基于spi串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置的制作方法
专利名称：基于spi串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液晶屏显示控制装置，尤其涉及一种利用SPI串行接口或并 行接口控制彩色液晶屏显示的控制装置。
背景技术：
数字TFT液晶屏的应用已经非常广泛，价格也不断降低，在MCU接口的应用中也越 来越青睐于TFT液晶屏的使用。由于在工业应用领域，对显示图像的色彩要求越来越高，一 般256色显示已经不能满足使用要求，而且基于并行接口的显示控制装置虽然传输速度很 快，但是在复杂的工业环境中，很容易受到电磁干扰的影响，导致数据传输错误，从而影响 显示效果，因此，在工业领域中以串行接口控制和数据传输得到了越来越广泛的应用。串行接口中以RS232和SPI接口应用最为广泛。RS232连接简单，但传输速度较 慢，最高只能达到115200bps，对于需要大量刷新图像的应用场合就显得力不从心，况且，由 于RS232连接没有同步时钟，还很容易发生传输错误，其可靠性也越来越受到质疑。SPI接 口需要4根线连接，即M0SI、MIS0、SCK和SS，传输速度最高能达到10Mbps，由于有SCK同步 时钟，保证了数据传输的准确性，使用效果和使用质量明显改观。结合MCU接口在应用中还 希望最大限度的节省资源、降低成本，因此，设计一种彩色液晶屏显示控制装置，以满足实 际使用需要，就成为本实用新型所要解决的问题。
发明内容鉴于上述现有技术中的不足，本实用新型旨在提供一种以SPI串行或并行接口控 制彩色液晶屏显示的控制装置，实现文字、图形的65536色显示，同时，最大限度的节省资 源、降低成本。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，包括显示存储单元、时序 产生单元和液晶屏接口，显示存储单元用于存储显示数据信息，还包括SPI串行接口、并行 接口和显示控制单元，显示控制单元在时序的控制下通过SPI串行接口或并行接口接收数 据或指令，完成对应时序控制下的驱动外接数字TFT液晶屏的显示控制。所述显示控制单元包括SPI串行接口控制单元、并行接口控制单元、指令数据处 理单元、写数据FIFO、存储单元控制器、读数据FIFO和显示驱动单元，显示驱动单元连接在 外接数字TFT液晶屏上；SPI串行接口控制单元暂存SPI串行接口发送以及接受的数据，产生各种状态信 息并存储SPI通信协议的各种状态。并行接口控制单元暂存并行接口的读写数据以及相应寄存器地址，产生相应控制信号。指令数据处理单元处理SPI串行接口控制单元或并行接口控制单元传输的数据， 根据接口指令或协议产生相应的读写地址发送到存储单元控制器，并将接口发送过来的显示数据写入到写数据FIFO中。存储单元控制器产生显示存储单元所需的各种时序信号，并根据写数据FIFO或 读数据FIFO的状态，将写数据FIFO中的数据写入到显示存储单元或者从显示存储单元读 出数据到读数据FIFO。写数据FIFO用于缓存写显示数据，产生接近满状态控制信号。读数据FIFO用于缓存读显示数据，产生接近空状态控制信号。显示驱动单元从读数据FIFO中读取显示数据，将显示数据按比例进行红、绿、蓝 色阶分配，作为显示数据输出，同时产生时序，驱动液晶屏显示。述显示控制单元为可编程逻辑器件。所述显示存储单元为同步动态随机存储器。所述时序产生单元包括晶体振荡器和可编程逻辑器件内部的锁相环时序产生单兀。本实用新型所述的基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，采用简 单的指令方式，在指令数据处理单元和存储单元控制器的协调工作下，通过SPI串行接口 或并行接口向显示存储单元写入读写数据存储页地址、显示数据存储页地址，并针对显示 存储单元依据读写数据存储页地址写入显示数据或读出显示数据，显示数据存储页的数据 用来驱动液晶屏显示，通过将显示数据存储页的16位数据合理分配给液晶屏的3X6位或 3 X 8位数据，在可显示沈2144种颜色或16777216种颜色的液晶屏上显示65536色，既可满 足色彩较丰富的显示需求，又可节省MCU的资源开销。同时，由于显示存储单元采用同步动 态随机存储器，大大增加了显示存储的容量，同时降低了成本。该控制装置整体结构简单、 成本低廉，数据处理过程合理、快捷，显示效果稳定、可靠，能完全满足SPI串行接口或并行 接口控制彩色液晶屏的显示需要。
