RAiO RA8816N 144x65 圖形/文字 LCD 驅動控制器 規格書 Version 1.0 February 19, 2013 RAiO Technology Inc. @Copyright RAiO Technology Inc. 2011, 2012, 2013 RAiO TECHNOLOGY INC. 1/8 www.raio.com.tw RA8816N 144x65 圖形/文字 LCD 驅動控制器 Preliminary Version 1.0 1. 簡介 RA8816N 是一個中英文文字與繪圖模式的點矩陣液晶顯示 (LCD) 驅動控制器，內建 256K bytes 的 ROM 字形碼，可以顯示中文字型、數字符號、英日歐文等字母，並且內建 1170 bytes 的顯示記憶體，可支援 到 144 x 65 的 LCD Panel。RA8816N 也提供 450 bytes 的捲動 Buffer，能以內建硬體支援水平與垂直的 捲動功能，以達到捲動時畫面不斷平移更新的效果。 在文字模式中，RA8816N 支援繁體中文 (BIG5) 或簡體中文 (GB2312) 或日文 (S-JIS) 字碼，以及小 ASCII (8x8)、大 ASCII (8x16)，支援英文、日文及大部份的歐文、俄文與拉丁文 (ISO 8859-1/5/9/15/16)， MCU 可接收標準文字內碼直接顯示字型，而不需要花費太多的時間。RA8816N 亦整合了強大的硬體功 能，包括對比度調整、4x5 的鍵盤掃描介面 (Key Scan) 與 8 根 General Purpose I/O。 RA8816N 是一個具高度整合的 LCD Controller 與 Driver，它可大量節省系統開發的時間。同時也因整合 了多項的實用介面與顯示功能，因此在系統開發時可選用成本較低的 MPU 作為搭配，不僅快速、便捷、 好用，更能節省許多的開發成本。 2. 特性 支援文字與繪圖兩種混和顯示模式 支援 8080 / 6800、8 / 4-bit MPU 介面和 3-wire 或 4-wire 同步串列介面 內建 256KB 字型 ROM: 中文繁體字庫 (BIG5) 或 簡 體一 級與 二 級常 用字 庫 (GB2312) 或 S-JIS 日文字庫及英文、日文、ASCII、歐文-拉丁語系 (Latin, Latin-ext A, Latin-ext B) 支援 ASCII 8x8 英文字型，8x16 半形，16x16 全形簡體中文或是繁體中文 最大可支援 144Seg x 65Com LCD 面板: 4 行 x 9 個中文字 (16x16 字型)，或 8 行 x18 個 英文字 (8x8 字型) 內建 256 bytes 顯示記憶體供自建字型 內建 1170 bytes 顯示記憶體 (Display RAM) 以及 450 bytes 的捲動 Buffer 內建升壓電路 2X~4X (Voltage Booster)、電 壓調整電路 (Voltage Regulator)、電壓隨耦 電路 (Voltage Follower) 支援 1/65 Duty，1/9~1/5 Bias 的 Panel 8 根通用 I/O 腳位 內建 4x5 鍵盤掃描介面 (Key Scan) 支援水平及垂直捲動功能 內建 32 階對比調整控制電路 內建 RC 振盪器 電源操作範圍：COG Module Æ 2.7~3.6V 包裝: Gold Bump Die 表 2-1 : Ordering Information Parts Number Package and Font Type RA8816N-T Au-Bump Die, Traditional Chinese (BIG5) RA8816N-S Au-Bump Die, Simplified Chinese (GB2312) RA8816N-J Au-Bump Die, Japanese (S-JIS) RAiO TECHNOLOGY INC. 2/8 www.raio.com.tw RA8816N 144x65 圖形/文字 LCD 驅動控制器 Preliminary Version 1.0 3. 系統方塊圖 MPU LCD Panel RA8816N 4x5 Key Scan GPIO 圖 3-1 : System Block 圖 3-1是以RA8816N為核心的系統方塊圖，RA8816N內部主要是由顯示記憶體、256KB字型ROM、暫存 器 (Command Registers)、LCD控制器、LCD驅動器 (Driver)、升壓電路、分壓電路、微控制器介面 (MPU I/F) 及鍵盤掃描電路等所組成。