GT31L16M1Y80標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)陣漢字庫芯片：技術(shù)全解析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，漢字庫芯片是實(shí)現(xiàn)文字顯示等功能的關(guān)鍵部件。今天我們就來深入了解上海高通半導(dǎo)體有限公司的GT31L16M1Y80標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)陣漢字庫芯片。

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一、芯片概述

GT31L16M1Y80是一款16x16點(diǎn)陣字庫芯片，支持GB18030國標(biāo)漢字，同時(shí)兼容UNICODE編碼，排列格式為豎置橫排。用戶能通過字符內(nèi)碼，依據(jù)用戶手冊提供的方法算出該字符點(diǎn)陣在芯片中的地址，進(jìn)而從該地址連續(xù)讀出字符點(diǎn)陣信息。此外，芯片還為客戶提供1M字節(jié)的可自由讀寫空間，包含256個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)4K字節(jié)或16頁，每頁256字節(jié)，自由讀寫空間地址范圍是0x000000 - 0Xfffff，該空間在各廠商燒錄器中的型號為GT16G80，可重復(fù)擦寫10萬次以上。

二、芯片特點(diǎn)

接口與排列

• 數(shù)據(jù)總線采用SPI串行總線接口，方便與其他設(shè)備進(jìn)行通信。
• 點(diǎn)陣排列方式為豎置橫排，這種排列方式在顯示漢字等字符時(shí)具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

電氣特性

• 時(shí)鐘頻率最大可達(dá)120MHz（@3.3V），能滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/li>
• 工作電壓范圍為2.7V - 3.6V，具有較寬的電壓適應(yīng)范圍。
• 工作電流為12mA，待機(jī)電流僅5uA，功耗較低。
• 工作溫度范圍是 -40℃ - 85℃，能適應(yīng)較為惡劣的環(huán)境。

封裝與字符集

• 封裝形式為SOP8 - B。
• 字符集豐富，涵蓋中文GB18030，字號為16x16點(diǎn)陣，同時(shí)兼容UNICODE。

三、芯片內(nèi)容

四、操作指令

指令參數(shù)

具體指令操作

• 一般讀?。≧ead Data Bytes）：先將片選信號(CS#)置低，接著通過串行數(shù)據(jù)輸入引腳(SI)移位輸入1個(gè)字節(jié)的命令字(03h)和3個(gè)字節(jié)的地址，每一位在串行時(shí)鐘(SCLK)上升沿被鎖存。然后該地址的字節(jié)數(shù)據(jù)通過串行數(shù)據(jù)輸出引腳(SO)移位輸出，每一位在串行時(shí)鐘(SCLK)下降沿被移出。讀取字節(jié)數(shù)據(jù)后，將片選信號(CS#)置高結(jié)束操作；若片選信號(CS#)保持低電平，下一個(gè)地址的字節(jié)數(shù)據(jù)會繼續(xù)輸出。
• 快速讀取點(diǎn)陣數(shù)據(jù)（Read Data Bytes at Higher Speed）：片選信號(CS#)置低后，輸入1個(gè)字節(jié)的命令字(0Bh)、3個(gè)字節(jié)的地址以及一個(gè)字節(jié)的Dummy Byte，后續(xù)操作與一般讀取類似。例如讀取一個(gè)15x16點(diǎn)陣漢字需要32Byte，連續(xù)讀取32個(gè)字節(jié)后結(jié)束操作。
• 寫使能（Write Enable）：CS#變低，發(fā)送Write Enable命令（06h），然后CS#變高。
• 寫非能（Write Disable）：CS#變低，發(fā)送Write Disable命令（04h），然后CS#變高。
• 頁寫入（Page Program）：CS#變低，發(fā)送Page Program命令（02h），接著發(fā)送3字節(jié)地址，再發(fā)送數(shù)據(jù)，最后CS#變高。
• 扇區(qū)擦除（Sector Erase）：CS#變低，發(fā)送Sector Erase命令（20h），發(fā)送3字節(jié)地址，然后CS#變高。

芯片狀態(tài)相關(guān)

• 讀芯片狀態(tài)時(shí)序：發(fā)送命令05H，然后讀取芯片狀態(tài)寄存器的B7 - B0位。
• 芯片狀態(tài)寄存器說明：Status Reqister的B0位（WIP）可用于判斷芯片是否處于忙狀態(tài)，WIP為1時(shí)表示忙，為0時(shí)表示空閑。

