彩色液晶显示驱动控制器SSD1780及其应用(图)

1. 基本特点及引脚功能
　　1.1 基本特点
　　电源1.8～3.6v，lcd驱动电压13.5v
　　低功耗睡眠方式，最大显示尺寸104rgb列×80列＋1行图标
　　显示色彩256色或4096色图形显示
　　256色位置控制及rgb显示控制
　　8位6800/8080系列并行接口，3线/4线spi
　　片内312×81×4＝101088位图形显示ram
　　通过软件选择屏幕中心、上、下屏幕及全屏滚动
　　可选片内电压发生器或外接lcd驱动电源
　　包含内部飞电容的片内偏压发生器
　　驱动占空比可编程为1/8─1/81
　　64级内部对比度控制
　　lcd驱动电压温度补偿系数可编程
　　片内振荡器
　　2d加速器
　　封装形式cog/cof

　　1.2 引脚功能、结构方框图如图1所示。
　　ps0、ps1：总线接口方式选择如表1。
　　res：复位信号输入，最小复位脉宽10μs。

　　cs：片选信号输入，低有效。
　　r/w(wr)：与6800系列cpu接口时用于读写选择，1=读，0=写。
　　与8080系列cpu接口时用于写信号，低有效。
　　e/rd：与6800cpu接口时，是使能信号，高有效；
　　与8080cpu接口时，是写信号输入，低有效。
　　d7-d0：并行接口方式，双向数据总线，d7是msb，d0是lsb。d7是串行数据输入sda，d6是串行时钟输入sck。
　　d/c：数据或命令选择引脚。=1时，数据总线上的信息当作显示数据；=0时，数据总线上的信息发送到命令寄存器。
　　busy：对ram缓冲器的读写操作和执行图形命令时，此引脚为高电平表示忙。
　　vdd：系统逻辑部分电源。
　　vci： 内部dc-dc变换器的参考电压。产生的vcc电压等于多倍系数（3x、4x、5x、6x）乘以vci。
　　vss：逻辑地
　　cvss：模拟地
　　vout：芯片最大供电电压，可由外部供给或通过内部dc-dc变换器产生。
　　vl5、vl4、vl3、vl2：lcd驱动电压。可由外部提供或内部偏压驱动器产生，它们具有以下关系：　　
　　vout>vl5>vl4>vl3>vl2>vss。
　　row0-row79：提供给lcd屏的行（公共极）驱动信号。
　　col0—col311：提供给lcd屏的列（段）驱动信号。红绿蓝信息同时从段输出端发出。当处于睡眠或闲置方式时，这些引脚输出电平是vdd。
　　icon：提供至图标行（公共极）的驱动信号。
　　mux/80 ：用于lcd驱动器的复用比率。
　　=vdd时，com0-com33映射到row0-row33
　　com46-com79映射到row34-row67
　　=vss时，com0-com79映射到row0-row79。

2. 功能及内部结构
　　2.1 微处理器接口逻辑
　　由驱动6800系列mpu、8080系列mpu、3线和4线spi接口的三个功能方框组成。通过ps0、ps1脚来选择不同的接口。

　　a) 与6800系列cpu并行接口
　　由8位双向数据脚 d7-d0、r/w、d/c、e、cs组成。 r/w脚输入高指示根据d/c输入
　　的状态从图形显示ram（gddram）或状态寄存器进行读操作。当cs=0 且 e=1
　　e脚输入作为数据锁存信号。为了使mcu和gddram 的操作频率相匹配，一些管道处理在内部执行，因此第一个有效显示数据读之前需要插入虚拟读。

　　b) 与8080系列cpu并行接口
　　由8位双向数据脚 d7-d0、rd、wr、d/c、cs组成。假如cs是低电平且rd为低，rd输入作为读数据锁存信号。无论是从gdrram读显示数据还是从状态寄存器读状态都需要受d/c脚的控制。假如cs是低电平且wr为低，wr输入作为写数据锁存信号。无论是写显示数据到gddram还是将命令写入命令寄存器都需要受d/c脚的控制。第一有效数据读之前也需要一次虚拟读。

　　c) 四线spi
　　四线串行外设接口（spi）由串行时钟sck、串行数据sda、d/c、cs组成。按照位7、位6.....位0的次序在sck的每一个上升沿由sda脚移入八位的移位寄存器。在第八个时钟的上沿采样d/c脚的状态以确定移位寄存器中的数据是写入显示数据ram还是写入命令寄存器。

　　d) 三线spi
三线spi接口与四线接口类似只是不使用d/c脚。按照d/c位、d7....d0的次序在每第九个时钟时九位数据一起移进移位寄存器。d/c位（连续数据的首位）确定移位寄存器中的连续数据字节是写入显示数据ram（d/c=1）还是写入命令寄存器（d/c=0）。

