小車(chē)電子產(chǎn)品顯示系統(tǒng)畢業(yè)論文.doc

小車(chē)電子產(chǎn)品顯示系統(tǒng)畢業(yè)論文1 緒論 目前，科學(xué)技術(shù)處于不斷的發(fā)展當(dāng)中，電子產(chǎn)品日益更新，已經(jīng)成為我們生活中必不可少的一部分，不論是日常生活還是工業(yè)應(yīng)用等等，都已經(jīng)與電子技術(shù)緊密的聯(lián)系在一起。從瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)開(kāi)始，世界技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到了一個(gè)新的時(shí)期，伴隨著第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的出世，科學(xué)技術(shù)就有了一個(gè)飛躍，伴隨著科學(xué)技術(shù)的提高，而顯示技術(shù)也應(yīng)用廣泛起來(lái)，從而提高了人民的生活水平。而今，隨著信息社會(huì)的發(fā)展，在工業(yè)應(yīng)用方面，顯示系統(tǒng)也已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。諸如溫度檢測(cè)的顯示系統(tǒng)、智能儀表的顯示系統(tǒng)等服務(wù)于社會(huì)的各行各業(yè)。在主控硬件開(kāi)發(fā)方面，ARM微控制器已被廣泛應(yīng)用。ARM（Advanced RISC Machines）微處理器是Acorn計(jì)算機(jī)有限公司面向低預(yù)算市場(chǎng)設(shè)計(jì)的第一款RISC微處理器，更早稱(chēng)作Acorn RISC Machine。ARM處理器本身是32位設(shè)計(jì)，但也配備16位指令集。一般來(lái)講，比等價(jià)32位代碼節(jié)省達(dá)35，卻能保留32位系統(tǒng)的所有優(yōu)勢(shì)，具有很高的性?xún)r(jià)比。ARM處理器是一種性能高、成本低的微處理器，具有很高的實(shí)用性，ARM的Jazelle技術(shù)使Java加速得到比基于軟件的Java虛擬機(jī) (JVM)高得多的性能，和同等的非Java加速核相比功耗降低80。同時(shí)ARM處理器的CPU功能上增加DSP指令集提供增強(qiáng)的16位和32位算術(shù)運(yùn)算能力，提高了性能和靈活性。而且ARM還提供兩個(gè)前沿特性來(lái)輔助帶深嵌入處理器的高集成SoC器件的調(diào)試，它們是嵌入式ICE-RT邏輯和嵌入式跟蹤宏核(ETMS)系列。由于一系列的優(yōu)點(diǎn)使得ARM微處理器具有很高的市場(chǎng)占有率，使得ARM處理器得以被廣泛的應(yīng)用于生活和科研中1。在軟件開(kāi)發(fā)方面，IAR軟件是一款主流的開(kāi)發(fā)集成環(huán)境軟件，其中IAR為所有ARM開(kāi)發(fā)者帶來(lái)很大的益處，IAR Systems為所有使用ARM MCU的開(kāi)發(fā)者提供了業(yè)界最領(lǐng)先的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境：IAR Embedded Workbench for ARM; 它支持很多知名公司的微處理器。它帶有高度優(yōu)化的C/C+編譯器和先進(jìn)的C-SPY調(diào)試器。此外，JTAG硬件調(diào)試工具IAR J-Link也幫助成千上萬(wàn)的開(kāi)發(fā)者解決了在使用ARM MCU進(jìn)行開(kāi)發(fā)過(guò)程中的許多問(wèn)題，使得用戶(hù)能夠在IAR Embedded Workbench for ARM軟件中進(jìn)行全面的開(kāi)發(fā)和調(diào)試。全球很多著名的公司都在使用IAR SYSTEMS提供的開(kāi)發(fā)工具，用以開(kāi)發(fā)最前沿的科技產(chǎn)品，從手機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)到航天航空、消費(fèi)電子及工業(yè)制造等等2。目前的顯示系統(tǒng)，在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，尤其是在一些公共場(chǎng)合，像室外液晶顯示，機(jī)場(chǎng)航班動(dòng)態(tài)信息顯示，證券交易、金融信息顯示港口、車(chē)站旅客引導(dǎo)信息顯示，體育場(chǎng)館信息顯示道路交通信息顯示，調(diào)度指揮中心信息顯示，電力調(diào)度、車(chē)輛動(dòng)態(tài)跟蹤、車(chē)輛調(diào)度管理，郵政、電信、商場(chǎng)購(gòu)物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示，這些足以證明，顯示系統(tǒng)在我們當(dāng)今的生活中變得越來(lái)越重要。圖1 整體框圖2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)ARM控制器（LM3S811）外 部數(shù) 據(jù)數(shù)據(jù)接 收數(shù)據(jù)處 理中斷處 理內(nèi)部數(shù) 據(jù)數(shù)據(jù)處 理數(shù)據(jù)傳 輸12864顯示器2.1 整體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是以德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)有限公司LM3S811為主控芯片，12864LCD為顯示模塊及其他外圍電路共同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)歡迎詞及外部數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。