Roland Fantom XR屏幕完全修復記

rgwan

眾所周知，Roland Fantom XR音源有一個壞毛病：屏幕損壞。其中屏幕損壞的主要原因是它排線的設計缺陷：使用碳膜排線，04年左右推出的音源在08年左右過保后開始大面積壞屏。以至于現在二手市場上幾乎見不到幾臺有完美屏的Roland Fantom XR（也因此Fantom XR的二手價格都非常的低）

而我恰好有一個幾乎20年歷史的Fantom XR。它也不負眾望的壞了屏。考慮到屏幕的排線<0.5mm間距，手動接排線這種事情我是實在不想干，浪費時間又不能完全解決問題，畢竟排線本身還是碳膜和銀漿做的，接好了不知道什么時候又壞掉了。

那么，是否有一種一勞永逸，完美解決問題的方法呢？答案是肯定的。Fantom XR的維修手冊上已經標明了屏幕接口的定義，用一個單片機做一下協議轉換，接上COG的代用屏幕，即可完美解決問題。

在開始之前，首先需要知道Fantom XR的LCD驅動時序長什么樣，于是需要用邏輯分析儀測出屏幕驅動的時序。如下圖所示：

其中對LCD最密集的訪問間隔為3.6微秒，選通脈沖寬度為160納秒，數據保持時間為320納秒。

經過一些簡單的分析，我完全理清楚了該屏幕的驅動時序，于是做出了屏幕在PC上的模擬器，成功在PC上重現了Fantom XR的啟動過程：

根據以上的時序分析（160ns的data holdtime），是絕對不可能直接使用單片機去直接響應總線的寫操作的：因為數據持續時間太短了。即使按照72MHz的M3來計算，機器周期為13ns，160ns也是12個周期。如果直接暴力響應中斷的話，NVIC固定12或者16個周期的延遲會導致CPU剛進入中斷后總線數據就消失。那么，除了CPLD或者FPGA這樣比較麻煩的方案，就沒有其他低成本的簡單方案了嗎？

也不盡然，樹莓派RP2040芯片內置PIO功能，能夠簡單對PIO外設編程一段最長32步的微碼，讓它處理總線時序，并轉成FIFO接口。這樣CPU就不需要直接硬扛270kHz的中斷了。也就解決了這個問題。

但是最后，我放棄了樹莓派RP2040芯片做協議轉換的方案。原因是因為是Fantom XR的LCD總線是5V電平的，而RP2040本身IO不支持5V容忍。因此考慮到總是需要74去做電平轉換的，不如干脆用74順手把電平轉換和總線時序都做掉了。這樣的話，有無數兼容芯片的STM32就成了首選，這樣也就不容易被芯片停產或者斷供影響。因為兼容片早已爛大街了。

然后我花了一天的業余時間設計了一塊轉接板，最終硬件如下：

顯示效果如下視頻所示：

bilibili原地址：https://www.bilibili.com/video/BV1Q14y1Q7Mo

如果有壇友有需要，可以在咸魚搜索“Fantom XR代用屏”聯系我獲取代用屏幕。

Ray2000

完美????