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投稿指南摘 要: 本文用LCD 控制器MSM6255 实现对EL 场致显示屏的控制，详细介绍了EL场致显示屏的驱动电路、接口电路设计，及其软件设计。将CPLD 用于逻辑电路设计中，简化了硬件电路，使EL 显示屏的使用方便可行。
关键词：EL显示屏；LCD控制器；CPLD
中图分类号：TN141.9 文献标识码：B
A System of EL Display Screen Based on LCD Controller
Chen Jing Yao Qingyu （Wuhan University of Technology, Wuhan , 430070 China）
Abstract: In this text we use MSM6255 controller IC to control the EL display screen. We particularly explain the design of driver circuits, interface circuits, and software design. The applying of CPLD in this logic design, simplying the hardware, and enable the EL use portable.
Keywords: EL display screen；MSM6255；CPLD
1 引言
显示屏作为人机交互的关键设备，继传统的CRT 显示屏之后，又出现了LCD 液晶显示屏，其小巧的造型，较低的功耗，使其得到广泛应用。但是，LCD 需要光源才能工作，属于被动亮度显示，它的最大可观察角只有±60°，在温度变化大时很难工作得好，所以LCD并不适合用于一些特殊场合，如一些实时性要求较高的工业控制。EL 是一种平板显示器，它在许多方面优于LCD：高对比度，高亮度，宽温限，还有可视角超过±80°，与CRT 的可视角是一样的。EL 适用于工作在动态环境中，如汽车的电子显示。
本文用LCD 控制器MSM6255 实现对EL 场致显示屏的控制，详细介绍了EL 场致显示屏的驱动电路、接口电路设计。
基于LCD 控制器的EL 场致显示屏显示系统框图如图1 所示，它由CPU，控制电路，接口电路，EL 显示屏，显示存储器，通信接口等组成。控制电路接收CPU 发送的指令和数据，同时产生控制时序和显示时序，并以这些时序为控制脉冲向驱动电路输出，再通过EL显示屏实现预定显示。其中，显示存储器用于暂存显示数据。
3 硬件设计
3.1 驱动电路
EL 显示模块的接口标准与4 位LCD 控制信号完全匹配同，驱动电路包括逻辑电路和高压电路。EL 场致显示屏显示系统的驱动电路原理框图如图2 所示。逻辑电路产生高压驱动芯片需要的水平同步、垂直同步、显示数据和视频时钟的时间频率输入信号。
3.2 控制电路
控制电路组成框图如图3 所示。
控制电路包括一个以MSM6255 为核心的STN-LCD 控制器IC。它的输出信号被STN的时间频率限制。带总线驱动（74LS245）的控制电路可以分成两部分。一部分是带CPU(AT89C51)电路，是主部分，另一部分是MSM6255 电路。CPU 电路管理下面三个方面：
(1) 在显示RAM 中存储显示数据。显示RAM是公共存储器，AT89C51CPU和MSM6255都可存取。CPU 将显示数据写入显示RAM，MSM6255 将数据读出，并输出。
(2) 初始化MSM6255 控制器。设置MSM6255 的内部寄存器，如扫描行数，输出数据格式化，在完成所有寄存器的设置后，启动MSM6255 芯片的工作。
(3) 通过RS-232 与个人电脑或其他数据终端设备通信。
MSM6255 电路管理产生信号，包括垂直同步，水平同步，显示数据和频率时钟。MSM6255 在显示RAM 中一个字节接一个字节地读取显示数据，将其转换为正确格式，并输出。当显示新图形时，CPU 先停止MSM6255 工作，然后把数据传给显示RAM，最后重新起用MSM6255。
电路的参数如晶体的频率，存储器的大小，都必须仔细估计。在CPU 周围有3 个存储器部分，一个是“程序ROM”，储存可执行编码，另外一个是“数据ROM”，预存显示数据，第三个是“数据RAM”，当显示数据为256 位、单色且无灰度级时暂存CPU 数据。显示存储器至少要存一帧的数据，因此必须大于320*256/8 字节，所以设计中使用32K 字节静态存储RAM。CPU 内部的数据RAM 用于暂存数据，处理数据和通信。
系统要在没有任何数据终端设备的情况下工作，所以显示数据在系统中存的越多越好。程序ROM 必须可由CPU 直接存取，AT89C51 的最大可存取程序存储器是64K，所以我们使用一个27512 芯片（64 字节UVEPROM）作为数据ROM。显示RAM 的大小由显示屏的大小决定。系统中，EL 显示屏是320X512，最大是全帧数据，所以显示RAM 使用64K。
晶体的频率对显示执行有很大影响，这要从屏幕的大小和帧的刷新率来估计。系统中60Hz 是帧的刷新率。一个11MHz 晶振用于本系统。输出信号、垂直同步、水平同步、显示数据和视频时钟的时间频率如图4 所示。
4 软件设计
为了调试和扩充方便，系统软件采用模块化设计，可分为主程序模块、显示子程序模块、清屏子程序模块及其它各功能模块等。系统采用扫描工作方式，其流程框图如图5 所示。其中，控制器控制参数、显示数据及控制指令的输入流程框图如图6 所示。
5 结论
将CPLD 用于逻辑电路设计中，大大的简化了硬件电路的设计。EL 屏作为新一代的平板显示屏，由于其自身的技术优势和简洁的显示控制功能而使其在工业控制现场和便携式仪器设备中成为替代LCD 屏的新一代显示器件。所以，在严峻环境下，我们可以很轻松的使用EL 显示来代替LCD 。
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作者简介：
陈静（1965 年--），女，重庆市垫江县，副教授，在读博士生，硕士学位，控制理论与控制工程硕士生导师，主要研究方向：控制理论与计算机系统集成。E－mail： kitty@juntuan.net
