CN102237054A - 工业液晶显示器的指令寄存器型接口模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种接口模块，尤其涉及一种工业液晶显示器的指令寄存器型接口模块，它包括：地址线接口，数据线接口，片选线接口，读线接口，写线接口，所述的地址线接口和片选线接口连接接口控制器，接口控制器分别连接数据寄存器、X地址寄存器、Y地址寄存器、分辨率寄存器和控制寄存器，数据线接口、读线接口和写线接口均连接接口控制器，其接口简单，其寄存器型操作模式不仅增加了对各种工业液晶显示器的兼容性，也提高了工业液晶显示器的功能性和显示速度。

Description

工业液晶显示器的指令寄存器型接口模块

技术领域

本发明涉及一种接口模块，尤其涉及一种工业液晶显示器的指令寄存器型接口模块。

背景技术

目前，使用的工业液晶显示器的接口模块一般包括：总线接口、由单片机实现的总线控制模块和显示存储模块。大多使用的总线接口为34针接口，包括数据线(D0-D7)、地址线(A0-A15)、读有效信号(/RDCS)、写有效信号(/WCS)、电源(VCC)和地(GND)。由于接口的局限性，总线控制模块的功能也相对单一，只能完成简单的被动显示操作。这样的总线接口模块(1)兼容性差；(2)功能单一；(3)显示速度较慢；(4)PCB板布线相对复杂。显然，这样的接口模块已经不能满足工业液晶显示器向着“高兼容、多功能、少接线、快显示”方向发展的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种工业液晶显示器的指令寄存器型接口模块，其接口简单，其寄存器型操作模式不仅增加了对各种工业液晶显示器的兼容性，也提高了工业液晶显示器的功能性和显示速度。

为解决上述的技术问题，本发明包括：地址线接口，数据线接口，片选线接口，读线接口，写线接口，所述的地址线接口和片选线接口连接接口控制器，接口控制器分别连接数据寄存器、X地址寄存器、Y地址寄存器、分辨率寄存器和控制寄存器，数据线接口、读线接口和写线接口均连接接口控制器。

所述的工业液晶显示器的指令寄存器型接口内设20针线。

所述的分辨率寄存器为4个，X方向分辨率值的低位，X方向分辨率值的高位，Y方向分辨率值的低位，Y方向分辨率值的高位。

所述的接口控制器上运行如下步骤的软件：

(1)接口控制器根据地址线接口和片选线接口的地址，通过数据线接口设置控制寄存器；

(2)根据控制寄存器的内容，接口控制器通过数据线接口存储数据寄存器。

所述的步骤(1)包括如下步骤：

(a)接口控制器根据控制寄存器中8点显示设置位值，设置液晶显示器的显示模式。

(b)接口控制器根据控制寄存器中颜色数设置位的值，设置目标液晶显示器的显示颜色位数。

(c)接口控制器根据控制寄存器中模式设置位的值，判断数据寄存器中的值的性质，设置液晶显示器显示的亮度值、前景色和背景色。

(d)接口控制器根据X方向分辨率值的低位，X方向分辨率值的高位，Y方向分辨率值的低位，Y方向分辨率值的高位的值，设置目标液晶显示器的分辨率。

(e)接口控制器根据X地址寄存器和Y地址寄存器的值，设置液晶显示器上目标像素点的坐标位置。

(f)接口控制器根据控制寄存器中地址自动增加方向设置位的值，设置目标液晶显示器操作地址沿X方向或者Y方向增加。

本发明采用通过对寄存器进行设置，可以以多种方式将数据显示在液晶显示器上。同时，本发明提供的颜色数设置、分辨率设置、前景色和背景色设置、写地址自动增加、多级亮度调节、背光灯开关、指定颜色快速清屏和触摸屏选配等功能，不仅可以兼容不同分辨率和颜色数的工业液晶显示器，也大大方便和简化了用户的开发和使用。

附图说明

图1为本发明的硬件原理框图。

图2为本发明20针接口的结构图。

图3为本发明的内部寄存器和地址总线分布图。

图4为本发明的硬件电路原理图。

图5为本发明的一种实施方式的程序流程图。

具体实施方式

本发明的第一种实施方式包括：如图2和图3所示指令寄存器型接口内设20针线，包括：数据线8根D0-D7，地址线3根A0-A2，触摸屏接口线4根X+、X-、Y+、Y-，写有效信号/WR，读有效信号/RD，片选信号/CS，电源信号VCC和地信号GND。其接口定义如下表1：

