一文搞懂 8080 协议

简介: 一文搞懂 8080 协议

什么是 8080 协议?


8080 时序也叫因特尔总线,一般应用在mcu(mpu)模式的lcd上。Inter总线控制线有四根:


  • RD:写使能


  • WR:读使能


  • DC(RS):数据/命令


  • CS:片选


LCD控制及传输数据所需要的管脚:


管脚名称 功能描述
CS 片选信号
DC(RS) 数据或者命令管脚(1:数据读写,0:命令读写)
WR MCU(MPU)向LCD写入数据控制线,上升沿有效,写数据时 RD拉高
RD MCU (MPU) 从LCD读数据控制线,上升沿有效,读数据时,WR拉高
DB[x:0] 8/9/16/18bit 双向数据总线,一般8位MCU接口用的比较多
RST 硬件复位 LCD 信号
BL LCD背光信号
IM2/IM1/IM0 接口控制. IM2=0 串行,IM2 =1,IM1=0,IM0=0,6800/8080 8bit 并行接口;IM1=0,IM0=1,6800/8080 16bit 并行接口;IM1=1,IM0=0,6800/8080 9bit 并行接口;IM1=1,IM0=1,6800/8080 18bit 并行接口;
P68 6800/8080 选择。0 表示8080,1 表示6800


读写数据


读时序图。通用时序图如下:


image.png


读数据的过程:


  • CS 拉低,选中


  • DC/RS 为高(读数据)


  • WR 为高,禁止写


  • 在RD的上升沿,读线上的数据(D[0:7]),假设8位 8080并口


  • CS 拉高,取消片选


伪代码:


LCD_CS = 0; //开始片选
LCD_DC = 1; //读数据
LCD_WR = 1; //禁止写
LCD_RD = 0; //开始读
data = DATAIN();//读取数据
LCD_RD = 1; //结束读
LCD_CS = 1; //结束片选


写入数据


写时序图。通用时序图如下:


image.png


写数据的过程:


  • CS为低,选中


  • RD为高, 禁止写


  • DC/RS为高(写数据,写命令拉低)


  • 在WR的上升沿,使数据写入到 驱动 IC 里面


  • CS为高,结束一组数据读取


伪代码:


LCD_CS = 0; //开始片选
LCD_RD = 1; //禁止读
LCD_DC = 1; //写数据
DATAOUT(Data); //输出数据 ,先准备好数据,然后上升沿一次性更新到lcd
LCD_WR = 0; //写入开始
LCD_WR = 1; //写入结束
LCD_CS = 0; //结束片选


实列演示:GPIO 模拟读写时序


以GC9106 这块LCD 驱动IC为例,介绍一下,如何根据datasheet,去模拟读写操作,方便后续遇到新的屏幕,可以快速入手。事实上,大部分时候,我们的主控一般都会存在lcd控制器,支持读写操作,只需要配置寄存器即可。不过通过GPIO模拟,对整个过程会有更新的认识。


第一步:根据硬件确认屏幕所接接口,确认引脚及协议:以8080 8位并行为例


协议:8080时序


引脚:LCD_CSLCD_RD、LCD_WRLCD_DC、LCD_Data[7:0]


第二步:根据 datasheet 阅读读写时序


  • 读时序


image.png


驱动IC会在下降沿产生数据,主控(MCU)在上升沿从D[7:0] 读数据


image.png


整个读数据的过程,分为两步:写入一个command address, 读数据。


写入cmd:


image.png


读数据:根据时序图,真正读数据的过程中,第一个周期的数据是无效的,这个可以很好的解释command列表中,为何第一次数据都是dummy data


image.png


  • 写时序


image.png


主控(MCU)会在下降沿产生数据,驱动IC在上升沿从D[7:0] 读数据


image.png


整个写数据的阶段分为两个:写命令和写数据,唯一的区别是DC不一样。


image.png


第三步:查看command列表。这里以读ID为列(04H)


image.png

image.png


  • 阅读command信息


  • 根据timing,先写入一个cmd(04H)


  • 紧接着,读四次数据。


  • 舍弃第一个数据(dummy data)


  • 注意:初始状态和初始值。如果读不出来数据,可能是上电时序的问题,这个时候可以通过硬件GPIO 复位一下lcd,然后在读取数据。


write_cmd(0x04);
read_data(); //dummy data
ID0 = read_data();
ID1 = read_data();
ID2 = read_data();


第四步:模拟基本读写时序操作。根据通用8080协议时序即可


此处用伪代码表示思路即可:


static void write_lcd_dc(int isCmd, unsignedint value)
{
    LCD_CS = 0; /* 拉低 */
    LCD_RD = 1; /* 禁止读 */
    if(isCmd == 1) {
        LCD_DC = 0; /* 拉低 写命令 */
    } else{
        LCD_DC = 1; /* 拉高 写数据 */
    }
    data_out(value); /* 准备数据 */
    LCD_WR = 0;    /* 拉低 */
    delay10us();     /* 上升沿更新数据*/
    LCD_WR = 1;   /* 拉高*/
    delay10us();
    LCD_CS = 1;    /*拉低, 取消片选*/
}
static void data_out(unsignedint value)
{
   /* 假设 data[0:8] 在一组GPIO上,并且连续
    * 设置data[0:8] 为输出状态,切默认都输出0
    */
    int i = 0;
    for(int i = 0; i < 8; i++) {
        LCD_Data[i] = ((value >> i) & 0x01);
    }
}
static unsigned int read_lcd_data()
{
   int ret = 0;
    LCD_CS = 0; /* 拉低,选中 */
    LCD_WR = 1; /* 拉高, 禁止写 */
    LCD_DC = 1; /* 拉高,表明将要读数据 */
    LCD_RD = 0; /* 拉低, 开始读数据*/
    delay10us();
    ret = data_In();     /* 读数据*/
    delay10us();
    LCD_RD = 1;/* 拉高, 结束读数据 */
    delay10us();
    LCD_CS = 1; /* 取消片选*/
    return ret;
}
static unsigned int data_in()
{
    int ret = 0;
    /* 假设 data[0:8] 在一组GPIO上,并且连续
     * 设置data[0:8] 为输入状态
     */
    int i = 0;
    for(int i = 0; i < 8; i++) {
        ret |= (gpio_get_value(LCD_Data[i]) << i);
    }
    return ret ;
}


总结


本文介绍了8080协议的基础时序,以及通用的读写操作,旨在了解学习8080协议。然后通过实际的lcd 驱动IC 应用举例,介绍如何阅读 lcd datasheet.通过GPIO 模拟读写操作,达到对整个协议的理解。


事实上,大多数情况下,我们不需要亲自模拟时序,调试一款新屏时,一般通过配置lcd控制器,会自动模拟时序,只需要将原厂的setting,按照对应的规则,加入到驱动中即可。当然,也可以通过gpio模拟读写,将lcd的setting,通过自己模拟的读写接口,设进去。

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