RXマイコンを使ったLCDユニットの製作（２）

３．回路

３－１．回路の概要

製作したLCDユニットの回路図を下記に示します。
回路図を見てわかるように、マイコンとLCDC評価ボードの接続は、他でよく見かけるようなSPI接続ではありません。「ダイレクト16ビットモード１」といわれる方法でマイコンの外部バスに接続します。SPI接続より配線本数が多いですが、高速にアクセスできるハズです。
また、マイコンにはメモリ（512KB SRAM）を増設しています。増設メモリについては以降に詳しく説明します。
このLCDユニットは、ホスト機器（表示を行う上位の機器）からの指示に従って表示を行う端末です。後ほど説明しますが、通信インタフェースにはRS-485を用いています。
下記のI/F基板の回路図は、LCDC評価ボードのJ5,J9,J8の接続を示すものです。ただし、J8とJ9は同一ピン接続になっているので省略しています。

・メイン基板の回路図

・I/F基板の回路図

３－２．メモリを増設

LCDコントローラには384KBのVRAMが内蔵されていて、ここにカラーコードを書き込むだけでフルカラーの画像が表示可能なのですが、裏画面機能とレイヤー機能を実現するため、マイコンにSRAMを増設しています。
使用したSRAMは、256KB×16bitのCY7C1041DV33（CYPRESS製）という、アクセスタイム10nSの高速SRAMです。これも秋月電子通商で購入しました。SRAMは、マイコンの外部アドレス空間（CS領域）のエリア４（CS4）に配置しました。
エリア４のアクセスモードは、バス幅16ビットで「1ライトストローブモード」というモードにします。「1ライトストローブモード」というのは、ライトストローブ信号にWR#の１本を使い、上位バイトや下位バイトなどのバイト位置の指定にはバイトコントロール信号BC3#～BC0#を使うというものです。アクセスモードの詳細については、『RX62Nグループ、RX621グループユーザーズマニュアル　ハードウェア編』をご覧ください。
ちなみに、LCDC評価ボードもSRAMと同じ接続なので、そのアドレス空間（エリア５に配置）もバス幅16ビットの「1ライトストローブモード」に設定します。

３－３．シリアルフラッシュの利用

LCDC評価ボードに載っている16MbitのSPI接続シリアルフラッシュメモリ（M25P16）は画像メモリとして使用します。そのため、LCDC評価ボードのJ4-47～50ピンをマイコンのRSPI0ポート端子（MISOA,MOSIA,RSPCLKA,SSLA0）に接続します。

３－４．RS-485インタフェース

RS-485はホスト機器と通信するためのインタフェースです。ADM3485（ANALOG DEVICES）はRS-485トランシーバICで、DC3.3Vで使用できるものです。
このLCDユニットは、RS-485通信を使ったホスト機器からの指示（コマンド）で描画を行うディスプレイなので、必ずホスト機器と接続する必要があります。
RS-485は二線式半二重の調歩同期（非同期）通信で、そのプロトコルは後ほど説明します。RS-485は最近あまり見かけないかもしれませんが、半二重にすれば２線のみで接続可能なのが特長です。また、調歩同期通信は通信速度が遅いのですが、プログラムが容易で大抵のマイコンがI/Fを持っているので採用しました。

３－５．バックライトの調整

LCDバックライトの明るさを自動調整するため、フォトトランジスタNJL7502Lを使って周囲の明るさを測定します。つまり、周囲が明るい時はバックライトを明るく、周囲が暗い時には暗くします。
バックライトの明るさは、マイコンのMTU（マルチファンクションタイマパルスユニット）によるPWM出力を使って制御します。そのPWM出力のデューティー比は、測定した周囲の明るさによって変化するようプログラムしています。
ただ、明るさを制御するためのレギュレータの端子（LED_CTRL）がLCDC評価ボードのJ4ではなくJ5にあるので、J5から電線で引き出して接続する必要があります。

３－６．E1エミュレータの接続

プログラムの開発にはルネサスエレクトロニクスのE1エミュレータを使用します。しかし、RX621マイコンボードにはJTAGコネクタがありませんので、メイン基板上に14ピンのJTAG用コネクタを実装しました。

３－７．リセット回路

M51957BL（三菱、現ルネサス）を使ったリセット回路を載せています。RX621マイコンボードにはCRによるリセット回路があるのですが、DC5Vのレベルによるリセットとするため追加しています。ちなみにこの回路では、DC5Vが約4.5V以下でリセット状態となります。

■参考資料■
（１）RX62Nグループ、RX621グループユーザーズマニュアル　ハードウェア編　：ルネサスエレクトロニクス
（２）RXファミリユーザーズマニュアル　ソフトウェア編　：ルネサスエレクトロニクス
（３）RXファミリ C/C++コンパイラ、アセンブラ、最適化リンケージエディタコンパイラパッケージユーザーズマニュアル　：ルネサスエレクトロニクス