首先，控制器從傳感器采集到各參數(shù)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)初步處理，在液晶上分為4行同步顯示出來(lái)。由于主控芯片可以工作在中斷方式，如果有串行中斷到來(lái)，控制器會(huì)利用中斷與主控制芯片進(jìn)行通信，把數(shù)據(jù)傳送到顯示器，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。2.2 顯示模塊選擇1602 液晶顯示器采用57點(diǎn)陣，可以顯示2行，每行16個(gè)字。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫(xiě)、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫(xiě)的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母“A”3。 12864LCD 顯示器 (LCD) 具有功耗低、體積小、重量輕、超薄等，其它顯示器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)被廣泛用于單片機(jī)控制和微控制器控制的智能儀器、儀表和低功耗電子產(chǎn)品中。LCD主要分為段位式LCD、字符式LCD和點(diǎn)陣式LCD三種，其中段位式 LCD和字符式LCD只能用于字符和數(shù)字的簡(jiǎn)單的顯示，而不能滿足圖形曲線和漢字顯示的要求，在很多方面有很大的弊端；而點(diǎn)陣式LCD不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線和漢字，像12864TH點(diǎn)陣式液晶顯示模塊就可以顯示漢字、圖片，還可以顯示自定義字符，是1602所不具有的功能4。 由于本設(shè)計(jì)需要顯示漢字、圖形等，用1602顯示模塊及其他簡(jiǎn)易的顯示器已經(jīng)不能滿足本設(shè)計(jì)的需求，因此本文選用了12864(12864)LCD顯示器，它是128(列)64(行)點(diǎn)陣的 LCD 顯示模塊。在該系統(tǒng)中，通過(guò)LM3S811微控制器輸入輸出接口，利用C語(yǔ)言編程控制輸入輸出端口的高低電平，根據(jù)時(shí)序,以實(shí)現(xiàn)對(duì)LCD的控制，使得所需顯示的數(shù)據(jù)以及功能得以在LCD顯示模塊上顯示。3 硬件設(shè)計(jì)3.1 元件的創(chuàng)建 由于在Protel5畫(huà)圖時(shí)庫(kù)中沒(méi)有找到LM3S811和12864的元件，因此在畫(huà)原理圖的過(guò)程中，自己創(chuàng)建了元件如圖2： 圖2 LM3S811原理圖圖2為L(zhǎng)M3S811元件，在創(chuàng)建的過(guò)程中，把管腳標(biāo)識(shí)放在外面，影響原理圖的連接及效果，如果要把管腳標(biāo)識(shí)放在里面，需要對(duì)管腳的屬性進(jìn)行調(diào)整，在protel里面的操作為：點(diǎn)擊Place選擇Pins，雙擊放置的管腳，根據(jù)管腳需要的標(biāo)識(shí)改動(dòng)name，管教的標(biāo)號(hào)number，再根據(jù)上下左右需要選擇Orientatic（如左邊管腳選擇180，右邊0，上下分別為90和270），最終得到了LM3S811元件如圖。希望能給以后的元件制作帶來(lái)一些借鑒。圖3則是12864元件圖，共有20個(gè)引腳，經(jīng)歷了LM3S811的創(chuàng)建，此12864就方便了很多，其引腳功能后面有描述。 圖3 12864原理圖3.2 主控芯片LM3S811LM3S811有48個(gè)引腳，其大部分引腳具有復(fù)用功能，如LM3S811用作JTAG的五個(gè)管腳，同時(shí)也可以作為GPIO使用，這是LM3S811的一個(gè)缺點(diǎn)，但同時(shí)也是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，由于JTAG被用來(lái)下載（燒寫(xiě)）程序使用，再用作GPIO可能會(huì)使得芯片鎖死，這是它的缺點(diǎn)；但同時(shí)，它有防鎖死的措施，如果使用者細(xì)心加上防鎖死程序，或者在不需要使用太多GPIO的情況下，可以盡量不用這五個(gè)管腳，如果需要，那么在加上防鎖死程序后，就有五個(gè)GPIO管腳可以復(fù)用，這是它的一大優(yōu)點(diǎn)。在LM3S811中，有很多功能模塊，比如串口，可以應(yīng)用在調(diào)試過(guò)程中，一個(gè)USB虛擬串口和一個(gè)實(shí)際串口，通過(guò)串口調(diào)試器的調(diào)試，在電腦上可以看到輸入輸出的結(jié)果，同時(shí)對(duì)照硬件的工作情況，可以更直觀得到運(yùn)行結(jié)果。在本設(shè)計(jì)中，定時(shí)器是必不可少的一部分，因?yàn)樵谛≤?chē)的運(yùn)動(dòng)中，需要顯示其運(yùn)動(dòng)總時(shí)間。LM3S811支持多種定時(shí)模式，主要有以下三種，32-位定時(shí)器模式、16-位定時(shí)器模式、16-位輸入捕獲模式。LM3S811的功能模塊很多，其中主要有JTAG、UART（串口）、PWM（脈沖寬度調(diào)制）、Timer(定時(shí)器)、ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換）等等，在LM3S811的DATASHEET里面有詳細(xì)解釋。