2.2双8680724控制器接口设计
由于要支持64×192的点阵显示,所以在该设计中需要使用2片S680724(以S680724一A和S680724_B来表示)。图1中S680724_A控制液晶屏的64×132个点,S680724_B控制剩下的64X 60个点。由于总线设备较多,只有1个片选信号能用于对2片S680724芯片的操作;同时56130724与SEP3203的总线也需要作电平转换,因此在该接口设计中利用了电平转换芯片实现了该功能,并没有再增加额外的逻辑芯片。分析S680724与MPU的接口信号,发现其中RD、WR、RST、CS、RS信号只需单向传输(从MFU传向S680724),只有DO~D7信号需要双向传输。图5中,使用74HCT541实现3 V信号到5 V信号的单向电平转换,74LVXC4245实现3 V信号与5 V信号的双向电平转换。

图3中CSlB、CS2、RS信号是同时变化的(CSlB信号为低,CS2信号为高时S680724被选中)。由于在实际使用中
CS2信号是固定接高电平,所以CSlB信号就是文中S680724芯片的CS信号。图4中SEP3203总线的地址信号和片选信号也是同时变化的,因此考虑使用地址信号来代替片选信号。但如果直接用地址信号来代替片选信号会导致总线对其他设备操作时也选中S680724,即两个总线设备被同时选中,从而产生错误。在该设计中,利用电平转换芯片的特性解决了这一问题。如图5所示,使用了ADDR3、ADDR4作为S680724的片选信号(LCD_CSA、LCD_CSB)。ADDR2作为选择对S680724寄存器或RAM操作的信号(LCD)_RS)。SEP3203的片选信号ICDnCSF连接74HCT541的使能端()E。当LCD_nCSF信号为低时74HCT54l被使能,OE、WE、ADDR3、ADDR4、ADDR2信号被转换成相应的5V信号(LCD/RD、LCD_/WR、LCD_CSA、LCD_CSB、LCD_RS)输出到S680724;当LCD_nCSF信号为高时74HCT541停止工作,此时74HCT54l输出高阻态,为避免噪声干扰,输出端信号LCD_/RD、LCD_/WR、LCD_CSA、LCD_CSB、LCD_RS应被上拉至5 V。在SEP3203的片选LCD_nCSF无效(高电平)时,由于信号LCD_CSA、LCD_CSB被拉高,所以此时2片S680724控制器都未被选中,任何操作对其都是无效的,从而避免了在总线对其他设备操作时可能对S680724产生的误操作。
数据信号的电平转换类似于控制信号的电平转换。74LVXC4245是双向电平转换芯片,图5中的LCD_DIR信号由SEP3203的GPIO产生,用于控制74LVXC4245电平转换方向的信号。当LCD_DIR为低时,信号由B端传向A端,即由总线传向S680724(写操作);当LCD_DIR为高时,信号由A端传向B端,即由S680724传向总线(读操作)。信号LCD_DO~LCD_D7也需要上拉,防止当74LVXC4245的输出为高阻时,外部噪声在其输出端产生错误信号。
值得一提的是,S680724显示控制器在PCB板上的位置靠近液晶屏,与SEP3203之间的距离很大。在PCB布局时,需要注意电平转换芯片的位置。因为其不但有电平转换的作用,而且还能缓冲总线信号,使总线和S680724显示控制器隔离,避免总线过长。电平转换芯片的布置应该尽量靠近总线,减小总线的长度,从而避免产生由总线过长造成的信号延时及噪声干扰问题。
虽然RST信号也是单向传输的,但RST信号的电平转换电路却是单独设计的。如果使用74HCT541完成电平转换,会有两个问题:①当LCD_nCSF失效时74HCT541不工作,此时LCD__RESET信号无法传递到RST端,RST端始终是高电平(被上拉至5 V),因此S689724无法被复位;②在74HCT541工作时,因为LCD_nCSF的脉冲宽度等于总线周期(最大值约为几百ms).所以输出的RST信号的最大脉冲宽度也等于总线周期;而S680724要求的RST信号最小脉冲宽度是1μs,所以用74HCT541无法产生正确的RST信号,此时S68072同样无法被复位。在图5中,该信号的电平转换电路是由晶体管和电阻构成的。