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1、第八章人机接口本讲稿第一页，共三十一页人机接口人机接口l模拟信号处理器ASPlLCD控制器本讲稿第二页，共三十一页模拟信号处理器模拟信号处理器ASPlMC9328MX1的模拟信号处理模块包括一个触摸屏的ADC和音频输入/输出的CODEC（ADC和DAC）两部分。本讲稿第三页，共三十一页ASP模块的特点模块的特点笔ADC：l为触摸屏和低电压检测而设置的9位ADC(PADC)；l为PADC采样而设置的1216位FIFO；l内嵌的触摸屏电路；l支持自动和手动的采样方式；l提供抬笔、下笔中断信号，且信号触发形式可编程；l提供数据准备好和FIFO满中断信号；l差分输入。本讲稿第四页，共三十一页ASP模块
2、的特点模块的特点音频CODEC:l9位CODEC，用于音频处理（VADC和VDAC）；l音频CODEC支持高达8kHz的采样频率；l816位FIFO，用于VADC采样；816位FIFO，用于VDAC采样；l对VADC和VDAC的DMA支持；l真差分输入和输出。本讲稿第五页，共三十一页ASP系统框图系统框图本讲稿第六页，共三十一页中断产生中断产生ASP处理系统可以提供下列中断：l笔触中断。l笔数据比较（抬笔）中断。l笔中断。l笔FIFO寄存器数据准备好中断。l笔FIFO满中断。l音频ADC FIFO满中断。l音频DAC FIFO空中断。本讲稿第七页，共三十一页温度补偿温度补偿软件校准包括3步：l
3、屏校准程序开始，允许自动ZXY自控校准方式而且获得X、Y通道的采样值。把AZ正确的采样值存入存储器中作为标准参考值，然后禁止自动校准方式返回到正常采样方式。l下笔状态被检测到，或者在规定的时间间隔内重复第一步，以得到更新的X、Y通道采样值，与第一步中的标准参考值进行比较，决定变化百分比。l在常规采样期间，把计算出的变化百分比应用到AZ校正的采样方式中去，这就会对ADC增益的温度漂移进行补偿。本讲稿第八页，共三十一页笔输入的笔输入的ADC操作操作l电流操作方式；l采样频率控制；l自动归0功能；l下笔检测；l抬笔测试（方法1比较值）；l抬笔测试（方法2检测上升沿）。本讲稿第九页，共三十一页音频音频
4、CODEC操作操作lCODEC包括一个音频A/D控制器（VDAC）。当允许两个控制器工作时，其最高工作频率为8kHz。用户可以用时钟控制器里的VADC_CLK和VDAC_CLK所限定的范围来设置采样频率。lVADC采样且把所采到的数据存储到VADC的FIFO中去。数据有9位精度，将作为有符号的整数存储到816位FIFO中。FIFO被设计成环形的缓冲器，所以如果数据没有足够快地读出，FIFO将会溢出，同时老的数据将会丢失。当产生溢出时，中断/错误状态寄存器中的VOV状态位将会置1。l当允许VDAC工作时，将会从1216位VDAC FIFO中取出数据，且将其转换成模拟信号输出到DAC_OP和DAC
5、_OM引脚上。输出的数据必须是16位无符号整数。当VDAC FIFO是空时，VOUT的值就会下降，达到接近于地的水平。l为了使音频CODEC正常工作，用户必须设置FIR滤波器增益、FIR滤波器抽取/插值比率、FIR滤波器系数、COMB滤波器增益和COMB滤波器抽取/插值比率。本讲稿第十页，共三十一页编程模型编程模型ASP模块中包括14个32位的寄存器：l控制寄存器；l笔A/D采样频率控制寄存器；l比较控制寄存器；l中断控制寄存器；l中断/错误状态寄存器；l笔采样FIFO；l音频DAC寄存器；l音频ADC寄存器；l音频ADC控制寄存器；l音频DAC控制寄存器；l时钟分频寄存器；l音频ADC FI
6、R系数RAM；l音频DAC FIR系数RAM；lASP FIFO指针寄存器本讲稿第十一页，共三十一页编程模型编程模型l控制寄存器决定了A/D转换器与接口模块的功能。l笔A/D采样频率控制寄存器笔A/D采样频率控制寄存器为触摸笔输入选择采样频率。不同的应用可能需要不同的笔输入采样频率。最大的A/D采样频率由A/D设计和输入数据信号建立时间限制。这种设计的目标是对于每一个输入信号都能达到200Hz的采样频率。为了省电，用户必须设置数据的建立时间和空闲时间。l比较控制寄存器用于检测在选择的输入信号上，超出规定范围的采样。典型应用是检测抬笔，或是当外部输入超过规定范围时起到发出警告的作用。本讲稿第十二