本設(shè)計(jì)主要使用GPIO端口為主，通過(guò)模擬同步串行時(shí)序來(lái)對(duì)顯示模塊進(jìn)行控制。3.2.1 LM3S811申請(qǐng)?jiān)谠O(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)LM3S811的熟悉，同時(shí)也了解了其生產(chǎn)廠家Ti公司的情況，該公司提供給大學(xué)生免費(fèi)的LM3S811芯片，登錄，進(jìn)行信息注冊(cè)，得到公司的認(rèn)可后，進(jìn)行登錄，再對(duì)樣片進(jìn)行選擇，通過(guò)審核，公司就會(huì)發(fā)貨給我們。公司發(fā)貨給我的通知單：圖4 LM3S811申請(qǐng)圖3.2.2 GPIO（通用輸入輸出端口）LM3S8116中有五個(gè)GPIO端口，分別為PORTA、PORTB、PORTC、PORTD及PORTE。其中各個(gè)端口所擁有的引腳數(shù)不相同，PE口具有兩個(gè)引腳，在不作通用輸入輸出用時(shí)，此兩個(gè)引腳作為脈沖編碼調(diào)制使用，而PA口有六個(gè)管腳，在不作為GPIO使用時(shí)，它是作為SSI和UART兩個(gè)功能模塊使用的。在LM3S811芯片的引腳中，很多都具有復(fù)用功能，這也是的芯片的可用性有了很大的提高。在作為通用輸入輸出端口時(shí)，其中的PB7及PC0PC3一般不要使用，因?yàn)榇宋鍌€(gè)引腳通常是用于JTAG的，它是用作燒寫(xiě)程序的，一旦被使用，可能芯片在執(zhí)行命令時(shí)會(huì)出現(xiàn)無(wú)法估計(jì)的錯(cuò)誤，導(dǎo)致把芯片鎖死，無(wú)法再次使用。3.3 顯示模塊12864LCD本設(shè)計(jì)使用的是TH12864顯示模塊，如圖3所示。TH12864 液晶顯示模塊是128 64點(diǎn)陣的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示中文漢字及字符，且內(nèi)含圖形庫(kù)，可顯示自定義字符，內(nèi)置國(guó)標(biāo)GB2312碼簡(jiǎn)體中文字庫(kù)（1616 點(diǎn)陣）、128個(gè)字符（816 點(diǎn)陣）及64256 點(diǎn)陣顯示RAM（GDRAM）。與外部 CPU 接口采用并行或串行兩種控制方式。其中TH12864的供電電源有3.3V和5V的，在本設(shè)計(jì)中使用的是3.3V。其引腳說(shuō)明如下7：在本小車(chē)顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中共使用了6條12864管腳與LM3S811進(jìn)行連接，其12864 表1 12864引腳說(shuō)明 引腳名稱(chēng)方向說(shuō)明 1 VSS -GND（0V） 2 VDD - Supply Voltage For Logic(+3.3V) 3 V0 -Supply Voltage For LCD 4 RS(CS) 0H:Data L:Instruction Code 5 R/W(SID) 0H:Read L:Write 6 E(SCLK) 0Enable Signal7-14 DB0-DB7 |數(shù)據(jù)0-數(shù)據(jù)7 15 PSB 0H:Parallel Mode L:Serial Mode 16 NC -空腳 17 /RST 0Reset signal 低電平有效 18 NC -空腳 19 LEDA -背光電源正極（LED+3.3V） 20 LEDK -背光電源負(fù)極（LED-0V）的引腳為1、2、4、5、6、15，其中1、2兩條分別是接地和電源（3.3V）；4引腳在串行狀態(tài)下為12864的芯片選擇端，控制12864到底是使用還是禁止，高電平有效，并行狀態(tài)下為12864的數(shù)據(jù)、命令選擇端，高電平為數(shù)據(jù)端，低電平為命令端；5引腳在串行狀態(tài)下12864的數(shù)據(jù)傳送端，并行狀態(tài)下為讀寫(xiě)控制端，高電平讀，低電平寫(xiě)；6引腳串行狀態(tài)下為12864的同步時(shí)鐘引腳，并行狀態(tài)下為信號(hào)使能端；15引腳為設(shè)置12864為并行還是串行模式，高電平為并行，低電平為串行，在本設(shè)計(jì)中使用串行模式，低電平有效。3.4供電部分圖5 電源原理圖 圖5是TLV1117供電電源的原理圖，由于常用穩(wěn)壓電源為5V，而LM3S811主控芯片與12864顯示模塊所需的供電電壓為3.3V，所以需要供電電源對(duì)電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以匹配兩者所需的不同電壓值。通過(guò)TLV1117給芯片供電，使得電路得以正常運(yùn)行。3.5 其他外設(shè)LED：圖6是發(fā)光二極管與主控芯片的連接，發(fā)光二極管作為L(zhǎng)M3S811的一個(gè)外圍設(shè)備，在設(shè)計(jì)調(diào)試的過(guò)程中起著很重要的作用，在給LM3S811的36引腳（PWM5）高電平的時(shí)候，發(fā)光二極管導(dǎo)通，開(kāi)始發(fā)光，在36引腳為低電平時(shí)截止，二極管熄滅。發(fā)光二極管在調(diào)試程序的時(shí)候起著很重要的作用，在沒(méi)有完成顯示系統(tǒng)的連接時(shí)，可以根據(jù)LED的閃光來(lái)調(diào)試程序。需要注意的是：需要將JP3的跳線接上，保證硬件電路的接通，很多人容易忽略這一點(diǎn)。 圖6 LED原理圖 圖7 按鍵原理圖按鍵：圖7按鍵與LM3S811的連接，在LM3S811中，按鍵是必不可少的一部分，按鍵可以作為防鎖死和普通的按鍵使用。