Roland Fantom XR屏幕完全修复记

rgwan

众所周知，Roland Fantom XR音源有一个坏毛病：屏幕损坏。其中屏幕损坏的主要原因是它排线的设计缺陷：使用碳膜排线，04年左右推出的音源在08年左右过保后开始大面积坏屏。以至于现在二手市场上几乎见不到几台有完美屏的Roland Fantom XR（也因此Fantom XR的二手价格都非常的低）

而我恰好有一个几乎20年历史的Fantom XR。它也不负众望的坏了屏。考虑到屏幕的排线<0.5mm间距，手动接排线这种事情我是实在不想干，浪费时间又不能完全解决问题，毕竟排线本身还是碳膜和银浆做的，接好了不知道什么时候又坏掉了。

那么，是否有一种一劳永逸，完美解决问题的方法呢？答案是肯定的。Fantom XR的维修手册上已经标明了屏幕接口的定义，用一个单片机做一下协议转换，接上COG的代用屏幕，即可完美解决问题。

在开始之前，首先需要知道Fantom XR的LCD驱动时序长什么样，于是需要用逻辑分析仪测出屏幕驱动的时序。如下图所示：

其中对LCD最密集的访问间隔为3.6微秒，选通脉冲宽度为160纳秒，数据保持时间为320纳秒。

经过一些简单的分析，我完全理清楚了该屏幕的驱动时序，于是做出了屏幕在PC上的模拟器，成功在PC上重现了Fantom XR的启动过程：

根据以上的时序分析（160ns的data holdtime），是绝对不可能直接使用单片机去直接响应总线的写操作的：因为数据持续时间太短了。即使按照72MHz的M3来计算，机器周期为13ns，160ns也是12个周期。如果直接暴力响应中断的话，NVIC固定12或者16个周期的延迟会导致CPU刚进入中断后总线数据就消失。那么，除了CPLD或者FPGA这样比较麻烦的方案，就没有其他低成本的简单方案了吗？

也不尽然，树莓派RP2040芯片内置PIO功能，能够简单对PIO外设编程一段最长32步的微码，让它处理总线时序，并转成FIFO接口。这样CPU就不需要直接硬扛270kHz的中断了。也就解决了这个问题。

但是最后，我放弃了树莓派RP2040芯片做协议转换的方案。原因是因为是Fantom XR的LCD总线是5V电平的，而RP2040本身IO不支持5V容忍。因此考虑到总是需要74去做电平转换的，不如干脆用74顺手把电平转换和总线时序都做掉了。这样的话，有无数兼容芯片的STM32就成了首选，这样也就不容易被芯片停产或者断供影响。因为兼容片早已烂大街了。

然后我花了一天的业余时间设计了一块转接板，最终硬件如下：

显示效果如下视频所示：

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

如果有坛友有需要，可以在咸鱼搜索“Fantom XR代用屏”联系我获取代用屏幕。

Ray2000

完美????