7、页，共三十一页编程模型编程模型l中断控制寄存器使能和控制每一个中断功能。所有的中断被组合到4个输出中的一个，输出到系统中断处理器上。这4个中断分别是触摸中断、笔数据中断、音频ADC中断和音频DAC中断。l中断/错误状态寄存器在有中断产生时，中断/错误状态寄存器显示出中断来源。这个寄存器中的每一个状态位既可以由写1来清除，也可以由读/写相关的数据寄存器来清除，这取决于中断的类型。l笔采样FIFO12位16位笔采样FIFO保存笔A/D采样后的数据。数据的结构由控制寄存器的MOD位来控制。本讲稿第十三页，共三十一页编程模型编程模型l音频DAC寄存器816位音频DAC寄存器存储音频输出数据。CODEC
8、 DAC从该FIFO中以指定的频率读出数据并将其转换为模拟信号。数据必须是16位有符号整数。l音频ADC寄存器816位音频ADC寄存器存储由CODEC ADC指定的采样频率采集的输入数据。数据必须是16位有符号的整数。l音频ADC控制寄存器音频ADC控制寄存器控制在ADC中的COMB滤波器和FIR滤波器的抽取比率和增益。本讲稿第十四页，共三十一页编程模型编程模型l音频DAC控制寄存器控制在DAC中的COMB滤波器和FIR滤波器的插值比率和增益。l时钟分频寄存器控制来自于ASP时钟的分频比率。笔ADC、音频ADC和音频DAC的时钟是由系统时钟分频产生的。l音频ADC FIR系数RAM12816位
9、音频ADC FIR系数RAM是为了存储FIR系数，用于音频ADC。系数是16位有符号的整数。l音频DAC FIR系数RAM12816位音频DAC FIR系数RAM是为了存储FIR系数，用于音频DAC。系数是16位有符号的整数。参见P235图和表lASP FIFO指针寄存器在ASP模块中，笔FIFO有写指针和读指针，反映在该寄存器中。本讲稿第十五页，共三十一页人机接口人机接口l模拟信号处理器ASPlLCD控制器本讲稿第十六页，共三十一页LCD控制器的特点控制器的特点l液晶显示控制器（LCDC）为外部灰度或彩色显示屏提供显示数据，LCDC可以支持黑白、灰度、无源点阵彩色和有源点阵彩色的LCD屏。本
10、讲稿第十七页，共三十一页LCD控制器的特点控制器的特点l支持单一的（非分割的）单色/彩色和自动刷新的LCD屏。l对于单色显示器，可同时显示来自16色调色板的16级灰度。l支持：l无源彩色屏，每个像素包括4位、8位和12位（bpp）；lTFT显示板，每个像素包括4位、8位和12位（bpp）；l8bpp显示时，通过4096种颜色的调色板可多达256种颜色，对于12bpp显示，可达4096种颜色；l16bpp显示真64K种颜色；l其他支持的详细资料显示在P238表中。l对普通的LCD驱动提供标准接口。l对单色或彩色屏提供16/12/8/4和2位的屏接口及1位宽度的LCD屏数据总线。本讲稿第十八页，共
11、三十一页LCD控制器的特点控制器的特点l对4bpp和8bpp，调色板用于对来自存储器的数据再映射，这与所用屏的类型无关。对1bpp、2bpp、12bpp和16bpp，调色板不经过数据映射。l提供无源和有源彩色屏TFT接口。l对SHARP320240HR-TFT屏提供直接接口。l对显示存储器有共享系统存储器或者eSRAM的能力。l硬件产生的光标具有闪烁、彩色和大小可编程的能力。l提供在彩色硬件光标和背景之间的逻辑操作。l硬件平移（平滑的水平滚动）。l8位脉宽调制用于软件对比度控制。本讲稿第十九页，共三十一页LCDC操作操作lLCD的显示数据格式l平移l显示数据映射l黑白操作l灰度操作l颜色生成l
12、帧频调制控制（FRC）l屏接口信号和时序l8bpp方式彩色STN屏本讲稿第二十页，共三十一页LCD的显示数据格式的显示数据格式l形成LCD屏屏幕宽度和高度像素的数目是可以用软件编程的。屏幕的最大宽度（XMAX）和最大高度（YMAX）参数，详细说明了LCD屏的尺寸。为了在LCD屏上显示图形，LCDC将通过屏幕起始地址（SSA）寄存器在指定位置开始扫描显示内存。l最大的页面宽度由虚拟页面宽度参数定义。虚拟页面高度不会影响LCDC，只仅仅由存储器大小控制。通过改变SSA寄存器，屏幕窗口大小能够水平或垂直地滚动到虚拟边界之内的任何地方。软件必须适当地控制SSA地起始地址，以便扫描逻辑系统地存储器指针（