引脚	符号	定义	引脚	符号	定义
						1	GND	地	11	DATA2	数据总线
2	+5V	电源，+5V	12	DATA3	数据总线
						3	/RD	读操作信号，低电平有效	13	DATA4	数据总线
4	/WR	写操作信号，低电平有效	14	DATA5	数据总线
						5	/CS	片选信号，低电平有效	15	DATA6	数据总线
6	A0	地址	16	DATA7	数据总线
						7	A1	地址	17	X+	触摸屏(右)
8	A2	地址	18	X-	触摸屏(左)
						9	DATA0	数据总线	19	Y+	触摸屏(上)
10	DATA1	数据总线	20	Y-	触摸屏(下)

                            表1

如图1所示数据线，地址线，触摸屏接口线，写有效信号/WR，读有效信号，片选信号，电源信号和地信号连接接口控制器，接口控制器采用ISPMACH4256V芯片。采用KYOCERA53.6931MHz晶振作为接口控制器的主时钟晶振，并通过接口控制器的分频处理，产生LCD的点时钟。20针接口中PIN3-PIN16是连接在接口控制器上的，PIN1为地，PIN2为5V电源，PIN17-PIN20是触摸屏引线。整个模块的供电电源5V是由20针接口引入的，并采用48M033F将5V电压转换为3V，为接口控制器、显示器的DRAM以及LCD供电。

数据寄存器rDATA、X地址寄存器rAddrX、Y地址寄存器rAddrY、四个分辨率寄存器rResXL、rResXH、rResYL、rResYH和控制寄存器rCMD。这8个寄存器是通过地址线A0-A2组合片选的。通过对这8个寄存器的操作，用户可以完成单点像素操作、8点像素操作、颜色数设置、分辨率设置、前景色和背景色设置、写地址X方向或Y方向自动增加、多级亮度调节、背光灯开关、指定颜色快速清屏等功能。各个寄存器功能和设置如下所述：

1、控制寄存器(rCMD)设置

本发明提供的控制寄存器有模式设置(MODE)、颜色数设置(COLOR)、写地址自动增加方向设置(INC_DIR)、8点像素操作设置(8DOT)、清屏模式设置(CLEAR)和背光灯开关设置(PW ON/OFF)。在对液晶显示器进行各种操作前，需要先设置控制寄存器(rCMD)。各功能设置位分布如下表2所示：

MODE[1]

MODE[0]

COLOR[1]

COLOR[0]

INC_DIR

8DOT

CLEAR

PWON/OFF

                            表2

(1)模式设置(MODE)

模式设置位是控制寄存器的bit7和bit6(rCMD[7:6])，是用来设置数据寄存器(rDATA)中的数据的性质。模式设置位有两位。初始值为“00”。

MODE＝“00”：数据寄存器(rDATA)中存储的是像素值。在单点模式下，rDATA中存储的是目标像素的颜色数据。在8点模式下，rDATA中存储的是8个目标像素点的数值，其中每一位都代表一个像素点。

MODE＝“01”：数据寄存器(rDATA)中存储的是前景色值。前景色值的定义只在8点像素操作时有效。

MODE＝“10”：数据寄存器(rDATA)中存储的是背景色值。背景色值的定义在8点像素操作和清屏模式时有效。

MODE＝“11”：数据寄存器(rDATA)中存储的是亮度值。

(2)颜色数设置(COLOR)

颜色数设置位是控制寄存器的bit5和bit4(rCMD[5:4])，是用来设置液晶显示器的颜色数。本发明支持的最大颜色数为24位色。颜色数设置位有两位。初始值为“00”。

COLOR＝“00”：液晶显示器支持的颜色数为8位色(256色)。用户在设置目标像素点的颜色值时，需要向数据寄存器(rDATA)写一次。rDATA各位的定义如下表3所述：

R2

R1

R0

G2

G1

G0

B1

B0

                   表3

COLOR＝“01”：液晶显示器支持的颜色数为16位色(65,536色)。用户在设置目标像素点的颜色值时，需要向数据寄存器(rDATA)写两次。rDATA数据寄存器(rDATA)各位的定义如下表4所示：

