显示控制装置和方法

专利名称：：显示控制装置和方法
技术领域：
：本发明涉及显示器领域，具体而言，涉及医疗电子产品所4吏用的STN及TFT型液晶屏的显示控制装置和方法。
背景技术：
：在医疗电子产品例如呼吸才几中，通常〗吏用STN型单色液晶屏及TFT型彩色液晶屏。STN型单色液晶屏及TFT型彩色液晶屏具有体积较小尺寸灵活的特点，所以适合于集成到医疗电子产品中。目前，常用的显示控制方案是电脑显卡或者是专用的显示控制芯片外扩显存。对于电脑显卡而言，它的显示功能非常强大，但是需要电脑与之相配套，这不仅增加了电子系统的设计复杂度，而且成本、产品体积也大大^是高，导致该产品缺乏竟争力。对于专用的显示控制芯片来说，尽管它解决了使用电脑显卡的不利问题，但是由于电子产品对液晶屏的尺寸、规格的要求比较多，所以专用的显示控制芯片4艮难灵活的满足各种需求。总之上述的两种显示控制装置都不适合应用于医疗电子产品中的STN及TFT型液晶屏。
发明内容本发明旨在提供一种显示控制装置和方法，能够解决现有技术的电脑显卡或者是专用的显示控制芯片外扩显存不适用于医疗电子产品中的STN及TFT型液晶屏的问题。在本发明的实施例中，提供了一种显示控制装置，包括微控制器，用于产生显示数据和地址；随机存储芯片，用于提供工作空间；以及复杂可编程逻辑器件，其连接微处理器、随机存储芯片和显示屏，用于根据微控制器提供的地址将显示数据写入随机存储芯片提供的工作空间，以及从工作空间读出显示数据输出到显示屏显示。优选的，复杂可编程逻辑器件包括写入单元，用于根据微控优选的，复杂可编程逻辑器件包括读取单元，用于按照显示屏的频率从工作空间读取显示数据。优选的，复杂可编程逻辑器件包括驱动单元，驱动显示屏的对应位置显示显示凄t据，对应位置与显示lt据在工作空间中的物理地址相对应。优选的，微控制器包括地址计算单元，用于计算显示数据在工作空间的物理;也址，其中，物理i也址与显示凄t才居在显示屏上的显示4立置相^j"应。优选的，物理地址与显示H据在显示屏上的显示位置相对应具体包括在显示屏上的显示位置是坐标(m,n)时，在工作空间中的物理地址是m*(x+l)+n。6优选的，显示屏是STN单色屏，工作空间的每个字节对应STN单色屏的8个^f象素。优选的，显示屏是TFT彩色屏，工作空间的每个字节对应TFT彩色屏的1个像素。上述显示控制装置采用通用的MCU、CPLD和RAM芯片来构造显示控制装置，所以成本低、体积小，且性能足以灵活地支持常用各种尺寸的TFT多色彩的显示屏的显示和STN单色屏的显示。在本发明的实施例中，还一种显示控制方法，包括以下步骤微控制器产生显示数据和地址；复杂可编程逻辑器件根据微控制器提供的地址将显示数据写入随机存储芯片提供的工作空间；复杂可编程逻辑器件按照显示屏的频率从工作空间读取显示数据；以及复杂可编程逻辑器件驱动显示屏的对应位置显示显示数据，对应位置与显示婆t据在工作空间中的物理地址相对应。优选的，微控制器产生显示数据和地址具体包括微控制器计算显示凄t据在工作空间的物理地址，其中，物理地址与显示lt据在显示屏上的显示位置相对应。上述显示4空制方法采用通用的MCU、CPLD和RAM芯片来构造显示控制装置，所以成本低、体积小，且性能足以灵活地支持常用各种尺寸的TFT多色彩的显示屏的显示和STN单色屏的显示。此处所i兌明的附图用来4是供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图l示出了#4居本发明实施例的显示控制装置的示意图。图2示出了才艮据本发明实施例的显示控制方法的流程图。图3示出了根据本发明实施例的本技术方案中显示彩色信息的数据格式图。图4示出了根据本发明实施例的液晶屏与显存的映射关系图。图5示出了才艮据本发明实施例的CPLD对某款液晶屏的刷新时序图。图6示出了根据本发明实施例的CPLD根据液晶屏类型，控制相应行频、场频信号，并对显存进行读操作，从而对液晶屏进行数据刷新的软件流程图。图7示出了根据本发明实施例的CPLD接收到MCU的命令及数据，根据显存与液晶屏的映射关系进行写操作的软件流程图。图8示出了根据本发明实施例实现的医疗电子产品的图形用户界面图。具体实施例方式下面将参考附图并结合实施例，来详细i兌明本发明。