圖 3-2則是RA8816N的內部方塊圖。 DB[7:0] 1170+450bytes Display RAM + Buffer RD(EN) WR(R/W) MPU I/F Block CS D/C(RS) 256bytes CGRAM 256Kx8 Font ROM C86 LCDC Control Block BIT4 P/S Cursor Control Register KST[3:0] KIN[4:0] INT Key Scan Control Block & INT IO[7:0] CLK_SEL EXT_CLK Scroll Control Scan Control Block Driver I/F GPIO RC Oscillator Voltage Regulator VR Voltage Follower VREF Voltage Booster RST TEST[2:0] TP[6:0] Test & Power Circuit 144 Segment Drivers C[3:1]P C[2:1]M V0~V4 VOUT 65 Common Drivers SEG0~SEG143 COM0~COM63 COMS_A COMS_B 圖 3-2 : Internal Block RAiO TECHNOLOGY INC. 3/8 www.raio.com.tw RA8816N 144x65 圖形/文字 LCD 驅動控制器 Preliminary Version 1.0 4. 腳位定義 4-1 MPU 介面 表 4-1 Pin Name I/O Description 資料匯流排 (Data Bus) 負責在 RA8816N 及微處理器 (MPU) 之間做資料傳送與接收。 當 MPU 爲 8 位元模式下，DB[7:0] 全部有效，當 MPU 爲 4 位元模式下，只 有 DB[3:0] 為有效，高位元組 DB[7:4] 無效需浮接。 當腳位 P/ S = 1 時，此時為平行並列介面，DB[7:0] 為位址 / 資料傳輸線， 當腳位 P/ S = 0 時，MPU 與 RA8816N 之介面為串列模式 (Serial Mode)，此 時 DB[7:6] (SMOD[1:0]) 為輸入腳位用來決定哪一種串列模式設定。 DB[7:0] DB0: SCK DB1: SDA/SDO DB2: RS/SDI SMOD: 串列介面模式 0 0 : 保留 I/O DB3: CS DB[7:6]: SMOD 0 1 : 三線式傳輸 (3-Wire) ，使用到 SCK, SDA, CS 1 0 : 四線式傳輸 (4-Wire, A-Type) ，使用到 SCK, SDA, RS, CS 1 1 : 四線式傳輸 (4-Wire, B-Type) ，使用到 SCK, SDO, SDI, CS 在串列模式下，信號皆由 DB[3:0] 來定義，說明如下: SCK (DB0) : 串列時脈 -- Serial Clock。 SDA (DB1) : 雙向串列資料 -- Bi-direction Mode Serial Data。 SDO (DB1) : 串列資料輸出 -- Data Out。 RS (DB2) : 記憶體/暫存器週期選擇 – Memory / Register Cycle Select。 SDI (DB2) : 串列資料輸入-- Serial Data In。 CS (DB3) : 晶片選取 -- Chip Select，低電位時動作。 控制訊號 (Read Control or Enable) RD EN I 當使用 8080 系列的 MPU 時， RD 爲資料讀取訊號，在低電位動作。 當使用 6800 系列的 MPU 時，EN 爲 Enable 訊號，在高電位動作。 控制訊號 (Write Control or Read-Write Control) WR R/ W I 當 MPU 爲 8080 系列時，此腳位爲資料寫入訊號 ( WR )，於低電位動作。當 MPU 爲 6800 系列時，此腳位爲讀取/寫入訊號 (R/ W )，高電位時表示爲讀取 的動作，低電位時表示爲寫入的動作。 控制訊號 (Data/Command Select or Register Select) 當 MPU 爲 8080 系列時，此腳位為 Data 與 Command 的選擇信號，D/ C 為 0 時表示暫存器存取週期 (Command Cycle)，爲 1 表示資料存取週期(Data D/ C RS I Cycle)。 當 MPU 爲 6800 系列時，此腳位爲 RS 信號，RS 為 0 時表示暫存器存取週期， 爲 1 表示資料存取週期。 