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1、SSD1906显示控制器与AT91RM9200的接口技术0攀|i.0SSD1906显示控制器与AT91EH9200的接口技术北京理工大学赵宏图王续进摘至通过对SSDl906显示控制器的介绍,分析其在基于AT9lRM9200微控制器的嵌入式系统中的应用;给出详细的硬件连接图及主要的寄存器配置.关键词SSDl906AT9lRM9200显示控制引言SSD1906是Solomon公司推出的一款中小规模的显示控制芯片.这款显示控制芯片集成了显存及时序电路,因而为手持设备和消费电子领域提供了一个低成本,低功耗的单芯片解决方案.AT91RM9200是Atmel公司推出的一款基于ARM9的嵌入式处理器,时钟频
2、率为180MHz.AT91RM9200处理器内部没有集成LCD控制器,因而需要通过专用的显示控制器,实现LCD显示.本文介绍SSD1906显示控制器在基于AT91RM9200微控制器的嵌入式系统中的具体应用.1SSD1906显示控制器介绍SSDI906显示控制芯片,内部集成了256KB的SRAM显存,可以支持单色和彩色LCD,以及多种有源和无源面板.SSD1906还具有强大的总线兼容性,可与多种类型的MCU连接.此外,SSD1906提供的功能还包括虚拟显示,浮动窗口(窗口大小可变)显示,并支持两个光标,可以减少软件的操作.32位的内部数据通道,可以提供高带宽的显示内存,以实现快速的屏幕刷新.S
3、SD1906还具有单电压供电的优点.SSD1906显示控制器的另一个特点,是具有很短的CPU访问延迟时间,因而可以支持无READY/而交互信号的微处理器.此外,SSD1906支持单时钟信号输入,即总线时钟(BCLK),内存时钟(MCLK)和像素时钟(PCLK)都可以由时钟输入CLKI得到.这款显示控制器对MCU的类型和操作系统没有具体要求,因而是实际应用中的一个理想的显示解决方案.基于SSD1906的显示控制系统结构如图1所示.MCU,线接口:-SSD1906MCUSSD1906塾主笪兰,LCD_二:=:l图1基于SSD1906的显示控制系统结构1.1总线兼容性SSD1906显示控制器兼容多种
4、类型的MCU接口,特别是对现在常用的嵌入式处理器,基本上都可以实现无缝连接.对于不同的总线接口,SSD1906内部提供了多个时序控制寄存器,可以根据不同接口的时序要求,进行相应的配置.SSD1906支持的MCU总线接口类型包括:具有WAlT信号的通用f1型和通用f2型总线接口;lntelStrongARM/Xscale;MotorlaMX1龙珠;MotorolaMC68K;Motorla龙珠MC68ez328/MC68VZ328;日立SH一3和SH一4.除了支持16位和32位的处理器以外,SSD1906还可以支持8位的处理器.SSD1906内部集成了256KB的显存,支持寄存器在内存中的映射;
5、通过M/R输入信号,选择访问内存地址空间,或者访问寄存器地址空间.此外,通过18位地址总线,MCU可以直接访问SSDI906内部连续的256KB显存.1.2显示支持与显示模式SSD1906显示控制器支持多种类型的LCD接口,包括4/8位单色STN接口;4/8位彩色STN接口;9/12/18位有源矩阵TFT接口.此外,SSD1906还可以直接支持18位SharpHRTFT接口(160160,320320).SSD1906支持1/2/8/16bpp四种色深.对于单色无源LCD面板,SSD1906还具有64个灰度级;对于无源STN面板和有源矩阵TFT面板,ssD1906都可以支持多达256K颜色.此
6、外,SSD1906还支持多种分辨率,包括320320,160160和160240(其中色深为16bpp).1.3显示特性在显示特性方面,SSD1906支持显示旋转模式,通过对ssD1906内部相应控制寄存器的设置,可以实现显示图像的90.,180.和270.硬件旋转.同时,SSDI906新器件新技术还支持虚拟显示,即显示的图像尺寸可以比实际选用的LCD面板大.用户可以通过上下和左右滚动屏幕,实现完整图像的观看.SSDl906显示控制器支持浮动窗口显示模式.在这种模式下,主显示窗口中可以同时显示一个浮动窗口,这个浮动窗口可以位于主窗口的任意位置,具体可以通过浮动窗口控制寄存器进行设置.此外,SS
7、Dl906还支持两个硬件光标(只支持4181l6bpp),并支持双缓存/多页模式,因而可以显示流畅的动画,并可以实现实时的屏幕刷新.2AT91RM9200微控制器Atmel公司的AT91RM9200是基于ARMThumb的ARM920T微控制器,时钟频率为180MHz时,运算速度可以达到200MIPS.AT9lRM9200内部分别有l6KB的数据缓存和指令缓存,具有存储器管理单元(MMU).此外,AT91RM9200内部还包括16KB的SRAM和128KB的ROM,具有外部总线接口(EBI),支持SDRAM,静态存储器,BurstFlash,CompactFlash,SmartMedia以及N