图1示出了根据本发明实施例的显示控制装置的示意图，包括孩吏控制器(MCU12)，用于产生显示凄t据和地址；随才几存储芯片(图中为SDRAM10,也可以是DDRRAM等)，用于l是供工作空间；以及复杂可编程逻辑器件(CPLD9)，其连接微处理器、随机存储芯片和显示屏(LCD11)，用于根据微控制器提供的地址将显示数据写入随机存储芯片提供的工作空间，以及从工作空间读出显示数据输出到显示屏显示。上述显示控制装置采用通用的MCU、CPLD和RAM芯片来构造显示控制装置，所以成太伥"汰叙'卜.日,W:能足以、f法蓺(持常用各种尺寸的TFT多色彩的显示屏的显示和STN单色屏的显示。优选的，复杂可编程逻辑器件9包括写入单元，用于根据微优选的，复杂可编程逻辑器件9包括读取单元，用于按照显示屏的频率^v工作空间读取显示^t据。优选的，复杂可编程逻辑器件9包括驱动单元，驱动显示屏的对应位置显示显示凄t据，对应位置与显示凄t据在工作空间中的物理地址相对应。优选的，；徵控制器12包括地址计算单元，用于计算显示数据在工作空间的物理地址，其中，物理地址与显示翁:据在显示屏上的显示^f立置相对应。优选的，物理地址与显示数据在显示屏上的显示位置相对应具体包括在显示屏上的显示位置是坐标(m,n)时，在工作空间中的物理地址是m*(x+l)+n。优选的，显示屏是STN单色屏，工作空间的每个字节对应STN单色屏的8个像素。优选的，显示屏是TFT彩色屏，工作空间的每个字节对应TFT彩色屏的1个像素。图1示出了本发明的电路原理。本发明有以下几部分组成复杂可编禾呈逻辑器4牛(CPLD)9，SDRAM10以及线性电源13。CPLD9具有速度快、功耗低的优点，在本发明中主要负责同MCU12的凄史据交互。SDRAM10充当显示凄史据的乡爰存，当有新的显示内容时，修改相应位置的数据，通过CPLD9对LCDll的刷新就可以实现不同的内容显示。无操作时，SDRAM10保存了当前的显示数据，供CPLD9静态刷新用。线性电源13是为了保证本发明的电路系统的工作电压能够同外部电路很好的匹配。本发明电路的工作电源是+3.3V，夕卜电路可能是+5V，因此采用了线性电源13来将+5V转化为+3.3V。CPLD9同MCU12的4妾口为14,CPLD9同LCD11的4妄口为15，CPLD9同SDRAM10的4妾口为16。具体而言，本实施例解决其技术问题所采用的技术方案是采用一片可编禾呈逻辑器(ComplexProgrammableLogicDevice,CPLD)同中央控制器(MCU)接口，接口为8位的并行数据，地址数据分时复用，可以进行数据与命令的传递。优选的，采用一片SDRAM^L为显示存储器，对于单色STN液晶屏来说，显存的每个字节都对应屏上8个像素；对于彩色TFT液晶屏来说，显存的每个字节数据对应液晶屏上的一个像素，由R、G、B不同的组合就可以获得256种颜色，将显存内的区i或同液晶屏的4象素建立起——映射关系，通过向目的地址单元写入不同的显示数据，就可在液晶屏相应的位置得到不同的颜色。根据各种液晶显示屏的不同的驱动时序的要求，可编禾呈逻辑器(CPLD)在相关禾呈序的配置下，可以iir出相应的正确的时序逻辑，以达到驱动液晶屏显示的目的。图2示出了冲艮据本发明实施例的显示控制方法的流程图，包括以下步艰朵步骤SIO，孩t控制器产生显示^:据和地址；步骤S20，复杂可编程逻辑器件根据微控制器提供的地址将显示数据写入随机存储芯片提供的工作空间；步骤S30，复杂可编程逻辑器件按照显示屏的频率从工作空间读取显示数据；以及步骤S40,复杂可编程逻辑器件驱动显示屏的对应位置显示显示数据，对应位置与显示数据在工作空间中的物理地址相对应。优选的，微控制器产生显示数据和地址具体包括微控制器计算显示凄t据在工作空间的物理地址，其中，物理地址与显示^t据在显示屏上的显示位置相对应。上述显示4空制方法采用通用的MCU、CPLD和RAM芯片来构造显示控制装置，所以成本低、体积小，且性能足以灵活地支持常用各种尺寸的TFT多色彩的显示屏的显示和STN单色屏的显示。CPLD9与MCU12的凝:i居交互通过一个韵:据十办i义进4亍，利用地址总线寻址的方式来确定命令及ft据，具体参照下表。CPLD同MCU交互的凝:才居格式:<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>通常，操作应当先进行状态寄存器的配置，使能显示。然后通过命令的方式传递具体操作地址，由于本发明支持的显示像素可达到1024x768，所以行列的信息采用两个字节来表示，MCU12发送完要操作地址后，应当立即进行数据的读写操作。