在串列模式此腳位不被使用，請接到 VDD。 RAiO TECHNOLOGY INC. 4/8 www.raio.com.tw RA8816N 144x65 圖形/文字 LCD 驅動控制器 Preliminary Version 1.0 Pin Name CS I/O I Description 晶片選取 (Chip Select) 當 CS 是 Low 時，RA8816N 會處於致能，可接受指令，反之則不可接受指令。 在串列模式此腳位不被使用，請接到 VDD。 中斷訊號 (Interrupt Signal) INT O 中斷信號，連接 MPU 端以回報 RA8816N 的狀況。平時為 High，設定中斷發 生時為 Low。 MPU 選擇 (MPU Select) 當 MPU 介面為並列模式時，此腳位用來選擇 MPU 介面是 8080 系列或 6800 C86 I 系列。 C86 = 0 Î 8080 系列 MPU 介面。 C86 = 1 Î 6800 系列 MPU 介面 (Default)。 在串列模式此腳位不被使用，請接到 VDD。 資料位元選擇 (Data Bit Select) 當 MPU 介面為並列模式時，此腳位用來選擇 MPU 介面的資料傳輸是 8 位元 BIT4 I 或 4 位元。 BIT4 = 0Î 8 位元資料傳輸介面。 BIT4 = 1Î 4 位元資料傳輸介面 (Default)。 在串列模式此腳位不被使用，請接到 VDD。 P/ S I RAiO TECHNOLOGY INC. 串並列選擇 (Parallel/Serial Select) P/ S = 0 Î MPU 介面為串列模式 (Default)，請參考 DB[7:6] 的設定。 P/ S = 1 Î MPU 介面為並列模式。 5/8 www.raio.com.tw RA8816N 144x65 圖形/文字 LCD 驅動控制器 Preliminary Version 1.0 4-2 Clock 與Power介面 表 4-2 Pin Name I/O Description V0~V4 O C[3:1]P，C[2:1]N I 升壓電路 (Booster) 外接電容接腳 VOUT O 升壓電路的輸出電壓 VREF I VR I LCD 驅動的電壓源 其電壓之間的關係為 VOUT>V0≧V1≧V2≧V3≧V4≧VSS。 電壓調整器 (Regulator) 的輸入參考電壓 當選擇外部參考電壓輸入時電壓調整器的參考電壓。 電壓調整器 (Regulator) 的分壓輸入端 當電壓調整器選擇外部分壓電阻時輸入時，由此腳位接入。 時脈選擇 (Clock Select) CLK_SEL I CLK_SEL = 1 Î 選擇內部時脈 (Default)，時脈由內部之 RC 電路產生。 CLK_SEL = 0 Î 選擇外部時脈，時脈由 EXT_CLK 輸入。 外部時脈輸入 (External Clock) EXT_CLK I 當 CLK_SEL = 0 時，選擇外部時脈，時脈由此腳位輸入。當 CLK_SEL = 1 時，此腳位不被使用，應接到 VDD 或 GND。 VDD VDDP GND GNDP P 電源輸入 P 電源接地 4-3 LCD Panel介面 表 4-3 Pin Name I/O Description SEG0 ~ SEG143 O 驅動 IC 的 Segment 信號 COM0 ~ COM63 O 驅動 IC 的 Common 信號 COMS_A COMS_B O DUMY[5:0] O Icon Common 信號 連接 Icon 的 Common 可以選擇 COMS_A 或 COMS_B 信號。 Dummy PAD 信號 RAiO TECHNOLOGY INC. 不需連接使用，請保持浮接 (NC)。 6/8 www.raio.com.tw RA8816N 144x65 圖形/文字 LCD 驅動控制器 Preliminary Version 1.0 4-4 Misc. 表 4-4 Pin Name I/O KST[3:0] O KIN[4:0] I IO[7:0] I/O Description 鍵盤輸出信號 (Key Strobe Output) 鍵盤輸入信號 (Key Data Input) 這些腳位不被使用到的，請接到 VDD。 通用 I/O 信號(General Purpose I/O) 外部重置信號 (Reset) RST I RST = 0 Æ RA8816N 將被初始化。 RST = 1 Æ 正常狀態。 TEST[2:0] I 測試接腳 此為測試專用腳位，請直接接到 GND。 