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[参考译文] TM4C1294KCPDT：驱动 LCD 解决方案

admin
Guru**** 2513185 points
Other Parts Discussed in Thread: TM4C1294KCPDT, SN74HCT245, SN74LVC4245A, EK-TM4C1294XL

请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/arm-based-microcontrollers-group/arm-based-microcontrollers/f/arm-based-microcontrollers-forum/845613/tm4c1294kcpdt-drive-lcd-solution

器件型号：TM4C1294KCPDT
主题中讨论的其他器件： SN74HCT245、 SN74LVC4245A、 EK-TM4C1294XL

你(们)好

在图中、CPU 使用电压为3.3V 的 TI TM4C1294KCPDT。 外部液晶振使用5V 电压、CPU 板和 LCD 板通过30-50cm FFC 电缆连接；
现在设计了两个程序：
第一种解决方案：CPU 直接连接到 LCD。 这个解决方案是最简单的、但是我不知道 CPU 是否能够承受5V 的逻辑电平、以及 CPU 的信号输出是否能够将30-50cm 电缆传递到 LCD。 CPU 是否具有此驱动能力？ ？ 此外、该方案在读取液晶时可能不太好(尽管它可以在编程期间被写入而不是读取)。
第二种解决方案：CPU 通过 SN74HCT245将4位总线连接到 LCD。 此解决方案可以单独(但不能同时)读取两个 LCD 的内容、并且驱动能力比第一个解决方案强、但需要添加一些器件。 成本更高、CPU 需要占用两个额外的引脚、3.3V CPU 和5V 供电的 SN74HCT245之间是否需要3V3钳位二极管保护？

只需更换原始产品上的 LCD 键盘、其他配件都很成熟、我个人倾向于直接连接、但我不确定接口的处理情况、希望您能提供一些建议。
谢谢  
Elsa Duan
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    TI__Guru**** 2513185 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Elsa、

    TM4C1294KCPDT 不能耐受5V 电压。 我尝试从 LCD 的数据表中查看它是否会输出5V 信号或者它是否会工作3.3V 逻辑、但我无法最终看到。 如果您能弄清楚这一点、那将会很有帮助。

    如果针对需要进入 MCU 的连接以3.3V 逻辑工作、则您只需将其直接连接至 MCU 即可。 我以前使用过 MSP430等3V MCU 的类似显示屏、我的回忆是 LCD 的供电电压为5V、但 I/O 的工作电压为3.3V。 不过、我没有该显示屏的器件型号、因此它可能有所不同、因此运行方式也不同。

    除了电压问题、MCU 肯定可以从驱动角度处理与器件的通信。 MCU 只会发送命令、因此基本 GPIO 驱动电流足够满足这一要求。 LCD 的大部分电流将来自5V 连接和3.3V 背光连接、这些连接应来自您的电源。

    如果 MCU 的输出实际上为5V、则需要像电阻分压器这样的器件来将输出驱动至3.3V 逻辑电平、以防止损坏 TM4C。

     SN74HCT245在此处看起来不相关、因为它不会处理降压。

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    TI__Guru**** 2513185 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    供应商的 Ralph 很好地描述了 MCU 的灵敏度。    

    现在从"字符 LCD"一侧观察到这一点。

    • 许多供应商(> 5)已将其2x16字符模块标记为 LCD1602B。    (因此-(实际) LCD ( 应该)的规格 链接在此处...)
    • 2x16 LCD 模块可接受或不接受3V3信号电平。   (即使在通过5V 供电时、尤其是在这类情况下。)   
    • 原始 LCD 控制 IC [HD44780和(甚至)早期的 HD43160]在由5V 电源供电时确实接受3V3数据电平。   但是-许多较新的"克隆" LCD 控制器-当由5V 电源供电时-将不接受3V3数据和控制信号！   这说明了为何需要数据表...
    •  "LCD RST"标签用于驱动 LCD 的 R/W 引脚、因此存在"严重且令人不安的使用"。   此处不应用 MCU 复位！   LCD 的 R/W 输入需要持续可靠的控制信号- MCU (假设)复位可能无法提供这些信号。
    • LCD 模块的数据引脚(即此处的 DB4-DB7)将输出(接近) 5V 电压、这可能会对您的"129系列 MCU"造成损害。
    • LCD 的"E"引脚被标记为"LCD CS"-它不是这样。   信号"E"在每次4位数据传输(无论是数据还是命令)时具有"正"脉冲、而"正常 CS 信号"在整个器件的传输过程中持续。   (即"E"信号比"CS"更有效。   过去、'E'信号在450nS (最小值)下脉冲为高电平-较新的控制器能够接受250nS (最小值)-但请查看您的数据表。)
    • LCD 被放置在(更困难且要求更高)的'4位模式'中。   这节省了4个 I/O、但增加了复杂性、并使 LCD 特别容易受到噪声源的影响。   LCD 依赖于定序正确的"双4位数据表示"-而"8位模式"有"无此类定序需求"。   除非有人定期"刷"液晶屏-屏幕已变为"显示"状态(即完全随机且无法读取)这一事实可能会持续很长时间-未检测到！   (4位模式负责数万个"丢失工时"-节省4位(可能)是一个不明智的选择... 当暴露于"现实世界"中时、它可能(看起来)"在原始/开发实验室中正常运行时"执行正确"-但"重复(不可接受)"等更频繁(不可接受)"？"

