摘要：本文在簡要介紹Solomon公司出品的CMOS OLED/PLED顯示驅動SSD1303芯片的基礎上，重點討論臺灣錸寶公司最新產(chǎn)品，內嵌SSD1303驅動芯片的超薄OLED顯示屏P09703在陀螺經(jīng)緯儀中的應用問題，給出了硬件電路圖和軟件流程圖，為開發(fā)帶有顯示屏的便攜設備提供參考。
關鍵詞：OLED SSD1303 ARM 陀螺儀
陀螺經(jīng)緯儀通過敏感地球自轉的水平分量來測定儀器架設點真北方位的精密儀器，工作情況類似于電子經(jīng)緯儀，所不同的是電子經(jīng)緯儀只能測定兩個目標的相對夾角，而陀螺經(jīng)緯儀不僅可以測定目標之間的相對夾角，而且可以測定目標與地理北或真北方位之間的夾角。儀器工作通常在野外進行，環(huán)境條件較為惡劣。以前顯示部分用液晶實現(xiàn)，帶來的問題是除重量和體積外，低溫靠加熱實現(xiàn)，功耗大，野外作業(yè)對電池要求較高。另一個問題是采取任何措施，都無法解決太陽照射下，液晶顯示不清楚這個問題，這是由于液晶顯示自身特性決定的。
OLED 在顯示信息方面有許多吸引人的特點。OLED 無LCD 的視角問題，可提供全視角顯示。由于OLED 具有能自發(fā)光的特點，在亮度上也比LCD 高得多，也不像LCD 需要背光源，所以不僅提高了電源的有效功率，功耗只有LCD 的一半，而且器件厚度也比LCD 薄。OLED 響應時間比典型LCD 快一千倍。所以，它具有高效率、高對比度、寬視角、工作電壓低等優(yōu)點［1 -2］。臺灣錸寶公司生產(chǎn)的內嵌SSD1303驅動芯片的超薄OLED顯示屏P09703點陣數(shù)128X64，厚度僅2.05毫米，重量僅11.1克，工作溫度-40℃到+85℃。在陀螺經(jīng)緯儀上選用該產(chǎn)品，很好的解決了顯示問題。下面重點討論電路設計的實現(xiàn)問題。
1 SSD1303簡介
目前，主要有Solomon 公司和美國的Clare公司等幾家公司生產(chǎn)OLED 驅動IC。Solomon 投入市場的SSD1303，是一枚把行驅動、列驅動和控制器集成為一體的OLED 驅動器芯片。這個驅動器為132 × 64點陣OLED 圖形顯示而設計的，包括行驅動器、列驅動器、電流參考發(fā)生器、對比度控制、振蕩器和幾個MCU 接口模式。工作邏輯電壓2.4V～3.5V，具有豐富的軟件功能，支持4種顏色選擇和每種顏色64級控制，它的軟件對比度具有256級控制，內嵌的132 × 64 bit 的圖形動態(tài)隨機存儲器（ GDDRAM），提供了行remapping、列remapping、垂直滾動和部分顯示功能。使該驅動器適合于不同像素尺寸和顏色的多種OLED 顯示。
2 P09703與LPC2131的硬件連接
LPC2100/lLPC2105/LPC2106 系列微控制器是飛利浦半導體推出的基于16/32 位ARM7TDMI-S CPU，并帶有128/256 k字節(jié)(kB)嵌入的高速Flash存儲器的微控制器，128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結構使32位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。對代碼規(guī)模有嚴格控制的應用可使用16 位Thumb 模式將代碼規(guī)模降低超過30%，而性能的損失卻很小。由于LPC2100/lLPC2105/LPC2106系列微控制器采用非常小的64腳封裝、極低的功耗、多個32位定時器、4路10位ADC PWM 輸出以及多達9個外部中斷，這使它們特別適用于工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)、訪問控制和電子收款機(POS)等應用領域。因為LPC2100系列微控制器沒有外部總線控制器，所以它們外接擴展芯片不是很方便。不過，因為它們的速度很快，所以即使使用軟件模擬總線外接擴展芯片也比普通的80c51快得多，而豐富的片內資源也不是普通51能夠比擬的。
鑒于P09703與P09702具有相同的圖形顯示控制器SSD1303，而P09702硬件接口適合試驗連接，下面以P09702與LPC2131為例進行說明，由于OLED顯示屏P09702的邏輯電平為2.4V - 3.5V，我們選用PHILIPS公司生產(chǎn)的基于ARM7TDMI-S、單電源供電的微控制器LPC2131作為控制器，圖一給出了包括電源、時鐘、復位等一個嵌入式處理系統(tǒng)正常工作的最小電路外，電源電路提供模擬3.3V和數(shù)字3.3V，以提高系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。同時繪制了P09702與LPC2131的硬件連接方式。
超薄顯示屏OLED在陀螺經(jīng)緯儀中的應用
圖 一
3 軟件編程
在與計算機連接方面，SSD1303的接口，包括數(shù)據(jù)輸入緩存器、數(shù)據(jù)輸出鎖存器，指令寄存器及譯碼器，忙狀態(tài)觸發(fā)器以及時序控制電路等，具有高性能的接口控制電路。計算機可以隨時訪問SSD1303而不需要判斷其當前狀態(tài)，與以前用的以T6963C控制器不同，SSD1303判斷忙狀態(tài)在操作上不是那么重要，因為SSD1303的接口部能夠適時地接收計算機的訪問。只是在計算機對顯示存儲器大量的數(shù)據(jù)傳輸時與控制部向驅動部傳輸顯示數(shù)據(jù)相沖突，會在顯示屏上出現(xiàn)“雪花”。但是由于這個間隙時間很短，加上人眼在視覺上的惰性而看不出“雪花”現(xiàn)象，有時判斷忙標志再進行顯示數(shù)據(jù)傳輸時，忙標志已經(jīng)消失了。正是由于這些，計算機訪問SSD1303的操作流程非常簡單。但要注意的是SSD1303的接口控制電路內有幾套時序電路以適配不同計算機操作時序的要求。時序適配電路的設置端為BS0，BS1，BS2。在P09703中選擇BS1和BS2不同的連接，以確定選擇Intel8080時序還是M6800時序。在P09702中由于沒有BS1和BS2的選擇，出廠時已經(jīng)設置為Intel8080時序，所以下面的程序為Intel8080時序。
