基于MSP430的电子纸驱动接口设计

1 引言
电子纸(ePaper)是新一代的显示装置，其对比度超高，超低功耗，超薄，且可任意弯曲折叠，柔韧性良好。电子纸的应用出现急速扩大，应用于超市价格标签、在手机、电子书阅读器。电子纸已成为继液晶与OLED之后便携式电子装置使用的新型显示技术。这里提出一种采用MSP43OF413单片机的电子纸驱动接口设计方案。MSP430F413自带LCD显示单元，在软件设计中可将其显示内存作为刷新电子纸显示的内存，从而节约MCU的内存资源。

2 电子纸硬件设计
主控制器MSP430F413单片机是一种超低功耗混合信号16位单片机系列，采用16位精简指令系统，125 ns指令周期，大部分指令在一个指令周期内完成，16位寄存器和常数发生器，发挥最高代码效率，而且片内含有硬件乘法器，大大节省运算时间。该器件采用低功耗设计，具有5种低功耗模式，电压范围为1．8~3．6 V。在工作模式下，3 V工作电压1 MHz工作频率时电流为240μA；在待机模式下，电流为0．7μA；掉电模式(RAM数据保持不变)电流为0．1μA。考虑到低功耗设计。选用MSP430F413型单片机，在线系统设计、开发调试及实际应用上都表现出与其他单片机非常明显的优势。
本设计采用E-INK公司段码式电子纸，如图1所示。电子纸是在两层透明软片间夹放带静电的有色小球，两种颜色颗粒、分别带正负不同静电，胶片外面加以正负电极，由于同性排斥、异性相吸，小球位置移动，点亮某段，图2为电子墨水微胶囊剖面图。电子纸真值表与静态显示液晶模块相类似，分为SEG段和TopPlane段，当SEG段和TopPlane段存在一个电势差时，电子纸中的电子墨水就会移动，相应段就会点亮和熄灭。

图3为系统硬件连接图，电子纸需要专门的驱动器方可驱动显示，本设计的电子纸驱动器件采用EPSON公司生产的S1C05112，S1C05112内置接口电路和驱动电子纸模块，采用3 V供电，便于与MCU通信。电子纸驱动模块分别与MCU的I／O 口连接。通过I／O模拟电子纸驱动模块时序图。主控制器通过软件实现电子纸驱动模块的初始化启动、刷新显示和关断。