图1为本实用新型的整体方案图。
具体实施方式
本实用新型适用于波特率最大为10Mbps，符合标准SPI通信协议的SPI串行接口， 或者INTEL8080时序MCU的并行接口，最大可以控制800 X RGBX 600分辨率的彩色液晶屏。
以下结合附图1对本实用新型做进一步的描述本实用新型所述的基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，包括 SPI串行接口 12、并行接口 13、显示控制单元11、显示存储单元6、时序产生单元9和液晶屏 接口 10。SPI串行接口 12和并行接口 13同一时刻只能保持一个接口选通，以保证信号正 常传输。SPI串行接口 12为标准的SPI通信协议接口，采用4线制，即主出从入线M0SI、主 入从出线MIS0、时钟信号线SCK、片选信号线SS，通过SS选通本装置，进行SPI串行接口 12 的控制传输，上位机作为主设备，本装置作为从设备，按照SPI标准通信协议进行指令和数 据传输。并行接口 13以INTEL8080时序为主，即数据总线、读写信号线(/WR，/RD)、片选信号线(/CS)，寄存器选择信号(RS)，通过/CS选通本装置，RS选通指令或数据寄存器，/WR上 升沿写入指令或数据，/RD低电平时读出显示数据。显示存储单元6接受显示控制单元11的控制，存储显示数据信息。显示存储单元 6为同步动态随机存储器。液晶屏接口 10包括显示数据信号RO R5、GO G5、BO B5，垂直同步信号 Vsync，水平同步信号Hsync，数据时钟信号CK和数据使能信号Enable。时序产生单元9为包括晶体振荡器和显示控制单元11内的锁相环时序产生单 元，用于产生显示控制单元11的工作基准时序和包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号 Hsync、数据时钟信号CK、数据使能信号Enable的基准控制时序。显示控制单元11为可编程逻辑器件，包括SPI串行接口控制单元1、并行接口控制 单元2、指令数据处理单元3、写数据FIFO、存储单元控制器5、读数据FIFO和显示驱动单元 8。SPI串行接口控制单元1用于暂存SPI串行接口 12发送以及接受的数据，并产生 有无数据、准备发送接收等各种状态，用于通知指令数据处理单元3进行相应处理，同时， 存储SPI通信协议的各种状态。并行接口控制单元2用于暂存并行接口 13的读写数据以及相应寄存器地址，同 时，产生相应控制信号通知指令数据处理单元3进行相应处理。指令数据处理单元3用于处理SPI串行接口控制单元1或并行接口控制单元2 传输的数据，根据接口的指令或协议，产生相应的读写地址发送到存储单元控制器5中，同 时，将接口发送过来的显示数据写入到写数据FIFO，以备后续进一步地对显示存储单元6 进行写操作。存储单元控制器5用于对显示存储单元6进行读、写操作控制。存储单元控制器5 产生显示存储单元6所需的读写操作时序、初始化操作时序、刷新操作时序等，根据写数据 FIFO或读数据FIFO的状态，将写数据FIFO中的数据写入到显示存储单元6，或者从显示存 储单元6读出数据到读数据FIFO。写数据FIFO用于缓存写显示数据。其由指令数据处理单元3控制写操作在写数 据FIFO中写入显示数据，存储单元控制器5控制读操作从写数据FIFO中读出显示数据，同 时，产生接近满状态用于通知指令数据处理单元3和存储单元控制器5进行相应的读写操 作。读数据FIFO用于缓存读显示数据。由存储单元控制器5控制写操作在显示存储 单元6中写入显示数据，显示驱动单元8控制读操作从显示存储单元6中读出显示数据，同 时产生接近空状态用于通知显示驱动单元8和存储单元控制器5进行相应的读写操作。显示驱动单元8通过液晶屏接口 10直接与TFT液晶屏连接，用于驱动TFT液晶屏 显示。显示驱动单元8以时钟信号CK和显示使能ENABLE控制从读数据FIFO中读取数据， 对数据进行红、绿、蓝色阶分配，作为显示数据RGB信号输出，同时，根据显示驱动单元8的 控制时钟，产生驱动液晶屏的时序信号行同步HSYNC信号、场同步VSYNC信号、时钟信号CK、 显示使能信号ENABLE，完成液晶屏显示。其中，红、绿、蓝色阶分配的方式为在显示驱动单 元8内将读取的16位数据按照5 6 5比例进行红、绿、蓝色阶分配，并将分配后的数据 按照5 6 5比例分配给液晶屏的3X6位或3X8位数据。