TP[6:0] I Test Pins 此為測試專用腳位，請保持浮接 表 4-5 : 串、並列模式之使用腳位定義 Parallel Mode Pin Name 8080 I/O Serial Mode 6800 8Bit 4Bit 8Bit 4Bit 4-Wire 4-Wire (A-Type) (B-Type) 3-Wire DB7 I/O DB7 --*1 0 -- 0 1 1 DB6 I/O DB6 -- 1 -- 2 0 1 DB5 I/O DB5 -- -- -- -- -- -- DB4 I/O DB4 -- -- -- -- -- -- DB3 I/O DB3 DB3 DB3 DB3 CS CS CS DB2 I/O DB2 DB2 DB2 DB2 -- RS SDI DB1 I/O DB1 DB1 DB1 DB1 SDA SDA SDO DB0 I/O DB0 DB0 DB0 DB0 SCK SCK SCK RD , EN I RD RD EN EN 1*2 1*2 1*2 WR , R/ W I WR WR R/ W R/ W 1*2 1*2 1*2 D/ C , RS I D/ C D/ C RS RS 1*2 1*2 1*2 CS I CS CS CS CS 1 1 1 C86 I 0 0 1 1 1 1 1 BIT4 I 0 1 0 1 1 1 1 P/ S I 1 1 1 1 0 0 0 Note1 : “--" 表示此腳位不被使用，請保持浮接 (NC)。 Note2 : 串列模式時，沒用到的並聯介面信號要接到 VDD 。 RAiO TECHNOLOGY INC. 7/8 www.raio.com.tw 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 GND GND GND GND GNDP GNDP VDDP VDDP VDD VDD VDD 319 318 317 316 315 314 313 312 311 310 309 308 307 306 305 304 303 302 301 300 299 298 297 296 295 294 293 292 291 290 289 288 287 286 285 284 283 282 281 280 279 278 277 276 275 274 273 272 271 270 269 268 267 266 265 264 263 262 261 260 259 258 257 256 255 254 253 252 251 250 249 248 247 246 245 244 243 242 241 240 239 238 237 236 235 234 233 232 231 230 229 228 227 226 225 224 223 222 221 220 219 218 217 216 215 214 213 212 211 210 209 208 207 206 205 204 203 202 201 200 199 198 197 196 195 194 193 192 191 190 189 188 187 186 185 184 183 182 181 180 179 178 177 176 175 174 173 172 171 170 169 168 167 166 165 164 163 162 161 160 159 158 157 156 155 154 153 152 151 150 149 148 147 146 145 144 143 DUMY5 COM50 COM51 COM52 COM53 COM54 COM55 COM56 COM57 COM58 COM59 COM60 COM61 COM62 COM63 COMS_A SEG143 SEG142 SEG141 SEG140 SEG139 SEG138 SEG137 SEG136 SEG135 SEG134 SEG133 SEG132 SEG131 SEG130 SEG129 SEG128 SEG127 SEG126 SEG125 SEG124 SEG123 SEG122 SEG121 SEG120 SEG119 SEG118 SEG117 SEG116 SEG115 SEG114 SEG113 SEG112 SEG111 SEG110 SEG109 SEG108 SEG107 SEG106 SEG105 SEG104 SEG103 SEG102 SEG101 SEG100 SEG99 SEG98 SEG97 SEG96 SEG95 