由于LM3S811的JTAG管腳可以與GPIO復(fù)用，所以可能導(dǎo)致JTAG的五個(gè)管腳被作為GPIO使用，致使程序跑死后，下一次無(wú)法繼續(xù)使用該芯片，所以有了防鎖死程序，在這種情況下，鎖死了以后需要進(jìn)行解鎖，就可以按下按鍵，使得JTAG處于等待中，進(jìn)而可以繼續(xù)使用。另外，此按鍵在作為JTAG使用完后，可以作為普通按鍵使用，比如在時(shí)間程序中，按下鍵以后開(kāi)始計(jì)時(shí)，再次按鍵，則停止計(jì)時(shí)。此按鍵與LM3S811連接時(shí)，在按鍵無(wú)效時(shí)，43（PB5）引腳為高電平時(shí)，按鍵處于斷開(kāi)狀態(tài)；在按鍵有效時(shí)，43引腳為低電平時(shí)，按鍵導(dǎo)通。3.6 芯片連接本設(shè)計(jì)使用德州儀器有限公司的LM3S811控制芯片作為控制器 , 該控制器有功能很齊全的調(diào)試解決方案，內(nèi)部有串行線JTAG調(diào)試端口 （SWJ-DP）、Flash 修補(bǔ)和斷點(diǎn)（FPB）單元，用于實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)操作、數(shù)據(jù)觀察點(diǎn)和觸發(fā)（DWT）單元，用于執(zhí)行觀察點(diǎn)、觸發(fā)源和系統(tǒng)性能分析、儀表跟蹤宏單元（ITM）用于支持printf 型調(diào)試、跟蹤端口接口單元（TPIU）用作跟蹤端口分析儀的橋接8。TH12864 液晶顯示器與外部 CPU接口有兩種控制方式，本設(shè)計(jì)采用的是串行方式, 因此利用控制器的GPIOB端口作為與TH12864連接的接口,用PB2與12864的4（12864的串行片選端）引腳進(jìn)行連接，對(duì)顯示模塊是否工作進(jìn)行選擇；PB4與12864的5（串行數(shù)據(jù)傳輸端）引腳進(jìn)行連接；PB6控制時(shí)鐘，與12864的6引腳進(jìn)行連接，控制12864傳輸每個(gè)字符為多少個(gè)脈沖；12864的第15引腳為選擇串行或者是并行工作方式,與主控芯片LM3S811的地線進(jìn)行連接，使其置為低電平，為串行工作方式。另外，主控芯片可以從外部傳感器獲得數(shù)據(jù)，通過(guò)LM3S811的控制讀取，處理，傳送，最終可以同內(nèi)部數(shù)據(jù)一樣得以在顯示模塊上顯示出來(lái)。LM3S811與TH12864的接線如圖8所示。 圖8 LM3S811與12864連接圖LM3S81112864PB2PB4PB6RS/CSR/W/SIDE/SCLK外部數(shù)據(jù)PD2、圖9 芯片連接框圖 與此同時(shí)，12864顯示模塊的3、18、19、20引腳也在顯示系統(tǒng)中起著很 重要的作用，其中19、20引腳分別為12864模塊的背光電源正負(fù)極，19引腳連接到LM3S811的電源，20引腳接地，使得顯示模塊得以亮起來(lái)。圖9為芯片連接框圖。4 軟件設(shè)計(jì)4.1 IAR軟件IAR是全球領(lǐng)先的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具和服務(wù)供應(yīng)商。IAR Systems成立于1983年，到目前為止，已經(jīng)有27年的歷史，它所提供的產(chǎn)品和服務(wù)涉及到嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和測(cè)試的每一個(gè)階段，包括帶有C/C+的編譯器和調(diào)試器的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、硬件仿真器等。IAR Systems公司總部在北歐的瑞典，在美國(guó)、日本、巴西、中國(guó)等國(guó)家設(shè)有分公司，他最著名的、被廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品是C編譯器-IAR Embedded Workbench，它支持很多知名公司的微處理器。全球很多著名的公司都在使用IAR SYSTEMS提供的開(kāi)發(fā)工具，用以開(kāi)發(fā)最前沿的科技產(chǎn)品，從手機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)到航天航空、消費(fèi)電子及工業(yè)制造等等。2003年6月，IAR Systems傳入中國(guó)，在中國(guó)成立辦事處；2007年5月，成立了愛(ài)亞軟件技術(shù)咨詢(xún)（上海）有限公司，加強(qiáng)了對(duì)中國(guó)辦事處及部分東亞國(guó)家的產(chǎn)品銷(xiāo)售和技術(shù)支持，至此，國(guó)內(nèi)開(kāi)始正式引用該軟件9。4.1.1 IAR的下載(1) 登陸IAR公司的網(wǎng)站：。(2) 點(diǎn)擊“下載”，出現(xiàn)下載版本選擇界面如圖11所示，由于IAR EWARM試用版有：30天功能無(wú)限制版本、32K代碼限制版本，32K代碼限制版的優(yōu)點(diǎn)是在使用時(shí)間上無(wú)限制。點(diǎn)擊ARM一欄32K限制版，出現(xiàn)軟件下載確認(rèn)頁(yè)面點(diǎn)擊左下角的“continue”，出現(xiàn)注冊(cè)信息頁(yè)面，輸入注冊(cè)信息。