[0036]具体工作流程如下步骤一上电后，时序产生单元9产生显示控制单元11的工作基准时序，和包括垂 直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据时钟信号CK和数据使能信号Enable的基准 控制时序；存储单元控制器5向显示存储单元6产生初始化操作时序，用于初始化配置显 示存储单元6 ；指令数据处理单元3向SPI串行接口控制单元1发出初始化指令，用于配置 SPI通信协议的各种状态。步骤二读数据FIFO向存储单元控制器5发出接近空信号，存储单元控制器5按照 初始地址从显示存储单元6中读取16位显示数据并存入读数据FIFO中。步骤三显示驱动单元8在数据时钟信号CK和数据使能信号Enable的控制下，从 读数据FIFO中读出显示数据并按照5 6 5比例进行红、绿、蓝色阶分配，并将分配后的 数据按照5 6 5比例分配给液晶屏的3X6位或3X8位数据。具体为将16位数据流 中的D15 D12分配给R5 R2，Dll分配给Rl和R0，DlO D5分配给G5 GO，D4 Dl 分配给B5 B2，DO分配给Bl和BO。其中，由于显示驱动单元8数据时钟信号CK，即读数据FIFO的读数据速率最高为 40MHz，显示控制单元11的工作基准时序，即存储单元控制器5从显示存储单元6向读数据 FIFO传输数据的速率为100MHz，就是说读数据FIFO的写数据过程要比读数据的速度快，所 以不会发生读数据FIFO空时来不及从显示存储单元6读数据的情况；步骤四上位机通过SPI串行接口 12或者并行接口 13发送写入页和显示页地址， 同一时刻只能通过一个接口进行控制，根据选通信号SS或者/CS进行选择。指令数据处理 单元3发送指令，存储单元控制器5会根据写入页和显示页地址进行显示存储单元6地址 设置，显示屏会立即切换到设置后显示页地址的内容。步骤五上位机通过SPI串行接口 12或者并行接口 13发送显示数据，显示数据需 要连续发送整整一个显示页，从显示画面的左上角到显示画面的右下角，发送完成后指令 数据处理单元3停止接收数据。步骤六指令数据处理单元3将接收的显示数据发送到写数据FIFO中，写数据FIFO 数据接近存满之后，向存储单元控制器5发出接近满状态信号。存储单元控制器5接收到 接近满状态信号后，按照之前设定的写入页地址将写数据FIFO的显示数据写入到显示存 储单元6中。由于SPI串行接口 12或者并行接口 13传输数据的速率最高为5MHz，MCU并行接 口为8MHz，显示控制单元11的工作基准时序，即存储单元控制器5从写数据FIFO向显示存 储单元6传输数据的速率为100MHz，就是说写数据FIFO的读数据要比写数据速度快，所以 不会发生写数据FIFO满时来不及向显示存储单元6写数据的情况；其中，存储单元控制器5上电初始化之后会具体按照如下流程循环操作检查读 数据FIFO空状态- >检查写数据FIFO满状态- >对显示存储单元6刷新，完成显示存储 单元6写数据过程；如果检查读数据FIFO或写数据FIFO中任一为某个状态有效时，那么就 按有效状态的上述对应步骤进行相应读写操作，保证显示过程的连续、有序进行。
权利要求1.基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，包括显示存储单元、时序产 生单元和液晶屏接口，所述显示存储单元用于存储显示数据信息，其特征在于，还包括SPI 串行接口、并行接口和显示控制单元，所述显示控制单元在时序的控制下通过SPI串行接 口或并行接口接收数据或指令，完成对应时序控制下的驱动外接数字TFT液晶屏的显示控 制。
2.根据权利要求1所述的基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，其特 征在于，所述显示控制单元包括SPI串行接口控制单元、并行接口控制单元、指令数据处理 单元、写数据FIFO、存储单元控制器、读数据FIFO和显示驱动单元，显示驱动单元连接在外 接数字TFT液晶屏上；SPI串行接口控制单元暂存SPI串行接口发送以及接受的数据，产生各种状态信息并 存储SPI通信协议的各种状态；并行接口控制单元暂存并行接口的读写数据以及相应寄存器地址，产生相应控制信号；指令数据处理单元处理SPI串行接口控制单元或并行接口控制单元传输的数据，根据 接口指令或协议产生相应的读写地址发送到存储单元控制器，并将接口发送过来的显示数 据写入到写数据FIFO中；存储单元控制器产生显示存储单元所需的各种时序信号，并根据写数据FIFO或读数 据FIFO的状态，将写数据FIFO中的数据写入到显示存储单元或者从显示存储单元读出数 据到读数据FIFO ；写数据FIFO用于缓存写显示数据，产生接近满状态控制信号； 读数据FIFO用于缓存读显示数据，产生接近空状态控制信号； 显示驱动单元从读数据FIFO中读取显示数据，将显示数据按比例进行红、绿、蓝色阶 分配，作为显示数据输出，同时产生时序，驱动液晶屏显示。