本发明最高可以支持256色的图形显示，数据信息由一个字节构成，见图3。颜色分配如下02bit是蓝色19，35bit是纟录色18，67bit是红色17。由上述三基色进行组合，就可以实现256种颜色。为了实现液晶屏的图像更新，需要将LCD13的像素点与显存SDRAM10内部的存^f诸空间——对应起来，只有这样才可以通过修改SDRAM10来获4寻确定岁丈果。如图4所示，8为一个4亍为x+l，列为y+l的液晶屏，共有像素(x+l)*(y+1),每个点均可以显示256色，这样以每个点对应一个字节，共需要存储空间(x+l)*(y+l)字节。7为SDRAM13内的一l殳空间，它同液晶屏建立起映射关系，地址分配为0~(x+l)*(y+l)-l。对于液晶屏上任意一点(m，n)来iJt，对应到7的地址为m*(x+l)+n。图5显示了液晶屏工作的时序逻辑。液晶屏控制总线15通常由行频、场频等信号构成，CPLD模拟液晶屏控制总线时序，软件实现方法见图6,进程23根据时序信号的时间、脉沖要求，完成了行频信号的控制。进程24进行了SDRAM的读写。在完成了整屏刷新后，进程25进行了场频信号的控制，以上各进程软件实现如下VS_reset.RESET=VS;VS_reset.CLK=!Dclk;CASEVS—resetISWHENVS一reset—S0=>VS_reset=VS_reset—SI;Screen—reset=VCC;WHENVS_reset_S1=>VS_reset=VS—reset_S2;WHENVS_reset_S2=>VS—reset=VS—reset_S2;ENDCASE;columnaddr一counter[].CLK=!Dclk;columnaddr_counter[].D=columnaddr—counter[].Q+1;columnaddr—counter[].CLRN=!((columnaddr—counter[]==800)#Screen—reset);lcdSdram_columnaddrA[]=columnaddr—counter[];rowaddrcounter[].CLK=!HS;rowaddr—counter[].D=rowaddr—counter[].Q+l;rowaddr—counter[].CLRN=!((rowaddr—counter[]==600)#Screen—reset》lcdSdram—rowaddrA[]=rowaddr—counter[];Screen—readdata.RESET=Dclk;Screen—readdata.CLK=internal_clk#!Refresh—start;CASEMCU—readdataISWHENScreenreaddataSO=〉Screen—readdata=Screen—readdata_S1;WHENScreen—readdata—SI=〉—ACTIVECOMMANDScreen_readdata=Screen—readdata_S2;sdram」CS=GND;sdram—/RAS=GND;sdram_/CAS=VCC;sdram—/WE=VCC;Sdram—addrA[9..0]=lcdSdram—rowaddrA[];Sdram—BA[]=lcdSdram—columnaddrA[9..8];WHENScreenreaddata_S2=>Screen—readdata=Screen_readdata—S3;WHENScreen—readdata_S3=>—READORWRITECOMMANDWITHAUTOPRECHARGEScreen—readdata=Screen—readdata—S4;sdram一/CS=GND;sdram/RAS=VCC;sdram—/CAS=GND;sdram—/WE=MCU—/wr;Sdram—addrA[7..0]=lcdSdram_columnaddrA[7..0];Sdram_BA[]=lcdSdram—columnaddrA[9..8];Sdram—addrA10=VCC;WHENScreen—readdata_S4=〉Screen—readdata=Screen—readdata—S5;WHENScreenreaddata_S5=>Screen—readdata=Screen—readdata_S5ScreenSdram_readlatency=GND;ENDCASE;Lcd—TFTdatatri[].IN=Sdram—dq[7..0];Lcd_TFTdata—tri[].OE=!ScreenSdram—readlatency;Lcd_TFT[]=Lcd—TFTdata—tri[];图7是CPLD同MCU交互的软件流程图。