    根据这些结果-可以很好地指示插入了"总线收发器和"3V3 - 5V"电压转换器 IC"。   我的公司在供应商 的"SN74LVC4245A"方面取得了成功、该器件提供(同时)收发器和"3V3至5V"(反之亦然)电压转换。    请注意、在尝试写入 LCD 时、分压器(必须)的插入(超过建议值)会失败-这将(甚至进一步)降低 MCU 的3V3输出！

    标签： 与 TM4C MCU 配合使用的字符 LCD 模块-具有"Bi-Di"电压转换器的总线收发器-"链接"(真实)数据表的海报要求

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    TI__Guru**** 2513185 points
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    设计

    随附了新原理图的屏幕截图。 此外、LCD_12TO16.pdf 和 LCD 模块数据之前已发送、此处不再重新发送。            

    基本功能是使用 CPU 的四个引脚(TM4C1294KCPDT)来实现一个4位总线、此总线控制两个液晶(1602B 或相似产品)、其中 CPU 的工作电压为3.3V； LCD 的工作电压为5V、主板和 LCD 板通过 FFC 或 FPC 电缆进行连接、长度为30-50cm。 问题有两个方面：一个是如何使 CPU 同时控制两个 LCD；另一个是如何实现 CPU 和 LCD 之间的3.3V 和5V 转换。 我设计了两种方案：一种是 CPU 直接驱动两个 LCD、从而使电路更简单、成本更低。 理论上、它可以同时将相同的内容写入两个 LCD。 但是这个机制的问题是、不清楚当 CPU 读取一个 LCD 信息时、一个 LCD 是否会受到另一个 LCD 的影响、而另一个 LCD 是在3.3V 下工作的 CPU 是否能够正确驱动5V LCD。 第二种情况是 CPU 通过两个74HCT 245件访问两个 LCD。 这个机制更加复杂并且增加了很多器件、并且占用 CPU 的另外两个引脚、LCDBUS_E1和 LCDBUS_E2。 此外、是否需要在 CPU 和 HCT 245之间添加3.3V 嵌入式保护和隔离电阻？ 此方案的优点是驱动能力高于 CPU 直接驱动能力、并且理论上可以单独控制两个 LCD 的读取和写入。 对于这两种方案、我个人更喜欢 CPU 直接驱动。 此外、LCD 的工作电压为5V 版本和3.3V 版本、但3.3V 版本比5V 版本更昂贵。 因此、如果首选5V 也无法解决3V 5V 转换问题、则它也可以使用3V、但总体方案更简洁、成本不能高于使用5V 版本。    

    CPU 直接驱动 LCD 方案主板 CPU：

    CPU 直接驱动 LCD 方案主板背光和注释：

    CPU 直接驱动 LCD 方案主板 LCD 接口：

    HCT 245驱动器 CPU：

    HCT 245驱动方案 HCT 245和 LCD 接口：

    HCT 245驱动器背光和注释：

    LCD 控制引脚汇总：            

    LCD_A0 (PK7；60英尺)            

    LCD_CS1 (PN3；110英尺)            

    LCD_CS2 (PG0；49英尺)            

    LCD_RST (PG1；50英尺)            

    LCD_DB4~DB7 (PL0~PL3、81~84英尺)            

    LCDBUS_E1 (PL4；85英尺)            

    LCDBUS E2 (PL5；86英尺)            

    Disp_BLA_PW (PF3；45英尺)

    谢谢

    Elsa Duan

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    TI__Guru**** 2513185 points
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    您好、Elsa、

    TM4C 无法承受器件引脚上的5V 输入。 根据您的描述、您需要使用3V 版本、或者您需要使用电压转换器将 TM4C 的5V 信号降至3V。 正如您所确定的、这将导致系统成本增加。