注意需在“Chip manufacture”中選擇“Texsas instruments”圖10 EWARM 下載版本選擇 (3) 填完全部選項(xiàng)后，點(diǎn)擊“Submit Registion”，會(huì)出現(xiàn)注冊(cè)成功的頁(yè)面如圖11：圖11 注冊(cè)成功頁(yè)面提示(4) 稍過(guò)一會(huì)，可收到IAR系統(tǒng)發(fā)出的確認(rèn)郵件，點(diǎn)擊頁(yè)面中的鏈接，在彈出的頁(yè)面中，獲得IAR提供的試用版序列號(hào)和密鑰，如圖12，點(diǎn)擊頁(yè)面中的“Download from”中的鏈接便可下載安裝程序。圖12 EWARM 提供的序列號(hào)及密鑰4.1.2 IAR安裝(1) 下載完IAR開(kāi)發(fā)軟件，找到安裝文件，雙擊安裝程序“EWARM-KS-WEB-5501”，啟動(dòng)安裝。(2) 在安裝頁(yè)面中，點(diǎn)擊Install IAR Embedded workbench，開(kāi)始安裝。在安裝過(guò)程中，需要輸入試用版序列號(hào)和密鑰在下載過(guò)程中得到，輸入完成后，點(diǎn)擊Next繼續(xù)安裝。(3) 安裝完成后，點(diǎn)擊Finish，結(jié)束安裝。4.1.3 IAR文件的創(chuàng)建、使用(1) 先創(chuàng)建一個(gè)工程文件目錄，用來(lái)存放工作區(qū)文件、工程文件及源文件10。以時(shí)間顯示為例，存放于D:qclshijian目錄下。(2) 啟動(dòng)IAR EWARM(3) 創(chuàng)建“shijian”項(xiàng)目 打開(kāi)IAR EWARM，在工作區(qū)內(nèi)新建項(xiàng)目：1) 點(diǎn)擊“project”，選擇“Creat new project”。2)默認(rèn)選擇ARM和Empty project，創(chuàng)建一個(gè)基于ARM得空項(xiàng)目。3)保存項(xiàng)目，設(shè)置其名稱(chēng)為shijian.ewp。(4) 創(chuàng)建文件組 項(xiàng)目創(chuàng)建完成后，在項(xiàng)目中添加三個(gè)文件組lib、src、startup，用于存放不同類(lèi)型的源文件。1) 右擊項(xiàng)目名稱(chēng)，點(diǎn)擊“add”,選擇“add group”，在彈出的add group對(duì)話框中輸入文件組的名稱(chēng)，如圖13：圖13添加文件組名稱(chēng)2) 向文件組中添加文件，右擊文件組名，單擊“add”，選擇“add files”，添加所需文件，比如lib文件組中的driverlib.a，是任何一個(gè)項(xiàng)目中必不可少的，路徑為：C:stellarisWaredriverlibewarmExe。如圖14：圖14 添加文件driverlib.a另一個(gè)必不可少的文件為startup_ewarm.c，需添加在startup文件組下，其路徑為C:stellarisWareboardsek-lm3s9b92hello。此文件需復(fù)制到新項(xiàng)目的文件夾下，再添加到startup文件組 3) 在本例中，直接向源程序添加“shijian.c”及其它程序，添加完成后，如圖15所示：圖15 項(xiàng)目主頁(yè)面 (5) 項(xiàng)目屬性設(shè)置 在完成前兩步之后，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)置，右擊“shijian-Debug”，彈出如圖16窗口：圖16 項(xiàng)目屬性設(shè)置窗口 1) 通用選項(xiàng)設(shè)置 點(diǎn)擊General Options選項(xiàng)，在Target選項(xiàng)下，點(diǎn)擊Device，在右側(cè)選擇Texas Insruments、LM3S811。 2) C/C+編譯器設(shè)置點(diǎn)擊Preprocessor選項(xiàng)卡，添加Include文件目錄，如圖17所示：添加C:stellarisWaredriverlib、C:stellarisWareinc等。圖17 C/C+ Compiler設(shè)置 3) Output Converter設(shè)置 在Output選項(xiàng)卡中，勾中General additional output，在output format里選擇binary，再勾中override default。這樣在編譯時(shí)會(huì)自動(dòng)生成二進(jìn)制文件shijian.bin，方便下載。 4) Linker選項(xiàng)設(shè)置 勾中override default，在選擇添加D:qclshijianLM3S811.icf。在List選項(xiàng)中選擇generate linker map file，生成MAP文件。 5) Debugger選項(xiàng)設(shè)置 在setup里面的driver選項(xiàng)選擇LMFTDI；在download下勾中verify download和use flash load。 6) LMI FTDI 設(shè)置 在Interface下選擇JTAG，在JTAG里選擇100KHz。(6) 編譯、下載 若代碼經(jīng)過(guò)調(diào)試、編譯沒(méi)有問(wèn)題，可以下載仿真，編譯調(diào)試界面如圖18：圖18 編譯調(diào)試4.2 控制顯示在顯示系統(tǒng)中，我們通過(guò)主控芯片LM3S811對(duì)12864顯示模塊進(jìn)行控制，通過(guò)12864顯示模塊對(duì)主控芯片的命令進(jìn)行讀取，得到需要顯示的數(shù)據(jù)或者指令，對(duì)所需顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。