空闲的时候CPLD不停的查询状态总线及数据总线的的状态，确保能够捕捉到MCU的数据。进程20以系统时钟作为同步信号，读取MCU数据。进程21根据MCU传送的行列信息，计算具体操作的SDRAM存储区，具体專欠{牛实3见方法:^下Normal_r/w=lcd_/cs#A1#AO;State_w=lcd—/cs#A1#!AO;Columnaddr—w=lcd—/cs#!A1#A0;Rowaddr_w=lcd—/cs#!A1#!AO;—LatchMCU'srowaddressandcolumnaddressMCU_rowaddrlatchl[].CLK=MCU_/wr#Rowaddr_w;MCU—rowaddrlatchl[].Q=MCU—D[7..0];Sdram—rowaddrA[7..0]=MCUrowaddrlatchl[];MCU_rowaddrlatchh[].CLK=!MCU—/wr#Rowaddr—w;MCUrowaddrlatchh[].Q=MCU_rowaddrlatchl[];Sdram_rowaddrA[9..8]=MCU一rowaddrlatchh[l..O];MCU_columnaddrlatchl[].CLK=MCU—/wr#Columnaddrw;MCU—columnaddrlatchl[].Q=MCU—D[7..0];Sdram_columnaddrA[7..0]=MCU—columnaddrlatchl[];MCU_columnaddrlatchh[].CLK=!MCU_/wr#Columnaddr—w;MCU—columnaddrlatchh[].Q=MCU—columnaddrlatchl[];Sdram—columnaddrA[9..8]=MCUcolumnaddrlatchh[l..O];--MUCreaddataandwritedataMCU_readdata.RESET=Normal—r/w;MCU—readdata.CLK=internal_clk#!Refresh—start;CASEMCU_readdataISWHENMCU—readdata—SO=〉MCU—readdata=MCU—readdata—S1;WHENMCU_readdata_Sl=〉—ACTIVECOMMANDMCU—readdata=MCUreaddata_S2;sdram—/CS=GND;sdram—/RAS=GND;sdram_/CAS=VCC;sdram—/WE=VCC;Sdram—addrA[9..0]=Sdram—rowaddrA[];Sdram—BA[]=Sdram—columnaddrA[9,.8];WHENMCU—readdata—S2=>MCU—readdata=MCU—readdata—S3;WHENMCU—readdata_S3=>—READORWRITECOMMANDWITHAUTOPRECHARGEMCU—readdata=MCU—readdata—S4;sdram一/CS=GND;sdram_/RAS=VCC;sdram—/CAS=GND;sdram—/WE=MCU—/wr;Sdram—addrA[7..0]=Sdram—columnaddrA[7..0];Sdram—BA[]=Sdram—columnaddrA[9,.8;i;Sdram—addrA10=VCC;WHENMCU—readdata_S4=>MCU—readdata=MCU_readdata—S5;WHENMCU—readdata—S5=〉MCU—readdata=MCU—readdata—S5Sdram—readlatency=GND;ENDCASE;Sdramdata—tri[].IN=MCU—D[7.,0];Sdramdata—tri[].OE=!(Normal_r/w#MCU—/wr);Sdram—dq[7..0]=Sdramdata—tri[];MCUdata_tri[].IN=Sdram_dq[7..0];MCUdata—tri[]OE=!