8、ANDFlash.AT9lRM9200微控制器提供的系统外设包括:增强的时钟发生器和电源管理控制器;2个具有双PLL的片上晶振,低时钟操作模式以及通过软件实现的电源优化功能;具有4个可编程的外部时钟信号;系统定时器包括定时中断,看门狗和第二计数器;具有报警中断的实时时钟;具有调试单元,两线UART,并且支持调试通信通道;具有8个优先级的高级中断控制器,可独立屏蔽的向量中断源,具有伪中断保护功能;拥有7个外部中断源和1个快速中断源;4个32位的PIO控制器,多达122条可编程的I/O线,每条I/O线具有输入变化中断和漏极开路电容;具有20个通道的外围数据控制器(PDC).3硬件设计3.1SSD1
9、906的总线接口SSD1906显示控制器可与多种MCU相连,具体的连接方式取决于MCU所支持的总线类型.SSDl906支持单时钟输入(CLKI),从而可以由MCU的总线时钟为其提供时钟信号.对于通用撑l总线,SSDl906用于与MCU相连的引脚为:A0接低电平;A17:l卜一系统地址总线位l7-1;D15:0】一系统数据总线输入;丽一低8位数据的写使能信号输入:WE1一高8位数据的写使能信号输入;一片选输入;M/_R一选择读写显示内存或内部寄存器.高为显示内存,低为内部寄存器;BS接高电平;RD/一WR一高8位数据的读命令输入;-D一低8位数据的读命令输入;WAIT一等待信号输出.可以通过配置
10、,决定该信号为高电平有效或低电平有效;雨行一复位输入信号.此外,引脚CF7:o1用于配置SSD1906.具体配置描述如表l所列.表1SSD1906的配置引脚SSDl906上电/复位状态配置输入1(连接到高电平)0(连接到低电平)选择总线接口类型:CF2CFICF0总线000SH一3/SH-400lMC68K#l0l0保留CF2:0】0ll通用ll00通用2l0l保留llO龙珠(MC68EZ328/MC68VZ328)lll保留CF3上电时,配置GPIO为输入上电时,配置GPIO为输出CF4大端总线接口小端总线接口CF5WAIT信号(高有效)WAIT信号(低有效)CF7CF6CLKI:BCLK0
11、0l:lCF7:6】0l2:ll03:lll4:l3.2总线接口分析与实现AT9lRM9200微控制器的总线接口属于通用l型接口,因而可与SSDl906直接相连.其中,AT9lRM9200的All7:l】,D15:0】,NWR0,NWR1,NCS2,NWAIT,NRST引脚,可以分别与SSDl906的A17:l】,D15:0】,丽,W可,CS,WAIT和雨丽引脚直接连接.而AT91RM9200的NRD引脚可以使能l6位或者8位的读访问,因而可与SSDl906的RD/WR和RD引脚相连,作为高字节和低字节的读使能信号.对于SSDl906的M/R信号,可以由AT9lRM9200的Al8信号进行控制
12、.SSDl906与AT9lRM9200的总线连接如图2所示.此外,由于SSDl906的CLKI的输入时钟频率最高为66MHz,而其总线时钟频率最高也为66MHz,因而SSDl906的总线时钟BCLK可以直接由CLKI提供,其频率比为1:1.另外,AT91RM9200的总线类型为通用撑l型,选NWAIT信号为低有效,总线接口为小端模式,所以,42丰哼-_.?入式.舟_啊皿咖GND图2SSD1906与AT91RM9200的总线连接可以确定SSD1906的配置引脚CF70为0x0Bh.4寄存器配置在寄存器配置方面,包括对MCU的初始化及对SSD1906的初始化和设置.对于AT91RM9200微控制器
13、,首先,必须设置相应的P10控制寄存器,将有复用的I/O线配置为所需要的功能.其次,考虑到SSD1906的CLKI时钟频率最高为66MHz,因此,需要对AT9lRM9200的PMCPCK0寄存器进行设置,保证PCK0的输出时钟频率不超过66MHz.下面分别介绍SSDl906的主要寄存器配置.4.1SSD1906的内部时钟设置SSDl906支持单时钟输入,即所有的时钟信号都可以由CLKI的输入时钟提供.对于SSDl906的总线时钟BCLK,可以通过配置CF7:61脚,对CLKI得到需要的BCLK.这里将CF7:6配置为00,即BCLK=CLKI.内存时钟MCLK用于访问SSDl906内部的SRA
14、M.SSDl906的设计充分考虑了省电控制,当显示控制器不工作时,时钟自动关闭.而另一方面,减小MCLK的频率,会增加MCU时钟延迟,从而降低屏幕刷新的性能.因此,为了在省电与性能之间达到最优的平衡,MCLK的频率配置必须满足两点:既要有足够高的内存访问频率,以提供较快的刷新率,又要保证MCU的延迟为一个可接受的值.通过配置寄存器REG04h】,由BCLK得到MCLK时钟.像素时钟PCLK用于控制LCD面板.PCLK的选择必须与LCD面板的最优帧速率相匹配.帧速率的计算公式为,t帧速率=其中:厂P.为PCLK时钟频率,单位为Hz;HT=(REG12hbits6-0)+1)8Ts,为水平总周期;
15、VT=(REG19hbits1-0,REG18hbits7-0)+1)lines,为垂直总周期.像素时钟PCLK的选择具有很大的灵活性.首先,LCD面板的帧速率一般都有一个允许的范围.其次,像素时钟频率也可以指定为一个很高的值,然后,通过调整水平和垂直显示周期,将帧速率降低到一个最优值.像素时钟的时钟源可以为MCLK或BCLK,通过配置寄存器REG05h】,可以得到不同的PCLK.4.2虚拟显示模式的设置SSDl906支持虚拟显示模式,具体可以通过以下寄存器的设置实现.首先,设置主窗口显示起始地址寄存器REG74h】,REG75h和REG76h】,指定显示内存中主窗口图像的起始地址.然后,设置主窗