五、自由可讀寫空間

存儲組織

每設(shè)備有1M字節(jié)，分為16塊，每塊64K字節(jié)；每塊包含16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)4K字節(jié)；每個(gè)扇區(qū)有16頁，每頁256字節(jié)。

存儲塊、扇區(qū)結(jié)構(gòu)

塊和扇區(qū)有對應(yīng)的地址范圍，例如塊255的地址范圍是0x0FF000 - 0x0FFFFF，塊0的地址范圍是0x000000 - 0x000FFF等。

六、引腳描述與電路連接

引腳配置

采用SOP8 - B封裝，引腳分別為CS#（片選輸入）、SO（串行數(shù)據(jù)輸出）、NC（懸空）、GND（地）、SI（串行數(shù)據(jù)輸入）、SCLK（串行時(shí)鐘輸入）、HOLD#（總線掛起）、VCC（電源 + 3.3V）。

引腳功能

• 串行數(shù)據(jù)輸出(SO)：數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的下降沿移出。
• 串行數(shù)據(jù)輸入(SI)：數(shù)據(jù)在時(shí)鐘的上升沿移入。
• 串行時(shí)鐘輸入(SCLK)：數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入，下降沿移出。
• 片選輸入(CS#)：所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于CS#下降沿，傳輸期間保持低電平，兩條指令之間保持高電平。
• HOLD#：用于片選信號有效期間暫停數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)HOLD#信號變?yōu)榈颓掖袝r(shí)鐘信號(SCLK)處于低電平時(shí)，進(jìn)入總線掛起狀態(tài)；當(dāng)HOLD#信號變?yōu)楦咔掖袝r(shí)鐘信號(SCLK)處于低電平時(shí)，結(jié)束總線掛起狀態(tài)。

SPI接口與主機(jī)接口參考電路

SPI與主機(jī)接口電路連接可參考相應(yīng)示意圖，HOLD管腳建議接2K電阻3.3V拉高。

七、電氣特性

絕對最大額定值

DC特性

AC特性

八、封裝尺寸

芯片采用SOP8 - B封裝，尺寸為5.28mmX7.90mm(206milX311mil)，詳細(xì)尺寸參數(shù)見文檔中的表格。

九、字庫排置

點(diǎn)陣排列格式

每個(gè)漢字以點(diǎn)陣字模形式存儲，每個(gè)點(diǎn)用一個(gè)二進(jìn)制位表示，存1的點(diǎn)顯示亮點(diǎn)，存0的點(diǎn)不顯示。點(diǎn)陣排列為豎置橫排，一個(gè)字節(jié)的高位表示下面的點(diǎn)，低位表示上面的點(diǎn)，排滿一行后再排下一行。

15X16點(diǎn)漢字排列格式

15X16點(diǎn)漢字信息需32個(gè)字節(jié)表示，其點(diǎn)陣數(shù)據(jù)豎置橫排，具體排列結(jié)構(gòu)有詳細(xì)說明。

16點(diǎn)陣不等寬ASCII方頭(Arial)字符排列格式

16點(diǎn)陣不等寬字符信息需34個(gè)字節(jié)表示，BYTE0 - BYTE1存放點(diǎn)陣寬度數(shù)據(jù)，BYTE2 - 33存放豎置橫排點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。根據(jù)BYTE0 - BYTE1的寬度數(shù)據(jù)，可對下一個(gè)字的顯示或排版提供參考。

十、點(diǎn)陣數(shù)據(jù)驗(yàn)證

客戶可將芯片內(nèi)“A”的數(shù)據(jù)調(diào)出與給定數(shù)據(jù)對比。若一致，表示SPI驅(qū)動(dòng)正常工作；若不一致，則需重新編寫驅(qū)動(dòng)。排置為Y（豎置橫排）、點(diǎn)陣大小8X16的字母“A”點(diǎn)陣數(shù)據(jù)為00 E0 9C 82 9C E0 00 00 0F 00 00 00 00 00 0F 00；排置為W（橫置橫排）、點(diǎn)陣大小8X16的字母“A”點(diǎn)陣數(shù)據(jù)為00 10 28 28 28 44 44 7C 82 82 82 82 00 00 00 00。

GT31L16M1Y80標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)陣漢字庫芯片在漢字顯示等應(yīng)用場景中具有重要作用，電子工程師們在設(shè)計(jì)相關(guān)產(chǎn)品時(shí)，可依據(jù)上述特性和參數(shù)進(jìn)行合理選擇和應(yīng)用。大家在實(shí)際使用中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)交流分享。