3.根据权利要求1所述的基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，其特 征在于，所述显示控制单元为可编程逻辑器件。
4.根据权利要求1所述的基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，其特 征于，所述显示存储单元为同步动态随机存储器。
5.根据权利要求1所述的基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，其 特征在于，所述时序产生单元包括晶体振荡器和可编程逻辑器件内部的锁相环时序产生单兀。
专利摘要本实用新型公开了一种基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，包括SPI串行接口、并行接口、显示控制单元、显示存储单元、时序产生单元和液晶屏接口，显示存储单元用于存储显示数据信息，显示控制单元在时序的控制下通过SPI串行接口或并行接口接收数据或指令，完成对应时序控制下的驱动外接数字TFT液晶屏的显示控制。其采用简单指令方式完成显示数据的读、写，通过将16位数据配给液晶屏的3×6位或3×8位数据，完成液晶屏65536色的显示，满足了色彩较丰富的显示需求，节省了MCU的资源开销。整体结构简单、成本低廉，数据处理过程合理、快捷，显示效果稳定、可靠。
文档编号G09G3/36GK201927324SQ20102069955
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者杨德文, 黄际雷 申请人:北京德彼克创新科技有限公司
技术领域：
本实用新型涉及一种液晶屏显示控制装置，尤其涉及一种利用SPI串行接口或并 行接口控制彩色液晶屏显示的控制装置。
背景技术：
数字TFT液晶屏的应用已经非常广泛，价格也不断降低，在MCU接口的应用中也越 来越青睐于TFT液晶屏的使用。由于在工业应用领域，对显示图像的色彩要求越来越高，一 般256色显示已经不能满足使用要求，而且基于并行接口的显示控制装置虽然传输速度很 快，但是在复杂的工业环境中，很容易受到电磁干扰的影响，导致数据传输错误，从而影响 显示效果，因此，在工业领域中以串行接口控制和数据传输得到了越来越广泛的应用。串行接口中以RS232和SPI接口应用最为广泛。RS232连接简单，但传输速度较 慢，最高只能达到115200bps，对于需要大量刷新图像的应用场合就显得力不从心，况且，由 于RS232连接没有同步时钟，还很容易发生传输错误，其可靠性也越来越受到质疑。SPI接 口需要4根线连接，即M0SI、MIS0、SCK和SS，传输速度最高能达到10Mbps，由于有SCK同步 时钟，保证了数据传输的准确性，使用效果和使用质量明显改观。结合MCU接口在应用中还 希望最大限度的节省资源、降低成本，因此，设计一种彩色液晶屏显示控制装置，以满足实 际使用需要，就成为本实用新型所要解决的问题。
发明内容鉴于上述现有技术中的不足，本实用新型旨在提供一种以SPI串行或并行接口控 制彩色液晶屏显示的控制装置，实现文字、图形的65536色显示，同时，最大限度的节省资 源、降低成本。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，包括显示存储单元、时序 产生单元和液晶屏接口，显示存储单元用于存储显示数据信息，还包括SPI串行接口、并行 接口和显示控制单元，显示控制单元在时序的控制下通过SPI串行接口或并行接口接收数 据或指令，完成对应时序控制下的驱动外接数字TFT液晶屏的显示控制。