到核心板的 S3C2410A中。内核的启动Bootloader使用了vivi。这里的交叉编译器采用的是Arm-Linux-Toolchains；而 S3C2410A整个根目录则使用了可读写的yaffs文件系统[4]。开发调试中可通过串口或网口来实现宿主机对目标板的控制使用。

2 基于S3C2410A的液晶屏接口设计

2.1 S3C2410A与KS0107的接口控制

S3C2410A的存储系统地址空间总共由8个存储器Bank构成，每个Bank 128M字节，总共1G字节/8Banks。6个是ROM、SRAM等类型存储器Bank。剩下的2个可以作为ROM、SRAM、SDRAM等存储器 Bank。除Bank0只能是16/32位宽之外，其他Bank都具有可编程的访问大小，可以是8/16/32位宽。前7个存储器Bank有固定的起始地址，最后一个Bank的起始地址是可调整的，最后两个Bank的大小是可编程的，且所有Bank的访问周期都是可编程的。Bank0 的数据总线（nGCS0）必须首先设置成16位或32位的。因为Bank0通常作为引导ROM区（映射到地址0x0000-0000）。Bank6和 Bank7通常分给SDRAM.。S3C2410A接16/32位或多片8位存储器时地址线需要错位连接。

系统选用LCM19264系列液晶模块，LCM19264点阵液晶屏单色液晶模块带有KS0107控制器，点阵形式为192 x 64，8位双向数据总线，可以显示图形和文字。3个控制芯片，管理8页(每页为8行像素)和192列(每个芯片各自控制64列)的图形屏幕，因此构成了 192列，64行的像素矩阵，即所能使用的显示范围。

LCM19264型图形点阵液晶显示模块与S3C2410A CPU的连接方式采用直接访问方式。直接访问方式是将液晶显示模块的接口作为存储器或I／O设备直接挂在S3C2410A总线上，S3C2410A以访问存储器或I／O设备的方式操作液晶显示模块的工作。KS0107控制器是应用于S3C2410A系统与液晶模块之间的控制芯片，它接收来自 S3C2410A系统的指令与数据，并产生相应的时序及数据控制模块的显示。这样可以大大缓解S3C2410A CPU的控制输出，使用更加灵活，因此该解决方案具有很强的通用性。

对于液晶显示屏的数据接口，因为S3C2410A与液晶显示屏均由3.3V供电，可以经缓冲后将二者数据线相连，这样S3C2410A就能将ROM或RAM中的数据直接送入KS0107控制器的缓存中以便显示。

液晶显示屏的控制信号由S3C2410A地址线的第6位、第7位和第8位经过74HC138译码产生。因此液晶屏控制器的数据端口、控制端口和状态端口具有不同的地址。S3C2410A对液晶屏的控制信号是由其自身的数据口来充当的，即控制信号作为数据的形式发送到液晶屏控制器KS0107，再由 KS0107按照固定时序完成对液晶显示屏的控制。实际上完全可以将液晶屏的读写由一个端口地址来实现，此时译码输出端该管脚为高时，通过非门输出的低电平来做为选通液晶显示屏的读信号；当读管脚为低时，则直接选通液晶显示屏的写管脚。表1是LCM192644的主要引脚功能。

表1 LCM192644芯片引脚说明