摘要：本文在介紹具有USB，I2C，ADC，DDC和PWM功能，嵌入8032控制器內(nèi)核的uPSD3200單片機(jī)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析利用uPSD3200單片機(jī)與臺灣錸寶公司產(chǎn)品，內(nèi)嵌SSD1303驅(qū)動芯片的超薄OLED顯示屏P09703的硬件連接和軟件編程，同時給出利用uPSD3200單片機(jī)一個A/D口實(shí)現(xiàn)32個按鍵的原理圖，從而實(shí)現(xiàn)完整的人機(jī)對話設(shè)計(jì)。
 
    關(guān)鍵詞：OLED SSD1303 uPSD3200 單片機(jī)

    在自動控制和智能化儀器儀表中，人機(jī)交互是不可缺少的一部分。如何選擇合適的顯示器件和用少的單片機(jī)口線實(shí)現(xiàn)鍵盤輸入，以便將更多的單片機(jī)口線用作其它功能控制，是每個從事自動控制和智能化儀器儀表電氣設(shè)計(jì)工程師要考慮的問題。就顯示器件而言，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子顯示技術(shù)也在不斷地更新?lián)Q代。從傳統(tǒng)的陰極射線管(CRT)發(fā)展到液晶屏(LCD)?，F(xiàn)正在向新一代顯示技術(shù)過渡。作為新型顯示技術(shù)候選的有：等離子體放電顯示屏(PDP)、有機(jī)電致發(fā)光屏(OLED)、發(fā)光二極管(LED)、電場激發(fā)發(fā)光(FED)等。目前在研究開發(fā)方面競爭得激烈的是PDP、OLED、LCD。它們各有所長，但追求的終目標(biāo)都是一樣的，即要求達(dá)到質(zhì)輕、體薄、高亮度、快速響應(yīng)、高清析度、低電壓、高效率、長壽命、低成本。
 
    目前，在光電顯示領(lǐng)域，CRT已經(jīng)走向末路，LCD正處于發(fā)展的頂峰時期，與技術(shù)成熟、產(chǎn)業(yè)鏈完善、規(guī)模龐大的LCD產(chǎn)業(yè)相比，OLED還處于發(fā)展的初級階段，它的優(yōu)勢可以從技術(shù)與產(chǎn)業(yè)兩方面來看，在技術(shù)上：OLED很薄、很輕，厚度可以做到比LCD薄；由于是不需要背光源的主動發(fā)光，所以O(shè)LED視角很廣，一般認(rèn)為接近180度；并且具有省電、耐低溫特性，在低溫下的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于LCD；響應(yīng)速度快，圖像刷新率幾乎是LCD的100至1000倍；除了圖像質(zhì)量的根本性改進(jìn)外，還具有抗震性好這一特性，這對于便攜式設(shè)備而言十分有利；不僅如此，由于可彎曲的塑料也可以用作基質(zhì)材料，所以O(shè)LED顯示屏的外形不受限制，可以是任何形狀，可以放到任意物體的表面。由于使用了新的基質(zhì)材料，OLED顯示屏比目前薄的薄膜電晶體管（TFT）屏幕還要平整得多[1]。臺灣錸寶公司生產(chǎn)的內(nèi)嵌SSD1303驅(qū)動芯片的超薄OLED顯示屏P09703點(diǎn)陣數(shù)128X64，厚度僅2.05毫米，重量僅11.1克，工作溫度-40℃到+85℃。下面給出uPSD3200單片機(jī)與OLED顯示屏P09703的硬件連接和軟件編程。
 
    1 uPSD3200單片機(jī)簡介
 
    帶可編程邏輯的單片機(jī)uPSD3200系列是ST公司推出的在Flash PSD結(jié)構(gòu)中嵌入8032控制器內(nèi)核（12CLOCK）的可編程器件。uPSD3200系列帶兩塊Flash存儲器，SRAM(支持后備電池)，通用I/O口，帶有16個宏單元的3000門可編程邏輯電路PLD，管理監(jiān)控功能，并可實(shí)現(xiàn)USB，I2C，ADC，DDC和PWM功能，片內(nèi)8032微控中心，帶兩個標(biāo)準(zhǔn)異步通訊口，三個16位定時/計(jì)數(shù)器和兩個外部中斷。何FlashPSD系列一樣，uPSD3200系列同樣可以通過JATG ISP接口進(jìn)行在系統(tǒng)編程。uPSD3200系列芯片在稅控收款機(jī)、POS機(jī)、微型打印機(jī)、出車計(jì)價器和GPS系統(tǒng)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[2]。在成功推出uPSD3200系列后，ST公司2004年推出內(nèi)嵌高速8032控制器內(nèi)核（4CLOCK）的uPSD3300系列，在原來uPSD3200系列的基礎(chǔ)上提供8路10位ADC，IrDA，JTAG調(diào)試等增強(qiáng)功能，使其能更廣闊的應(yīng)用前景。
 