SEG94 SEG93 SEG92 SEG91 SEG90 SEG89 SEG88 SEG87 SEG86 SEG85 SEG84 SEG83 SEG82 SEG81 SEG80 SEG79 SEG78 SEG77 SEG76 SEG75 SEG74 SEG73 SEG72 SEG71 SEG70 SEG69 SEG68 SEG67 SEG66 SEG65 SEG64 SEG63 SEG62 SEG61 SEG60 SEG59 SEG58 SEG57 SEG56 SEG55 SEG54 SEG53 SEG52 SEG51 SEG50 SEG49 SEG48 SEG47 SEG46 SEG45 SEG44 SEG43 SEG42 SEG41 SEG40 SEG39 SEG38 SEG37 SEG36 SEG35 SEG34 SEG33 SEG32 SEG31 SEG30 SEG29 SEG28 SEG27 SEG26 SEG25 SEG24 SEG23 SEG22 SEG21 SEG20 SEG19 SEG18 SEG17 SEG16 SEG15 SEG14 SEG13 SEG12 SEG11 SEG10 SEG9 SEG8 SEG7 SEG6 SEG5 SEG4 SEG3 SEG2 SEG1 SEG0 COM31 COM30 COM29 COM28 COM27 COM26 COM25 COM24 COM23 COM22 COM21 COM20 COM19 COM18 COM17 COM16 DUMY4 Preliminary Version 1.0 PT5 PT6 PT7 RA8816N 9900 x 1968 PT14 RAiO TECHNOLOGY INC. (0, 0) Y PT16 PT17 Icon PT18 #N 8/8 PT15 PT19 PT11 PT12 PT9 PT13 PT10 PT20 RST 116 TEST2 117 TEST1 118 TEST0 119 GND 120 GND 121 VDD 122 VDD 123 PT1 PT2 DB7 81 DB6 82 DB5 83 DB4 84 DB3 85 DB2 86 DB1 87 DB0 88 RD 89 WR 90 D/C 91 CS 92 C86 93 BIT4 94 P/S 95 INT 96 EXT_CLK 97 CLK_SEL 98 KOUT3 99 KOUT2 100 KOUT1 101 KOUT0 102 KIN4 103 KIN3 104 KIN2 105 KIN1 106 KIN0 107 IO7 108 IO6 109 IO5 110 IO4 111 IO3 112 IO2 113 IO1 114 IO0 115 PT14 VDD 80 PT3 GND 79 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 P1 V1 V1 V1 V1 V2 V2 V2 V2 V3 V3 V3 V3 V4 V4 V4 V4 VREF VREF VR VR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 DUMY0 COM49 COM48 COM47 COM46 COM45 COM44 COM43 COM42 COM41 COM40 COM39 COM38 COM37 COM36 COM35 COM34 COM33 COM32 DUMY1 TP6 TP5 TP4 TP3 TP2 TP1 TP0 VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT VOUT C3P C3P C2N C2N C2P C2P C1N C1N C1P C1P V0 V0 V0 V0 RA8816N 144x65 圖形/文字 LCD 驅動控制器 5. 腳位圖 5-1 COG Pad PT14 PT2 Top View PT4 X Logo PT5 PT8 142 141 140 139 138 137 136 135 134 133 132 131 130 129 128 127 126 125 124 RAIO RA8816 P2 圖 5-1：腳位圖 144x65 COG RA8816N FPC #1 圖5-2：COG 模組 www.raio.com.tw DUMY3 COM15 COM14 COM13 COM12 COM11 COM10 COM9 COM8 COM7 COM6 COM5 COM4 COM3 COM2 COM1 COM0 COMS_B DUMY2