所述显示控制单元包括SPI串行接口控制单元、并行接口控制单元、指令数据处 理单元、写数据FIFO、存储单元控制器、读数据FIFO和显示驱动单元，显示驱动单元连接在 外接数字TFT液晶屏上；SPI串行接口控制单元暂存SPI串行接口发送以及接受的数据，产生各种状态信 息并存储SPI通信协议的各种状态。并行接口控制单元暂存并行接口的读写数据以及相应寄存器地址，产生相应控制信号。指令数据处理单元处理SPI串行接口控制单元或并行接口控制单元传输的数据， 根据接口指令或协议产生相应的读写地址发送到存储单元控制器，并将接口发送过来的显示数据写入到写数据FIFO中。存储单元控制器产生显示存储单元所需的各种时序信号，并根据写数据FIFO或 读数据FIFO的状态，将写数据FIFO中的数据写入到显示存储单元或者从显示存储单元读 出数据到读数据FIFO。写数据FIFO用于缓存写显示数据，产生接近满状态控制信号。读数据FIFO用于缓存读显示数据，产生接近空状态控制信号。显示驱动单元从读数据FIFO中读取显示数据，将显示数据按比例进行红、绿、蓝 色阶分配，作为显示数据输出，同时产生时序，驱动液晶屏显示。述显示控制单元为可编程逻辑器件。所述显示存储单元为同步动态随机存储器。所述时序产生单元包括晶体振荡器和可编程逻辑器件内部的锁相环时序产生单兀。本实用新型所述的基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，采用简 单的指令方式，在指令数据处理单元和存储单元控制器的协调工作下，通过SPI串行接口 或并行接口向显示存储单元写入读写数据存储页地址、显示数据存储页地址，并针对显示 存储单元依据读写数据存储页地址写入显示数据或读出显示数据，显示数据存储页的数据 用来驱动液晶屏显示，通过将显示数据存储页的16位数据合理分配给液晶屏的3X6位或 3 X 8位数据，在可显示沈2144种颜色或16777216种颜色的液晶屏上显示65536色，既可满 足色彩较丰富的显示需求，又可节省MCU的资源开销。同时，由于显示存储单元采用同步动 态随机存储器，大大增加了显示存储的容量，同时降低了成本。该控制装置整体结构简单、 成本低廉，数据处理过程合理、快捷，显示效果稳定、可靠，能完全满足SPI串行接口或并行 接口控制彩色液晶屏的显示需要。
图1为本实用新型的整体方案图。
具体实施方式
本实用新型适用于波特率最大为10Mbps，符合标准SPI通信协议的SPI串行接口， 或者INTEL8080时序MCU的并行接口，最大可以控制800 X RGBX 600分辨率的彩色液晶屏。
以下结合附图1对本实用新型做进一步的描述本实用新型所述的基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，包括 SPI串行接口 12、并行接口 13、显示控制单元11、显示存储单元6、时序产生单元9和液晶屏 接口 10。SPI串行接口 12和并行接口 13同一时刻只能保持一个接口选通，以保证信号正 常传输。SPI串行接口 12为标准的SPI通信协议接口，采用4线制，即主出从入线M0SI、主 入从出线MIS0、时钟信号线SCK、片选信号线SS，通过SS选通本装置，进行SPI串行接口 12 的控制传输，上位机作为主设备，本装置作为从设备，按照SPI标准通信协议进行指令和数 据传输。并行接口 13以INTEL8080时序为主，即数据总线、读写信号线(/WR，/RD)、片选信号线(/CS)，寄存器选择信号(RS)，通过/CS选通本装置，RS选通指令或数据寄存器，/WR上 升沿写入指令或数据，/RD低电平时读出显示数据。显示存储单元6接受显示控制单元11的控制，存储显示数据信息。显示存储单元 6为同步动态随机存储器。液晶屏接口 10包括显示数据信号RO R5、GO G5、BO B5，垂直同步信号 Vsync，水平同步信号Hsync，数据时钟信号CK和数据使能信号Enable。时序产生单元9为包括晶体振荡器和显示控制单元11内的锁相环时序产生单 元，用于产生显示控制单元11的工作基准时序和包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号 Hsync、数据时钟信号CK、数据使能信号Enable的基准控制时序。显示控制单元11为可编程逻辑器件，包括SPI串行接口控制单元1、并行接口控制 单元2、指令数据处理单元3、写数据FIFO、存储单元控制器5、读数据FIFO和显示驱动单元 8。