#define AD0_PIN_NUM 8 //8位數(shù)據(jù)總線
#define DC_PIN_NUM 5 //P0.5 數(shù)據(jù)/指令控制位，低電平—指令操作，高電平—數(shù)據(jù)操作
#define WR_PIN_NUM 6 //P0.6 寫數(shù)據(jù)/指令控制位，高電平變低電平時寫入
#define RD_PIN_NUM 7 //P0.7 讀數(shù)據(jù)/指令控制位，低電平有效
#define CS_PIN_NUM 16 //P0.16 使能位，低電平有效
void ExBusInit(void) //初始化P09702OLED顯示屏總線
{ uint32 temp;
// 設置引腳連接模塊：DC_PIN_NUM、WR_PIN_NUM、RD_PIN_NUM、CS_PIN_NUM、 AD0_PIN_NUM為GPIO
PINSEL0 &= ~(3 << (2 * DC_PIN_NUM));
PINSEL0 &= ~(3 << (2 * WR_PIN_NUM));
PINSEL0 &= ~(3 << (2 * RD_PIN_NUM));
PINSEL0 &= ~(3 << (2 * (CS_PIN_NUM-16)));
for (temp= AD0_PIN_NUM; temp < 16; temp++){
PINSEL0 &= ~(3 << (2 *temp));
}
// 設置引腳方向，所有相關引腳為輸出
temp = 0xff << AD0_PIN_NUM;
IODIR = IODIR | temp;
IODIR = IODIR | (1 << WR_PIN_NUM) | (1 << RD_PIN_NUM) | (1 << DC_PIN_NUM) | (1 << CS_PIN_NUM);
// 設置引腳輸出值，除CS_PIN_NUM輸出為低電平外，其余均為高電平
IOCLR = (1 << CS_PIN_NUM);
IOSET = (1 << DC_PIN_NUM) | (1 << WR_PIN_NUM) | (1 << RD_PIN_NUM);
temp = 0xff << AD0_PIN_NUM;
IOSET = IOSET | temp;
}
uint8 ReadData(void) //從P09702OLED顯示屏讀取數(shù)據(jù)
{ uint32 temp,temp1;
temp1 = IODIR;
IODIR = temp1 & (~(0xff << AD0_PIN_NUM)); // 設置AD0_PIN_NUM為輸入
IOCLR = 1 << RD_PIN_NUM;
temp = IOPIN;
IOSET = 1 << RD_PIN_NUM;
IODIR = temp1 | (0xff << AD0_PIN_NUM);
temp = temp >> AD0_PIN_NUM;
return (uint8) temp;
}
void WriteCommand(uint8 Data) //寫指令代碼到P09702OLED顯示屏
{ IOCLR = 1 << DC_PIN_NUM;
IOSET = Data << AD0_PIN_NUM;
Data = ~Data;
IOCLR = Data << AD0_PIN_NUM;
IOCLR = 1 << WR_PIN_NUM;
IOSET = 1 << WR_PIN_NUM;
IOSET = 1 << DC_PIN_NUM;
}
void WriteData(uint8 Data) //寫參數(shù)及數(shù)據(jù)到P09702OLED顯示屏
{ IOSET = Data << AD0_PIN_NUM;
Data = ~Data;
IOCLR = Data << AD0_PIN_NUM;
IOCLR = 1 << WR_PIN_NUM;
IOSET = 1 << WR_PIN_NUM;
}
main(){ int j, i;
ExBusInit(); //初始化P09702OLED顯示屏總線
InitOled(); //初始化P09702OLED顯示屏，由于SSD1303軟件控制指令非常豐富，該函數(shù)內容較長，在這里不做描述，詳情見P09702應用筆記，這里要說明的是：InitOled()中的comm_out2()函數(shù)用WriteCommand()函數(shù)替代
for(i=0;i<8;i++)
WriteCommand (0xB0+i); //設置顯示位置—行
WriteCommand (0x02); //設置顯示位置—列低地址
WriteCommand (0x10); //設置顯示位置—列高地址
for(j=0;j<128;j++)
WriteData((0xFF); //屏幕顯示，全亮
}
}
上述僅是對P09702基本的應用，有關更多的SSD1303軟件控制指令，通過該文介紹的方法，并結合SSD1303的指令集[4]，讀者能夠對P09702應用自如。
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