    2 P09703與uPSD3200的硬件連接
 
臺灣錸寶公司推出的超薄OLED顯示屏P09703主要特性為：
點(diǎn) 陣 數(shù)：128×64
點(diǎn) 尺 寸:  0.4×0.4 mm2
視域尺寸:  55.01×27.49 mm2
外型尺寸:  75(w) ×52.7(H) ×9.5(D) mm3
亮    度:  20~80cd/m2
對 比 度:  500:1
視    角:  >160°(全視角)
發(fā)光顏色:  黃
反應(yīng)速度:  <10μs
電源電壓:  雙電源  Vdd=+3V  VP=+9~14V
功率損耗:  <400mw(全亮)
壽    命:  >20,000小時
工作溫度:  -40~+85℃
內(nèi)藏控制器：SOLOMON SSD1303T
 
    由于OLED顯示屏P09703的邏輯電平為2.4V - 3.5V，我們選用ST公司生產(chǎn)的uPSD3200系列單片機(jī)時，注意選用3.3V器件，我們以uPSD3234BV為例，給出OLED顯示屏P09703與uPSD3234BV單片機(jī)的硬件連接圖，同時給出利用uPSD3200單片機(jī)一個A/D口實(shí)現(xiàn)32個按鍵的原理圖，可以大幅度減少對I/O口的占用。如圖一所示，這里要說明的是由于OLED顯示屏P09703內(nèi)藏控制器為臺灣SOLOMON生產(chǎn)的SSD1303，該控制器在接口控制電路內(nèi)有兩套時序電路，由時序適配電路設(shè)置以適配不同計(jì)算機(jī)操作時序的要求。時序適配電路的設(shè)置端為BS1和BS2。BS1和BS2的時序設(shè)置如表一所示。OLED顯示屏P09703種沒有串行接口，圖二為P09703OLED顯示屏8080時序圖。
 
  6800時序 8080時序 串行接口 
BS0 0 0 0 
BS1 0 1 0 
BS2 1 1 0 

 

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    3 軟件編程
 
    在與計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)可以隨時訪問SSD1303而不需要判斷其當(dāng)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?yàn)镾SD1303的接口部能夠適時地接收計(jì)算機(jī)的訪問。只是在計(jì)算機(jī)對顯示存儲器大量的數(shù)據(jù)傳輸時與控制部向驅(qū)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(biāo)志再進(jìn)行顯示數(shù)據(jù)傳輸時，忙標(biāo)志已經(jīng)消失了。正是由于這些，計(jì)算機(jī)訪問SSD1303的操作流程非常簡單。
 
sbit  DC_PIN_NUM = P0^5;  //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
sbit  WR_PIN_NUM = P0^6;  //P0.6 寫數(shù)據(jù)/指令控制位，高電平變低電平時寫入
sbit  RD_PIN_NUM = P0^7;  //P0.7 讀數(shù)據(jù)/指令控制位，低電平有效
 
unsigned char ReadData(void)     //從P09703OLED顯示屏讀取數(shù)據(jù)
{   unsigned char temp;
       DC_PIN_NUM = 1;
     RD_PIN_NUM = 0;
       RD_PIN_NUM = 1;
    temp = P4;
    return  temp;
}
unsigned char ReadCommand(void)     //從P09703OLED顯示屏讀取寄存器狀態(tài)
{   unsigned char temp;
       DC_PIN_NUM = 1;
     RD_PIN_NUM = 0;
       RD_PIN_NUM = 1;
    temp = P4;
    return  temp;
}
 
void WriteCommand(unsigned char Data)   //寫指令代碼到P09703OLED顯示屏
{     DC_PIN_NUM = 0;
       P4=Data;
       WR_PIN_NUM = 0;
       WR_PIN_NUM = 1;
}
 
void WriteData(uint8 Data)   //寫參數(shù)及數(shù)據(jù)到P09703OLED顯示屏
{     DC_PIN_NUM = 1;
       P4=Data;
       WR_PIN_NUM = 0;
       WR_PIN_NUM = 1;
}
 
main(){   int j, i;
InitOled();        //初始化P09703OLED顯示屏，由于SSD1303軟件控制指令非常豐富，該函數(shù)內(nèi)容較長，在這里不做描述，詳情見P09703應(yīng)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(shè)置顯示位置—行
WriteCommand (0x02);      //設(shè)置顯示位置—列低地址
WriteCommand (0x10);      //設(shè)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P09703基本的應(yīng)用，有關(guān)更多的SSD1303軟件控制指令，通過該文介紹的方法，并結(jié)合SSD1303的指令集[3]，讀者能夠?qū)09703有更深了解。對于按鍵我們給出了電路原理圖，由于編成相對簡單，這里就不做描述了。

  

參考文獻(xiàn):

[1]. DDC datasheet http://udpf.com.cn/datasheet/DDC_1870710.html.
[2]. uPSD3200 datasheet http://udpf.com.cn/datasheet/uPSD3200_894806.html.
[3]. CRT datasheet http://udpf.com.cn/datasheet/CRT_2331578.html.
[4]. uPSD3234BV datasheet http://udpf.com.cn/datasheet/uPSD3234BV_674195.html.
[5]. BS2 datasheet http://udpf.com.cn/datasheet/BS2_2320365.html.
[6]. T6963C datasheet http://udpf.com.cn/datasheet/T6963C_635050.html.