第一次

R4

R3

R2

R1

R0

G5

G4

G3

第二次

G2

G1

G0

B4

B3

B2

B1

B0

                         表4

COLOR＝“10”：液晶显示器支持的颜色数为16位色(16,777,216色)。用户在设置目标像素点的颜色值时，需要向数据寄存器(rDATA)写三次。rDATA数据寄存器(rDATA)各位的定义如下表5所示：

第一次

R7

R6

R5

R4

R3

R2

R1

R0

第二次

G7

G6

G5

G4

G3

G2

G1

G0

第三次

B7

B6

B5

B4

B3

B2

B1

B0

                    表5

COLOR＝“11”：保留值

(3)写地址自动增加方向设置(INC_DIR)

写地址自动增加方向设置位是控制寄存器的bit3(MODE[3])，是用来设置写地址自动增加的方向的。初始值为‘0’。

INC_DIR＝‘0’：写地址沿X方向自动加1。遇到行尾时，自动跳至下一行。

INC_DIR＝‘1’：写地址沿Y方向自动加1。遇到列尾时，自动跳至下一列。

(4)8点像素操作设置(8DOT)

8点像素操作设置位是控制寄存器的bit2(MODE[2])，是切换单点像素操作和8点像素操作的。初始值为‘0’。

8DOT＝‘0’：单点像素操作模式。

8DOT＝‘1’：8点像素操作模式。

本发明提供两种显示模式：单点显示模式和8点显示模式。其中，单点显示模式是指数据寄存器rDATA中的8位数据表示一个8位色的像素点RGB 3:3:2。8点显示模式是指数据寄存器rDATA中的每一位数据都表示一个像素点信息，对数据寄存器rDATA操作一次，即同时操作了8位像素点。数据位为1，则对应的像素点显示为前景色；数据位为0，则对应的像素点显示为背景色。前景色和背景色都是8位色RGB 3:3:2，在使用8点显示模式时需要提前设置。

(5)清屏模式设置(CLEAR)

清屏模式设置位是控制寄存器的bit1(MODE[1])，是一种使用指定颜色快速清屏方式。初始值为‘0’。

CLEAR＝‘0’：普通显示模式。

CLEAR＝‘1’：清屏模式。使用清屏模式前，需要先设定好背景颜色。CLEAR位置1后，不需要上位机的干预，就可以在短短十几微秒实现指定颜色清屏操作。

(6)背光灯开关设置(PW ON/OFF)

背光灯开关设置位是控制寄存器的bit0(MODE[0])。初始值为‘0’。

PW ON/OFF＝‘0’：背光灯开。

PW ON/OFF＝‘1’：背光灯关。

2、分辨率寄存器的设置

本发明可以支持的最大分辨率为65536×65536。在对液晶显示器进行像素操作前，需要先设置液晶显示器的分辨率。四个分辨率寄存器分别为X方向分辨率值的低位rResXL、X方向分辨率值的高位rResXH、Y方向分辨率值的低位rResYL、Y方向分辨率值的高位rResYH。各寄存器均为8位寄存器。

3、X地址寄存器rAddrX和Y地址寄存器rAddrY设置

本发明提供的X地址寄存器rAddrX和Y地址寄存器rAddrY是用来设置目标像素位置。目标像素的位置和液晶显示器像素的位置是一一对应的，用户只需将目标像素点在液晶显示器上的位置值设置到X地址寄存器(rAddrX)和Y地址寄存器rAddrY，就可以轻松的对任意像素点进行操作。