(Normal—r/w#MCU—緒Sdramreadlatency);MCU_D[7..0]=MCUdata—tri[];--MCUwritestate—registerMCU_writestate[].CLK=MCU/wr#State—w;MCU—writestate[].Q=MCU—D[7,.0〗；Led—de=MCU—writestate4图8所示的内容，为本发明的一个实施例。采用本发明控制了一l欠分辨率为640x480的TFT彩色液晶屏，应用于呼吸才几产品上。通过该发明的应用，大大才是高了该呼吸^/L产品:没计的集成度，简化了系统。当然，这个应用^U又是一个优选实施例，并不用于限制本发明，除此之外，本发明还可用于各种分辨率的液晶屏。上述实施例的显示控制装置的有益效果是，不^f又可以灵活地支持常用各种尺寸的TFT多色彩的显示屏的显示和STN单色屏的显示，而且大大地简化了电子系统的i殳计，有利于电子系统的集成。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。权利要求1.一种显示控制装置，其特征在于，包括孩吏控制器，用于产生显示数据和地址；随机存储芯片，用于提供工作空间；以及复杂可编程逻辑器件，其连接所述微处理器、随机存储芯片和显示屏，用于根据所述微控制器提供的地址将所述显示数据写入所述随才几存储芯片提供的工作空间，以及从所述工作空间读出所述显示凄丈据输出到所述显示屏显示。2.根据权利要求1所述的显示控制装置，其特征在于，所述复杂可编程逻辑器件包括写入单元，用于根据所述微控制器提供的地址将所述显示数据写入所述随机存储芯片提供的工作空间。3.根据权利要求1所述的显示控制装置，其特征在于，所述复杂可编程逻辑器件包括读取单元，用于4安照所述显示屏的频率乂人所述工作空间读取所述显示凄t据。4.根据权利要求1所述的显示控制装置，其特征在于，所述复杂可编程逻辑器件包括驱动单元，驱动所述显示屏的对应位置显示所述显示数据，所述对应位置与所述显示凄t据在所述工作空间中的物理地址相对应。5.根据权利要求1所述的显示控制装置，其特征在于，所述微控制器包括地址计算单元，用于计算所述显示数据在所述工作空间的物理;也址，其中，所述物理;也址与所述显示H据在所述显示屏上的显示位置相对应。6.一艮据纟又利要求1所述的显示控制装置，其特征在于，所述物理地址与所述显示凄t据在所述显示屏上的显示位置相对应具体包括在所述显示屏上的显示位置是坐标(m，n)时，在所述工作空间中的物理;也址是m*(x+l)+n。7.才艮据4又利要求1至6任一项所述的显示控制装置，其特征在于，所述显示屏是STN单色屏，所述工作空间的每个字节对应所述STN单色屏的8个像素。8.根据权利要求1至6任一项所述的显示控制装置，其特征在于，所述显示屏是TFT彩色屏，所述工作空间的每个字节对应所述TFT彩色屏的1个像素。9.一种显示控制方法，其特征在于，包^舌以下步骤微控制器产生显示数据和地址；复杂可编程逻辑器件根据所述微控制器提供的地址将所述显示数据写入随机存储芯片提供的工作空间；所述复杂可编程逻辑器件按照所述显示屏的频率从所述工作空间读取所述显示凄t据；以及所述复杂可编程逻辑器件驱动所述显示屏的对应位置显示所述显示数据，所述对应位置与所述显示^:据在所述工作空间中的物理地址相对应。10.根据权利要求9所述的显示控制方法，其特征在于，微控制器产生显示数据和地址具体包括所述微控制器计算所述显示数据在所述工作空间的物理地址，其中，所述物理地址与所述显示ft据在所述显示屏上的显示^f立置相^"应。全文摘要本发明提供了一种显示控制装置和方法，该装置包括微控制器，用于产生显示数据和地址；随机存储芯片，用于提供工作空间；以及复杂可编程逻辑器件，其连接微处理器、随机存储芯片和显示屏，用于根据微控制器提供的地址将显示数据写入随机存储芯片提供的工作空间，以及从工作空间读出显示数据输出到显示屏显示。本发明能够支持常用各种尺寸的TFT彩色显示屏的显示和STN单色屏的显示，而且大大地简化了电子系统的设计，有利于电子系统的集成。文档编号A61M16/00GK101312024SQ20071030832公开日2008年11月26日申请日期2007年12月29日优先权日2007年12月29日发明者李敬辉,迟越本,闫国平申请人:北京谊安医疗系统股份有限公司