13、SWP）停留在VPW和VPH界限之内，以防止在屏幕上出现奇异地图像。本讲稿第二十一页，共三十一页平移平移l平移偏置（POS）用位来表示，而不是用像素表示，所以，当使用除1bpp之外的任何一种操作方式时，仅偶数像素边界是有效的。在12bpp方式中，像素被排列成16位边界，而且POS也必须排列成这样的边界。l SSA和POS放置在单独的寄存器里面，而且是双缓冲的，因为它们是动态参数，当LCDC运行时，可能会改变。在下一帧开始之前，SSA和POS的新值不生效。在这一帧开始时，一个典型的平移运算法则包括一个中断。在中断服务程序中，SSA和/或POS将会更新（旧值在内部被锁住），在下一帧时更新生效。本讲
14、稿第二十二页，共三十一页显示数据映射显示数据映射&黑黑白操作白操作l显示数据映射 在单色方式中，LCDC支持1/2/4bpp，在彩色方式中，支持4/8/12/16bpp。在2/4/8/16bpp模式下，系统存储器数据映射方式列于P239表中l黑白操作 1bpp方式也称为黑白方式，因为每一个像素总是完全接通或者完全关闭的。本讲稿第二十三页，共三十一页灰度操作灰度操作 LCDC最大能产生16级灰度。这些灰度级别由每个像素的2倍或者4位显示数据来定义。当用2bpp时LCDC显示4级灰度颜色。当用4bpp时LCDC显示所有的16级灰度颜色。灰度颜色的深浅通过控制帧的数目来获得，即至少16帧周期内，每一
15、帧中像素灰度值不变。这种方法被称为帧频率控制（FRC）。本讲稿第二十四页，共三十一页颜色生成颜色生成 屏幕上的每一种彩色像素的值通过在显示存储器中的4、8、12或者16位编码来描述。l对于4位和8位方式，用LCDC的彩色映射RAM把数据映射成12位RGB编码。对于4位和8位无源点阵彩色显示方式，来自映射RAM的12位RGB编码输出到FRC模块中，FRC模块把编码独立地处理成每个像素中包括红、绿和蓝色成分，以产生所需地颜色深浅和强度。l 对有源点阵显示，来自映射RAM的12位数据输出到屏上。l 对无源点阵彩色显示的12位方式，不经过映射RAM，直接输出到FRC模块中。l在16位方式中，像素数据只
16、是简单地从显示存储器到16位LCDC输出总线。l对有源点阵显示，来自映射RAM的16位RGB编码输出到屏上；对无源点阵彩色显示，最大的颜色深度是12位，不支持16位颜色深度。本讲稿第二十五页，共三十一页帧频调制控制（帧频调制控制（FRC）LCDC的内部电路，通过调节0到1的密度，可在屏上产生居中的灰度颜色。LCDC能够同时产生16级灰度颜色。本讲稿第二十六页，共三十一页屏接口信号屏接口信号lLCDC通过LCD的屏接口，连续不断地为屏提供像素数据信号。l屏接口信号地格式、时序和极性是可编程地。有两种基本方式，即有源和无源，要通过TT寄存器中地位来选择。用户也必须选择灰度模式或者彩色模式。本讲稿第
17、二十七页，共三十一页编程模型编程模型 LCDC存储器空间包括用于显示参数的15个32位寄存器，一个只读状态寄存器和一个25612彩色映射RAM。彩色映射RAM物理上位于调色版查找表模块中。对这些寄存器只支持字访问，字节和半字没有定义。l屏幕起始地址寄存器l屏幕大小寄存器l虚拟页面宽度寄存器l屏配置寄存器l水平设置寄存器l垂直配置寄存器l平移偏置寄存器lLCD光标位置寄存器本讲稿第二十八页，共三十一页编程模型编程模型lLCD光标宽度、高度和闪烁寄存器lLCD彩色光标颜色寄存器lSHARP配置1寄存器lPWM对比度控制寄存器l刷新方式控制寄存器lDMA控制寄存器l中断配置寄存器l中断状态寄存器lR
18、AM映射寄存器本讲稿第二十九页，共三十一页RAM映射寄存器映射寄存器l映射RAM用于映射4位编码16级灰度，映射4位或8位彩色编码4096种颜色（对有源屏）或者512种颜色（对无源屏）。彩色RAM区包括256个入口，每个入口是12位宽度。每个RAM入口用4个字节表示地址空间。访问RAM必须只能用字处理，且地址也必须以字排列。为生效的位读0。对RAM的字节或半字访问会破坏RAM区内容。所有的读/写数据最少有效位是12位。l在4bpp模式，使用起始的16个RAM入口；在8bpp模式，所有的256个入口全部使用。本讲稿第三十页，共三十一页RAM映射寄存器映射寄存器l彩色RAM区在复位时没有初始化。用任何一种给定的屏，只有下列设置中的一个是有效的：l1bpp单色模式l4bpp灰色模式l4bpp无源点阵彩色模式l8bpp无源点阵彩色模式l4bpp有源点阵彩色模式l8bpp有源点阵彩色模式l12/16bpp有源点阵彩色模式本讲稿第三十一页，共三十一页