无论是单点像素操作还是8点像素操作时，用户都需要先向X地址寄存器rAddrX写两次才能设置目标显示位置的X坐标。两次值如下表6和表7所示：第一次：X地址的低8位

X7

X6

X5

X4

X3

X2

X1

X0

                表6

第二次：X地址的高8位

X15

X14

X13

X12

X11

X10

X9

X8

                      表7

然后，用户同样需要向Y地址寄存器(rAddrY)写两次才能设置目标显示位置的Y坐标。两次值如下表8和表9所示：

第一次：Y地址的低8位

Y7

Y6

Y5

Y4

Y3

Y2

Y1

Y0

                  表8

第二次：Y地址的高8位

Y15

Y14

Y13

Y12

Y11

Y10

Y9

Y8

                        表9

用户所写入的目标像素的地址值不得超出设定的液晶显示器的分辨率范围。

4、数据寄存器rDATA设置

本发明提供的数据寄存器rDATA是用来传递像素值、前景色、背景色、亮度值等数据。

如图5所示接口控制器上运行如下步骤的软件：

(a)接口控制器根据控制寄存器中8点显示设置位值，设置液晶显示器的显示模式；

(b)接口控制器根据控制寄存器中颜色数设置位的值，设置目标液晶显示器的显示颜色位数；

(c)接口控制器根据控制寄存器中模式设置位的值，判断数据寄存器中的值的性质，设置液晶显示器显示的亮度值、前景色和背景色；

(d)接口控制器根据X方向分辨率值的低位，X方向分辨率值的高位，Y方向分辨率值的低位，Y方向分辨率值的高位的值，设置目标液晶显示器的分辨率；

(e)接口控制器根据X地址寄存器和Y地址寄存器的值，设置液晶显示器上目标像素点的坐标位置；

(f)接口控制器根据控制寄存器中地址自动增加方向设置位的值，设置目标液晶显示器操作地址沿X方向或者Y方向增加；

(g)根据控制寄存器的内容，接口控制器通过数据线接口存储数据寄存器。

工业液晶显示器处理器根据上述步骤，产生DRAM显示存储器的写控制信号，并将目标像素点的显示数据通过数据寄存器写入DRAM显示存储器中缓存，然后产生控制信号和DRAM显示存储器的读控制信号，将暂存在DRAM显示存储器中的数据读出并送入工业液晶显示器显示。工业液晶显示器处理器在显示完成后，根据控制寄存器rCMD中清屏模式设置位CLEAR的值，使用设定的背景色进行快速清屏。工业液晶显示器处理器同时根据控制寄存器rCMD中背光灯开关设置位PW ON/OFFr的值，控制工业液晶显示器的背光灯。

Claims (5)

1.一种工业液晶显示器的指令寄存器型接口模块，包括：地址线接口，数据线接口，片选线接口，读线接口，写线接口，其特征在于：所述的地址线接口和片选线接口连接接口控制器，接口控制器分别连接数据寄存器、X地址寄存器、Y地址寄存器、分辨率寄存器和控制寄存器，数据线接口、读线接口和写线接口均连接接口控制器。

2.根据权利要求1所述的工业液晶显示器的指令寄存器型接口模块，其特征在于：所述的工业液晶显示器的指令寄存器型接口内设20针线。

3.根据权利要求1或2所述的工业液晶显示器的指令寄存器型接口模块，其特征在于：所述的分辨率寄存器为4个，X方向分辨率值的低位，X方向分辨率值的高位，Y方向分辨率值的低位，Y方向分辨率值的高位。

4.根据权利要求1或2所述的工业液晶显示器的指令寄存器型接口模块，其特征在于：所述的接口控制器上运行如下步骤的软件：

(1)接口控制器根据地址线接口和片选线接口的地址，通过数据线接口设置控制寄存器；

(2)根据控制寄存器的内容，接口控制器通过数据线接口存储数据寄存器。

5.根据权利要求1或2所述的工业液晶显示器的指令寄存器型接口模块，其特征在于：所述的步骤(1)包括如下步骤：

(a)接口控制器根据控制寄存器中8点显示设置位值，设置液晶显示器的显示模式。

(b)接口控制器根据控制寄存器中颜色数设置位的值，设置目标液晶显示器的显示颜色位数。

(c)接口控制器根据控制寄存器中模式设置位的值，判断数据寄存器中的值的性质，设置液晶显示器显示的亮度值、前景色和背景色。

(d)接口控制器根据X方向分辨率值的低位，X方向分辨率值的高位，Y方向分辨率值的低位，Y方向分辨率值的高位的值，设置目标液晶显示器的分辨率。

(e)接口控制器根据X地址寄存器和Y地址寄存器的值，设置液晶显示器上目标像素点的坐标位置。

(f)接口控制器根据控制寄存器中地址自动增加方向设置位的值，设置目标液晶显示器操作地址沿X方向或者Y方向增加。

Images