SPI串行接口控制单元1用于暂存SPI串行接口 12发送以及接受的数据，并产生 有无数据、准备发送接收等各种状态，用于通知指令数据处理单元3进行相应处理，同时， 存储SPI通信协议的各种状态。并行接口控制单元2用于暂存并行接口 13的读写数据以及相应寄存器地址，同 时，产生相应控制信号通知指令数据处理单元3进行相应处理。指令数据处理单元3用于处理SPI串行接口控制单元1或并行接口控制单元2 传输的数据，根据接口的指令或协议，产生相应的读写地址发送到存储单元控制器5中，同 时，将接口发送过来的显示数据写入到写数据FIFO，以备后续进一步地对显示存储单元6 进行写操作。存储单元控制器5用于对显示存储单元6进行读、写操作控制。存储单元控制器5 产生显示存储单元6所需的读写操作时序、初始化操作时序、刷新操作时序等，根据写数据 FIFO或读数据FIFO的状态，将写数据FIFO中的数据写入到显示存储单元6，或者从显示存 储单元6读出数据到读数据FIFO。写数据FIFO用于缓存写显示数据。其由指令数据处理单元3控制写操作在写数 据FIFO中写入显示数据，存储单元控制器5控制读操作从写数据FIFO中读出显示数据，同 时，产生接近满状态用于通知指令数据处理单元3和存储单元控制器5进行相应的读写操 作。读数据FIFO用于缓存读显示数据。由存储单元控制器5控制写操作在显示存储 单元6中写入显示数据，显示驱动单元8控制读操作从显示存储单元6中读出显示数据，同 时产生接近空状态用于通知显示驱动单元8和存储单元控制器5进行相应的读写操作。显示驱动单元8通过液晶屏接口 10直接与TFT液晶屏连接，用于驱动TFT液晶屏 显示。显示驱动单元8以时钟信号CK和显示使能ENABLE控制从读数据FIFO中读取数据， 对数据进行红、绿、蓝色阶分配，作为显示数据RGB信号输出，同时，根据显示驱动单元8的 控制时钟，产生驱动液晶屏的时序信号行同步HSYNC信号、场同步VSYNC信号、时钟信号CK、 显示使能信号ENABLE，完成液晶屏显示。其中，红、绿、蓝色阶分配的方式为在显示驱动单 元8内将读取的16位数据按照5 6 5比例进行红、绿、蓝色阶分配，并将分配后的数据 按照5 6 5比例分配给液晶屏的3X6位或3X8位数据。[0036]具体工作流程如下步骤一上电后，时序产生单元9产生显示控制单元11的工作基准时序，和包括垂 直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据时钟信号CK和数据使能信号Enable的基准 控制时序；存储单元控制器5向显示存储单元6产生初始化操作时序，用于初始化配置显 示存储单元6 ；指令数据处理单元3向SPI串行接口控制单元1发出初始化指令，用于配置 SPI通信协议的各种状态。步骤二读数据FIFO向存储单元控制器5发出接近空信号，存储单元控制器5按照 初始地址从显示存储单元6中读取16位显示数据并存入读数据FIFO中。步骤三显示驱动单元8在数据时钟信号CK和数据使能信号Enable的控制下，从 读数据FIFO中读出显示数据并按照5 6 5比例进行红、绿、蓝色阶分配，并将分配后的 数据按照5 6 5比例分配给液晶屏的3X6位或3X8位数据。具体为将16位数据流 中的D15 D12分配给R5 R2，Dll分配给Rl和R0，DlO D5分配给G5 GO，D4 Dl 分配给B5 B2，DO分配给Bl和BO。其中，由于显示驱动单元8数据时钟信号CK，即读数据FIFO的读数据速率最高为 40MHz，显示控制单元11的工作基准时序，即存储单元控制器5从显示存储单元6向读数据 FIFO传输数据的速率为100MHz，就是说读数据FIFO的写数据过程要比读数据的速度快，所 以不会发生读数据FIFO空时来不及从显示存储单元6读数据的情况；步骤四上位机通过SPI串行接口 12或者并行接口 13发送写入页和显示页地址， 同一时刻只能通过一个接口进行控制，根据选通信号SS或者/CS进行选择。指令数据处理 单元3发送指令，存储单元控制器5会根据写入页和显示页地址进行显示存储单元6地址 设置，显示屏会立即切换到设置后显示页地址的内容。步骤五上位机通过SPI串行接口 12或者并行接口 13发送显示数据，显示数据需 要连续发送整整一个显示页，从显示画面的左上角到显示画面的右下角，发送完成后指令 数据处理单元3停止接收数据。步骤六指令数据处理单元3将接收的显示数据发送到写数据FIFO中，写数据FIFO 数据接近存满之后，向存储单元控制器5发出接近满状态信号。