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    TI__Guru**** 2513185 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Elsa、

    您是否不担心使用 带状电缆45'-110'？  最近发现  、通过 UART TX/RX 信号进行远距离线缆传输要容易得多。 Nexion 彩色 LCD 可由423个串行驱动 器驱动、从而将 TM4C1294 UART 信号扩展到超过1000英尺或以上、这些信号都通过屏蔽双绞线(Teflon 涂层线)进行工业应用。  Nexion 正在   通过连接到 Booster Pack 接头的四根6"跳线通过 EK-TM4C1294XL 接收和传输@12-14k CPS、而不会出现任何帧错误(115200bps)。

    CB1可能会在 您选择的 LCD 的距离部分提供建议、如果它甚至可以在没有重大问题的情况下实现。

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    TI__Guru**** 2513185 points
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    其中一个"多人戴耳"送达"最后一个"(边界被忽略) LCD 简报。

    [引用 USER="user5707026"]之前已发送 LCD 模块数据，此处不再重新发送。            [/报价]

    这不是一个特别友好和乐于助人的回应-是吗？   员工和我都已重新阅读您的初始帖子-找不到(明显的) LCD 数据表链接。   再说一次- 1602B 是相当通用的-几家供应商生产这些产品。

    最初的帖子指出了30-50cm 的电缆长度-(以某种方式)现在已经膨胀到45-110英尺！   这种巨大的变化值得(某些)描述-不是吗？

    海报中列出的过去要点代表收到"否/零"评论-因此"添加到混合物" (此处/现在)可能会记录为"无意义"。

    (现在)回答 BP101的询问-这是可疑的(即 没有任何机会！)  MCU (任何 MCU -顺便说一下) 的无辅助 GPIO 信号可以成功传输如此远的距离！    (我们已有多个客户尝试使用此类电缆(5-7米-基于电缆质量-是有史以来最好的)。)    需要定期间隔的放大级、但正确的串行接口证明"数量级"更出色！   

    除此之外、  "ESD "的"开放邀请"和"天线效应"都将此类(非屏蔽电缆长度)呈现为"不可考虑"的决策！   这种长度会使 MCU 本身以及 LCD 受到严重威胁！

    BP101通过串行驱动程序建议使用 UART、但这也需要在 LCD 侧安装第二个 MCU。   (要执行所需的串行至并行数据转换- LCD 需要)   

     (之前) 30-50cm 电缆长度 是"边界"可执行的-"专用延长件"-不是太多！   此应用"批评"使用线路驱动器的正确串行连接"和与 LCD 并置的第二个 MCU (某种形式)。

    标签： 30-50cm 换至110英尺-链接至数据表"被扣"- (海报)无响应...

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    TI__Guru**** 2513185 points
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    您好 CB1

    [引用 USER="CB1_MOBIT]BP101通过串行驱动程序建议使用 UART -但这也需要在 LCD 侧安装第二个 MCU。   (要执行所需的串行至并行数据转换- LCD 需要) 

    MCU 内置在 Nextion LCD 中、 因此   只需在前面 提供3V3 TTL 到 RS423转换器 PCB、并提供+5Vdc、+/-12Vdc 电源。 时间花在硬件上、而 不是数月甚至数年花在 LCD 图形设计上。 对我来说、主要问题是 小工具数据类型的文档不多 、一些反向直观的协议声明后来被发现 具有误导性。

    并非所有串行数据都以 ASCII 发送、 只有命令和文本框。 因此、Number/Xfloat 框、 监测计、波形示波 器数据以原始整数数据类型发送。 在  自定义 Rx/Tx UART 处理程序代码正常工作之前、所有内容都有点混乱。  如果不将 UARTPrintf()用于其他调试控制台等，则可以使用 UARTPrintf()通过 uartstdio.c 命令和发送数据变量  

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    TI__Guru**** 2513185 points
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    [引用 user="BP101"] MCU 内置于 Nexion LCD

    Mon Ami、

    此主题侧重于"普通简"标准2x16字符 LCD (可能有2个)-而不是您的 Nextion。   

    您对 Nextion 使用的"数据和命令"的描述似乎"超出"此主题的关注范围-并且不太可能证明有用。    (除非您可以将海报"更贴"至 Nextion。)

    标签： Nextion (以某种方式)进入框架...

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    TI__Guru**** 2513185 points
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    理想情况下、长途电话需要长途解决 方案海报没有、但没有 考虑 对于典型 LCD 模块甚至是可能的。 出于这个原因、我离开了、至少在海报回复时、我对解决 他们发布的问题有一定的兴趣。