　　2.2 命令译码器：这个模块确定输入的数据是被解释成数据还是命令。根据d/c脚的输入电平数据被指向到这个模块中。若d/c=1，数据被写入gddram。
　　d/c=0，数据解释为命令并译码，译码命令将写入对应的命令寄存器中。
　　2.3 图形显示数据ram（gddram）：gddram是一个保持被显示位类型的位映射静态ram、ram的大小是101088位=104rgb×81×4，如图2所示。可以用软件重新选择映射段和公共极的输出。四页形成一个ram地址块并存入gddram中。每块形成滚动地址的基本单元。通过软件编程来实现屏幕的滚动。为了容易存取rgb数据，八位彩色数据（r 3bit、g 3bit、b 2bit）被转换为四位数据（p10、p11、p12、p13），这四位数据被存进gddram。例如数据按照设置的灰度值被定位于合适的ram位置。
　　2.4 lcd驱动电压发生器和调整器：这个模块产生lcd所需要的显示输出电压。接受单电源输入并产生必需的偏压。由以下部分所组成：3x、4x、5x、6x dc/dc变换器；偏压分配器；对比度控制；偏压比选择；温度补偿电路。
　　2.5 振荡电路：片内低功耗rc振荡电路，产生dc/dc变换器、显示定时发生器的时钟。
　　2.6 显示数据锁存：执行显示信息的锁存。这些锁存器保持数据，将反馈到hv缓冲器和电平选择器到输出所需的电平。
　　2.7 hv缓冲单元（电平转换器）：这个模块嵌入在段/公共极驱动电路中。hv缓冲单元起电平转换器的作用。将低电压输出信号转化为所需的驱动电压。通过参考来自显示定时发生器的内部frm时钟的输出被转换。电压级别通过与内部m信号同步的电平选择器给定。
　　2.8 电平选择器：这个模块嵌入在段/公共极驱动电路中。电平选择器是显示同步的一个控制。显示电压级别可以分离成两相且使用不同的周期。同步是重要的因为它选择需要的lcd电压级别到依次输出com或seg波形的hv缓冲单元。

3. 数据读写与命令描述
　　3.1 数据读写：为了从gddram读取数据必须先执行5dh命令。然后使d/c=1并执行读操作（并行方式），对于8级灰度方式每次读取或16级灰度方式每读三个字节后，gddram列地址指针将自动加一，因此第一次读数据前需要一次虚拟读。
对于写数据到gddram使d/c=1然后执行写操作。对于8级灰度方式每次写数据或16级灰度方式每写三个字节后，gddram列地址指针将自动加一。当地址=103时且执行下一个数据的读写操作时，列地址将复位至零。

　　3.2 命令描述：ssd1780共有36条指令，主要命令及功能略。
　　3.2.1 置列地址：为了读写操作此命令指定显示数据ram的8位列地址。开始、结束列通过这个命令指定，驱动器可支持达到104列。在列方向扫描时当地址从开始到末列增量时页地址将自动加一，然后列地址将自动加一。对于每次数据存取，列地址将自动加一。必须保证起始列小于结束列。
　　3.2.2 置页地址：为了读取操作，这个命令输入0～79的页地址到ram页寄存器。驱动器支持达80行，总共有80页。在页方向扫描方式中，地址从起始到末页增量时，列地址将自动加一。页地址然后返回到起始页。必须保证起始页小于结束列。
　　3.2.3 置com输出扫描方向：这条命令设置com输出的扫描方向，以允许lcd模块组装的设计的灵活。另外一旦执行这条命令对显示将有直接影响。即在正常显示方式中发出此命令，图形显示将有垂直翻滚效果。
　　3.2.4 置数据输出扫描方向：这条命令设置ddram如同mpu在内部ram中操作显示数据一样。数据扫描方向可以正常或翻转显示页和列地址方向设置。
　　3.2.5 置彩色查询表：这条命令将显示数据（红色3位，绿色2位，蓝色3位）转化为4位数据。然后将这四位数据存进gddram。当gddram输出数据时红绿蓝数据被转换回8位数据。
　　3.2.6 置显示控制：用于选择ic 的占空比。所有可用的驱动周期可以使用这条命令选择，驱动周期可从1/8至1/80变化(icon行除外)。
　　3.2.7 置区域滚动：这条命令指定屏幕部分滚动，设置起始块地址、结束块地址、指定块的数量和区域滚动的方式。请注意起始块地址必须小于结束块地址。块地址开始于第0块对应着gddram地址的对应固定区域的顶部。块地址开始于第19块对应着gddram地址的对应固定区域的底部。

4. 与80c51单片机的接口设计
　　硬件原理框图如图3所示。图中单片机选用at89lv51，工作电压２.7～6v，是低电压低功耗的at89c51。主要功能与at89c51兼容。时钟频率为24mhz。与ssd1780的接口为八位并行方式，p0口直接与d0..d7相连，地址线a15与片选cs端直接相连。软件通过movx指令对ssd1780进行操作来实现对液晶显示器的控制。

　　上电复位后ssd1780已对有关寄存器进行了初始化，需要根据彩屏的特点设置温度补偿系数以实现最佳显示色彩效果同时还要设置内外振荡器、偏压比、帧频、行列地址、输出扫描方向、占空比等参数。有关初始化程序略。