MSP430F149的低功耗彩色液晶顯示系統設計方法分析

郭衛華

摘要：本文以MSP430F149單片機為基礎，對TFT低功耗彩色液晶顯示系統進行了簡要分析，探討了彩屏液晶顯示系統的軟件、硬件與系統測試與運行的具體設計策略，望能為此領域研究有所借鑒。

關鍵詞：MSP430F149；彩色液晶顯示系統；低功耗

現如今，在整個市場當中，正處于銷售狀態的各種電子產品配套的顯示系統，主要有三種類型，其一為LED數碼管，其二是單色LCD液晶，其三為彩色LCD液晶；其中，針對彩色LCD液晶顯示系統而言，其所顯示的內容除了能支持中文字符之外，還能根據實際情況及需要，隨意改變或變換顏色，而且市場售價也并不高。本文所分析的系統選用的是市場價格相對比較便宜的16位MSP430F149單片機，將其當作整個系統的核心處理器，在顯示方面，所選用的是16色TFT彩色液晶屏。

1.系統概述

TFT低功耗彩色液晶顯示系統主要由按鍵電路、液晶節能控制電路、彩色TFT液晶、單片機、USB轉UART電路及圖像存儲模塊等部分構成。針對單片機而言，其主要作用就是實現信號的實時接收，并且還能根據實際操作需要，對那些經過PC機串口傳送的圖片、文字等數據信號進行處理，同時還能有選擇性的儲存所接收到的數據，驅動彩色TFT液晶，由其顯示圖片、文字等內容。此外，還需要指出的是，單片機還具有低功耗節能控制液晶等作用與功能。本系統所用單片機，是比較典型的16位MSP430F149型單片機，針對此類型的單片機來講，有著比較寬的供電范圍，一般情況下，能夠維持在1.8～3.6V之間，另外，其Flash Romw可達60KB+256B，而RAM僅為2KB，因而相比其它類型單片機，有著更低的功耗；而在液晶顯示方面，所采用的是TFT彩色液晶，可達16位色，分辨率達到240×320，因而有著比較清晰的畫面顯示；針對液晶節能控制電路來講， 其所選用的是模擬開關芯片TS5A3166；而對于圖像存儲模塊來分析，其所采用的是圍繞SPI通信，并以串行方式布局的EEPROM芯片，即AT25M01。

2.硬件設計

本系統的核心部件即為MSP430F149單片機，針對此單片機而言，其工作電壓比較穩定，即3.3V，突出作用就是對PC機串口所傳送的圖像、文字等信息進行實時接收與處理，并能夠驅動彩色TFT液晶，使其在一種功耗比較低的節能模式下，將所傳送的圖像、文字等信息給實時顯示出來；除此之外，還能根據現實需要，實時并有選擇性的儲存圖像、文字數據。本文主要對系統硬件電路當中的彩色TFT液晶驅動作一設計分析，并就其低功耗控制電路作一設計探討。在系統概述中已經提到，本文選用的是TFT彩色液晶，其有16位色，分辨率能夠達到240×320；另外，針對此液晶來講，其供電范圍區間為1.8～5.5V，在此供電范圍內，亮度伴隨供電電源所輸出電壓的變化而發生改變。對于液晶低功耗控制電路而言，在對其進行設計時，所采用的是模擬開關芯片TS5A3166（Ti公司生產）。針對此芯片來講，其實為一個單刀單擲模擬開關，供電方式為單電源供電，供電電壓區間1.6～5.5V，具有較低的導通電阻，即0.9Ω。在系統設計時，共運用了TS5A3166芯片2個，其中一個用于控制TFT的開關，另外一個則控制其亮度，TS3主要對TFT的低供電電源電壓的開關進行控制，而TS2則對TFT的標準供電電源電壓開關進行控制。

針對TS5A3166芯片而言，如果輸入IN為高電平，此時，將COM端與NC端接通；不然，則將COM端與NC端斷開，VOUT的電壓為5V；經電阻分壓電路，從中分出2.5V的電壓，為TFT彩色液晶提供用于調節亮度的電壓。

3.軟件系統設計

本系統借助C語言，基于IAR Enbedded Workbench for MSP430軟件平臺，來設計系統軟件。針對本系統來講，其主要由四部分構成，其一為TFT液晶驅動顯示模塊，其二是PC機之間呈現串行狀態的文字圖像與通信數據處理模塊，其三是數據存儲模塊，其四TFT顯示低功耗控制模塊。對于TFT而言，其能夠將低功耗控制模塊構成。

本文所選用的是格式為R5G6B5的16位彩色TFT液晶，要想在液晶上將圖片詳細的顯示出來，需要根據現實需要，借助圖位圖來達成；若能夠將圖片顯示出來，那么可借助PS軟件，將圖片進行修飾，然后將其轉化為BMP格式，并進行保存；在此過程中，可適用專業軟件，把圖片向16進制代碼轉換；若能夠比較清晰的顯示圖片或數字，那么可以根據現實需要，借助取模軟件，把圖片或數字向16進制代碼轉換；然后將圖像的識別碼，或者是文字、數字的識別碼加入其中，再或者是將數據結束碼與數據總長度碼加入，且利用先進的串行通信軟件，把此些數據實時向單片機傳送。針對此時的單片機來講，如果其接收到串行通信所發送的數據，首先會對其是數據、圖像或文字進行準確、全面識別，然后依據最終識別結果，分別在儲存芯片各區域中保存，在對數據所有通信均判斷且予以保存之后，再調用TFT液晶驅動顯示模塊，將這些數據實時、全面的顯示出來。

4.系統測試與運行

在系統運行過程中，借助多組圖片、數字與文字信息，并根據實際需要，對其開展全面、實時性的低功耗測試，經反復測試得知，低功耗彩色液晶顯示系統能夠時刻保持穩定的工作狀態，如果處于低功耗狀態，此時，相比于正常工作狀態，可以大幅降低能耗，通常情況下，降低幅度能夠達到56～63%。

5.結語

綜上，在以MSP430F149為基礎的低功耗彩色液晶顯示系統應用中，通過與彩色TFT液晶相結合，能夠更加準確、清晰的將諸如文字、圖片等信息給顯示出來，因而為現實應用帶來了極大方便。本文借助于16位單片機MSP430F149，并與彩色TFT、TS5A3166等相結合，存儲彩色文字圖像，并開展低功耗顯示系統的總體設計，經測試得知，此系統能夠實現儲存、接收數據等功能，系統運作效率更高且溫穩定，總體應用效能優良。

參考文獻：

[1]朱柏輝，萬智萍.基于MSP430與DTMF技術的醫院呼叫對講系統的設計[J].電子設計工程，2012，20（11）：179-182.

[2]張峻穎，唐新南.基于MSP430F149的煙葉烘烤指導儀的設計[J]. 自動化儀表，2008，29（3）：57-59.

[3]王曉銀，王彥瑜，蔣鋒.基于MSP430F149單片機的溫度監測系統的設計[J].微計算機信息，2006，22（20）：77-78.