存储单元控制器5接收到 接近满状态信号后，按照之前设定的写入页地址将写数据FIFO的显示数据写入到显示存 储单元6中。由于SPI串行接口 12或者并行接口 13传输数据的速率最高为5MHz，MCU并行接 口为8MHz，显示控制单元11的工作基准时序，即存储单元控制器5从写数据FIFO向显示存 储单元6传输数据的速率为100MHz，就是说写数据FIFO的读数据要比写数据速度快，所以 不会发生写数据FIFO满时来不及向显示存储单元6写数据的情况；其中，存储单元控制器5上电初始化之后会具体按照如下流程循环操作检查读 数据FIFO空状态- >检查写数据FIFO满状态- >对显示存储单元6刷新，完成显示存储 单元6写数据过程；如果检查读数据FIFO或写数据FIFO中任一为某个状态有效时，那么就 按有效状态的上述对应步骤进行相应读写操作，保证显示过程的连续、有序进行。
权利要求1.基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，包括显示存储单元、时序产 生单元和液晶屏接口，所述显示存储单元用于存储显示数据信息，其特征在于，还包括SPI 串行接口、并行接口和显示控制单元，所述显示控制单元在时序的控制下通过SPI串行接 口或并行接口接收数据或指令，完成对应时序控制下的驱动外接数字TFT液晶屏的显示控 制。
2.根据权利要求1所述的基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，其特 征在于，所述显示控制单元包括SPI串行接口控制单元、并行接口控制单元、指令数据处理 单元、写数据FIFO、存储单元控制器、读数据FIFO和显示驱动单元，显示驱动单元连接在外 接数字TFT液晶屏上；SPI串行接口控制单元暂存SPI串行接口发送以及接受的数据，产生各种状态信息并 存储SPI通信协议的各种状态；并行接口控制单元暂存并行接口的读写数据以及相应寄存器地址，产生相应控制信号；指令数据处理单元处理SPI串行接口控制单元或并行接口控制单元传输的数据，根据 接口指令或协议产生相应的读写地址发送到存储单元控制器，并将接口发送过来的显示数 据写入到写数据FIFO中；存储单元控制器产生显示存储单元所需的各种时序信号，并根据写数据FIFO或读数 据FIFO的状态，将写数据FIFO中的数据写入到显示存储单元或者从显示存储单元读出数 据到读数据FIFO ；写数据FIFO用于缓存写显示数据，产生接近满状态控制信号； 读数据FIFO用于缓存读显示数据，产生接近空状态控制信号； 显示驱动单元从读数据FIFO中读取显示数据，将显示数据按比例进行红、绿、蓝色阶 分配，作为显示数据输出，同时产生时序，驱动液晶屏显示。
3.根据权利要求1所述的基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，其特 征在于，所述显示控制单元为可编程逻辑器件。
4.根据权利要求1所述的基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，其特 征于，所述显示存储单元为同步动态随机存储器。
5.根据权利要求1所述的基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，其 特征在于，所述时序产生单元包括晶体振荡器和可编程逻辑器件内部的锁相环时序产生单兀。
专利摘要本实用新型公开了一种基于SPI串行或并行接口的彩色液晶屏显示控制装置，包括SPI串行接口、并行接口、显示控制单元、显示存储单元、时序产生单元和液晶屏接口，显示存储单元用于存储显示数据信息，显示控制单元在时序的控制下通过SPI串行接口或并行接口接收数据或指令，完成对应时序控制下的驱动外接数字TFT液晶屏的显示控制。其采用简单指令方式完成显示数据的读、写，通过将16位数据配给液晶屏的3×6位或3×8位数据，完成液晶屏65536色的显示，满足了色彩较丰富的显示需求，节省了MCU的资源开销。整体结构简单、成本低廉，数据处理过程合理、快捷，显示效果稳定、可靠。
文档编号G09G3/36GK201927324SQ20102069955
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者杨德文, 黄际雷 申请人:北京德彼克创新科技有限公司
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