12864液晶顯示模塊的每一個(gè)字符分為三個(gè)字節(jié)進(jìn)行傳送，其串行傳送過(guò)程如圖19： 圖19 串行時(shí)序圖 串行數(shù)據(jù)傳送分三個(gè)字節(jié)完成： 第一個(gè)字節(jié)：串口控制格式為 11111ABC A為數(shù)據(jù)傳送方向控制：H表示數(shù)據(jù)從LCD到MCU，L表示數(shù)據(jù)從MCU到LCD B為數(shù)據(jù)類(lèi)型選擇：H表示數(shù)據(jù)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，L表示數(shù)據(jù)是控制指令 C固定為0 第二個(gè)字節(jié)： 8位數(shù)據(jù)的低4位格式為 DDDD0000 第三個(gè)字節(jié)： 8位數(shù)據(jù)的高4位DDDD0000 在本設(shè)計(jì)中使用了如上的串行傳送方式，每一個(gè)數(shù)據(jù)分三個(gè)字節(jié)進(jìn)行傳送，其中第一個(gè)字節(jié)的前五位與最后一位為固定的1或0，第六位控制數(shù)據(jù)的傳送方向，第七位對(duì)傳送的數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行選擇；第二個(gè)字節(jié)開(kāi)始對(duì)具體數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送，首先傳送的是數(shù)據(jù)的高四位，經(jīng)過(guò)第二個(gè)字節(jié)的傳送，就完成了對(duì)數(shù)據(jù)的高四位的傳送，第三個(gè)字節(jié)就對(duì)數(shù)據(jù)的第四位進(jìn)行了傳送，至此，一個(gè)完整的數(shù)據(jù)得以傳送成功。 以下是對(duì)幾個(gè)基本的在設(shè)計(jì)中用到的具體指令集的介紹11： (1) 清除顯示CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLLLH 功能：清楚顯示屏幕，把DDRAM位址計(jì)數(shù)器調(diào)整為“ 00H”(2) 顯示狀態(tài) 開(kāi)/關(guān)CODERW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLHDCB功能：D=1：整體顯示ON C=1:游標(biāo)ON B=1：游標(biāo)位置ON(3) 功能設(shè)定CODERW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLHDLX0 REXX 功能：DL=1（必須設(shè)為1）RE=1：擴(kuò)充指令集動(dòng)作 RE=0：基本指令集動(dòng)作(4) 位址歸位CODERW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLLHX功能：把DDRAM位址計(jì)數(shù)器調(diào)整為“00H”，游標(biāo)回原點(diǎn)，該功能不影響顯示DDRAM(5) 反白選擇CODERW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLHR1R0功能：選擇4行中任意一行作反白顯示，并可以決定反白的與否。其中R1R0為00是表示第一行反白與否，01表示第二行的反白與否，依此類(lèi)推。下面是一段字符傳送程序，即一個(gè)字符是如何分為三個(gè)字節(jié)傳送的：void Send(uchar type,uchar transdata)uchar firstbyte = 0xf8;/synchronizing bit stringuchar temp;uchar i,j = 3; if(type) firstbyte |= 0x02; GPIOPinWrite(cy_PORT, cyCS, 0xFF); GPIOPinWrite(cy_PORT, cyCLK, 0x00); while(j 0) if(j = 3) temp = firstbyte; /Synchronizing bit string else if(j = 2) temp = transdata&0xf0; /1st byte = Higher Data else temp = (transdata 0;i-)if(temp & 0x80) GPIOPinWrite(cy_PORT, cySID, 0xFF); else GPIOPinWrite(cy_PORT, cySID, 0x00); GPIOPinWrite(cy_PORT, cyCLK, 0xFF); temp = 1; GPIOPinWrite(cy_PORT, cyCLK, 0x00);if(j = 3) SysCtlDelay(600 * (TheSysClock/ 3000000); / 延時(shí)約600us else SysCtlDelay(200 * (TheSysClock/ 3000000); / 延時(shí)約200us j-; GPIOPinWrite(cy_PORT, cySID, 0x00); GPIOPinWrite(cy_PORT, cyCS, 0x00);4.2.1 漢字顯示在12864顯示模塊中，帶有中文字庫(kù)，可以顯示漢字，下面的程序就是漢字顯示的主程序，它顯示的是8行漢字，由于12864顯示模塊為128*64，即可以顯示四行漢字，每行可以顯示八個(gè)漢字，所以通過(guò)循環(huán)顯示，每次顯示四行，完成八行漢字的顯示。void main(void) jtagWait(); / 防止JTAG失效，重要！ clockInit(); / 時(shí)鐘初始化：晶振，6MHz /初始化指針數(shù)組 ptr0 = h0; ptr1 = h1; ptr2 = h2; ptr3 = h3; ptr4 = h4; ptr5 = h5;ptr6 = h6;Ini_Lcd(); / 初始化液晶 unsigned char tmp; for(;) tcnt+; if(tcnt = 0x02) Disp_HZ(0x80,ptrd1,8); Disp_HZ(0x90,ptrd2,8); Disp_HZ(0x88,ptrd3,8); Disp_HZ(0x98,ptrd4,8); tmp = d4; d4+; if(d4 = 7) d4 = 0; d1 = d2; d2 = d3; d3 = tmp; tcnt = 0; SysCtlDelay(1000 * (TheSysClock/ 3000); / 延時(shí)約1000ms 4.2.2 圖片顯示 12864顯示模塊可以顯示圖片，由于在顯示圖片的過(guò)程中，需要根據(jù)圖片的內(nèi)容來(lái)控制128*64個(gè)點(diǎn)的每個(gè)點(diǎn)的高低電平，從而達(dá)到顯示圖片的效果，在這里我非常感謝曉奇提供的液晶顯示字模提取系統(tǒng)，給予了我很大的方便，在實(shí)現(xiàn)顯示延大?；盏臅r(shí)候，通過(guò)圖形編輯器對(duì)圖片進(jìn)行處理處理，先用魔棒對(duì)圖片部分進(jìn)行選擇，再根據(jù)需要調(diào)整圖片的飽和度、色度以及黑白、銳化等，最終使用曉奇提供的液晶顯示字模提取工具對(duì)圖片進(jìn)行字模提取，在圖片編輯和提取的過(guò)程中，需要注意的是圖片的大小必須是128*64的，在提取的界面中，參數(shù)書(shū)設(shè)定為128*64，才可以得到正確的顯示內(nèi)容，否則會(huì)出現(xiàn)顯示器顯示出來(lái)為亂碼的情況，如圖20是字模提取的顯示結(jié)果： 圖20 提取的圖片 4.2.3 按鍵中斷控制時(shí)間顯示 在小車(chē)顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，根據(jù)需要，對(duì)時(shí)間的顯示是必不可少的一部分內(nèi)容，其中要對(duì)總時(shí)間顯示。在時(shí)間顯示中，需要用到的功能主要為定時(shí)器，在定時(shí)的過(guò)程中，把秒轉(zhuǎn)換成我們平時(shí)所見(jiàn)的時(shí)分秒的形式，由于是小車(chē)時(shí)間顯示，所以需要在小車(chē)啟動(dòng)的時(shí)候，開(kāi)始計(jì)時(shí)，在小車(chē)停止的時(shí)候，停止計(jì)時(shí)。所以就需要設(shè)置按鍵，在按下鍵時(shí)，開(kāi)始計(jì)時(shí)，再次按鍵時(shí)，停止計(jì)時(shí)，在三次按鍵時(shí)，由于對(duì)變量eiTi進(jìn)行清零處理，因此從零開(kāi)始再計(jì)時(shí)。從而達(dá)到可以計(jì)出每次小車(chē)運(yùn)行的總時(shí)間。如下是按鍵計(jì)時(shí)的流程圖和部分源程序：t=1啟 動(dòng) 動(dòng)GPIO中斷處理停止t=0if(t=0) t=1;if(t=1) t=0;按 鍵計(jì) 時(shí)圖21 按鍵計(jì)時(shí)void GPIO_Port_B_ISR(void) unsigned char ucVal; unsigned long ulStatus; ulStatus = GPIOPinIntStatus(KEY_PORT, true); /讀取中斷狀態(tài) GPIOPinIntClear(KEY_PORT, ulStatus); /清除中斷狀態(tài)，重要 if (ulStatus & KEY_PIN) /如果KEY的中斷狀態(tài)有效 SysCtlDelay(10 * (TheSysClock /3000); /延時(shí)約10ms，消除按鍵抖動(dòng) while (GPIOPinRead(KEY_PORT, KEY_PIN) = 0x00) ; SysCtlDelay(10 * (TheSysClock /3000); /延時(shí)約10ms，消除松鍵抖動(dòng) if(t=0) t=1; TimerLoadSet(TIMER0_BASE, TIMER_A, 60000); /定時(shí)1s TimerEnable(TIMER0_BASE, TIMER_A); /使能Timer計(jì)數(shù) GPIOPinWrite(LED_PORT, LED_PIN, 0xFF);/點(diǎn)亮LED，定時(shí)開(kāi)始 eiTi=0; /三次按鍵后時(shí)間清零 else if(t=1) t=0; 進(jìn)入程序for定 時(shí)1S按 鍵中斷處理eiTi+否是eiTi換算為時(shí)分秒的形式顯 示 按 鍵停 止 圖22 時(shí)間顯示流程 在啟動(dòng)程序之后，對(duì)GPIO、定時(shí)器、中斷進(jìn)行一系列的設(shè)置，再通過(guò)for循環(huán)顯示出小車(chē)運(yùn)行的總時(shí)間，再通過(guò)處理使得時(shí)間以x時(shí)x分x秒的形式顯示出來(lái)。進(jìn)入for循環(huán)之后，第一次按鍵之后，設(shè)置定時(shí)器定時(shí)為1秒，即每隔一秒進(jìn)入中斷一次，變量eiTi將增加1,LED將翻轉(zhuǎn)一次，計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。流程圖見(jiàn)圖22：/ 計(jì)算并顯示 eiHo=eiTi / 3600; n=eiTi %3600; eiMi=n/60; eiSe=n%60; Disp_HZ(0x88,cstr,8); sprintf(cbuf, 時(shí)間:%dS,%d , eiTi,i); sprintf(cstr, 時(shí)鐘%2d時(shí)%2d分%2d秒 ,eiHo,eiMi,eiSe); Disp_HZ(0x98,cbuf,8); i+; void Timer0A_ISR(void) unsigned char ucVal; unsigned long ulStatus; ulStatus = TimerIntStatus(TIMER0_BASE, true); / 獲取當(dāng)前中斷狀態(tài) TimerIntClear(TIMER0_BASE, ulStatus); /清除全部中斷狀態(tài) if (ulStatus & TIMER_TIMA_TIMEOUT) /如果是超時(shí)中斷 ucVal = GPIOPinRead(LED_PORT, LED_PIN); /反轉(zhuǎn)LED GPIOPinWrite(LED_PORT, LED_PIN, ucVal); +eiTi; 4.2.4 “小車(chē)狀態(tài)”動(dòng)態(tài)顯示在實(shí)現(xiàn)顯示的過(guò)程中，我做了“小車(chē)狀態(tài)”的動(dòng)態(tài)顯示，由于一個(gè)漢字要占兩個(gè)字節(jié)，因此在編寫(xiě)程序的過(guò)程中，需要一次移位兩個(gè)字節(jié)，如果只移一位，顯示出的結(jié)果是亂碼。下面是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示的過(guò)程：首先把第一個(gè)漢字的兩個(gè)字節(jié)賦給兩個(gè)臨時(shí)變量，然后把第二個(gè)漢字的兩個(gè)字節(jié)按高低字節(jié)放入第一個(gè)漢字原占的單元中，第三個(gè)漢字放入第二個(gè)漢字的單元中，依此類(lèi)推，直到最后一個(gè)放入倒數(shù)第二個(gè)漢字的單元中，再把第一個(gè)漢字的兩個(gè)臨時(shí)變量中的內(nèi)容放入最后一個(gè)漢字原來(lái)占的單元中，至此完成了第一個(gè)循環(huán)，如此一直下去，則可完成漢字的動(dòng)態(tài)（循環(huán)往左）顯示。 if(i%10=0) psl=strlen(cstr1); ctemp=cstr10; ctemp1=cstr11; for(j=0;jpsl-2;) cstr1j=cstr1j+2; cstr1j+1=cstr1j+3; j=j+2; if(j=psl-3) cstr1j=ctemp; cstr1j+1=ctemp1; Disp_HZ(0x80,cstr1,8); 4.2.5 串口實(shí)現(xiàn)控制LED亮滅串口是LM3S811的一個(gè)功能模塊，它可以通過(guò)串口調(diào)試器對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。在調(diào)試的過(guò)程中需要設(shè)定它的參數(shù)：其中有：波特率一般為9600、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為8位、1個(gè)停止位、無(wú)奇偶校驗(yàn)、FIFO禁能、無(wú)中斷。選擇串口一般為COM2、COM4、COM6等，在使用它進(jìn)行調(diào)試時(shí)，先打開(kāi)串口，再在輸入欄里輸入on+回車(chē)或Off+回車(chē)，觀察LED的亮滅情況。源程序見(jiàn)附錄1： 4.2.6 防JTAG失效程序程序：void jtagWait(void) SysCtlPeriEnable(KEY_PERIPH); GPIOPinTypeIn(KEY_PORT, KEY_PIN); if (GPIOPinRead(KEY_PORT, KEY_PIN) = 0x00) for (;); SysCtlPeriDisable(KEY_PERIPH); 在LM3S811芯片中，JTAG是作為下載（燒寫(xiě)）程序來(lái)使用的，同時(shí)，它的五個(gè)管腳也可以與GPIO復(fù)用，如果這五個(gè)管腳作為GPIO進(jìn)行使用了，那么可能會(huì)使得這五個(gè)管腳上有高低電平不斷存在，在進(jìn)行新的程序燒寫(xiě)的時(shí)候，可能會(huì)與原來(lái)的高低電平?jīng)_突，這樣一來(lái)會(huì)導(dǎo)致芯片無(wú)法進(jìn)行下一次燒寫(xiě)操作，永久性的無(wú)法使用。因此，在寫(xiě)LM3S811的程序時(shí)，需要在每個(gè)程序的最前面寫(xiě)上jtagWait()這一句就解決了上面的麻煩，有了這個(gè)程序，在每次系統(tǒng)上電以后，如果沒(méi)有按下JTAG鍵，系統(tǒng)就會(huì)執(zhí)行以前有的程序，不影響正常運(yùn)行；如果需要下載入新的程序，則只需要按下JTAG鍵，程序就會(huì)進(jìn)入死循環(huán)，等待下一次程序的的下載。4.2.7 顯示系統(tǒng)總體流程圖延大校徽前進(jìn)（后退）顯示個(gè)人信息時(shí)間顯示歡迎詞準(zhǔn)備按鍵圖23是所要顯示的整體框圖，詳細(xì)程序見(jiàn)附錄3。否按鍵啟動(dòng)小車(chē)（總時(shí)間）是否是按鍵 圖23 整體顯示流程5 調(diào)試 5.1 硬件調(diào)試完成LM3S811與12864的連接后，發(fā)現(xiàn)顯示器不能顯示，因此為了使得顯示模塊得以顯示，在顯示模塊3、18引腳間接了一個(gè)電阻，其電阻大小與顯示模塊的顯示的具體情況經(jīng)試驗(yàn)得出下表：表2 阻值變化與背光情況阻值大小背光情況 2K 灰棕色 清晰度差 7K 深藍(lán)色帶灰 清晰度一般 10K 深藍(lán)色 清晰度適中 20K 藍(lán)色 清晰度差 36K 藍(lán)色 光強(qiáng) 清晰度一般由此可見(jiàn)，選擇阻值為10k的阻值為最好。在硬件電路的焊接過(guò)程中，需要注意的是所使用的電路板縱向?qū)ǖ?，如果沒(méi)有注意到的話，可能導(dǎo)致最終所焊接電路會(huì)短路。在硬件電路焊接完畢后，需要使用萬(wàn)用表對(duì)所焊電路進(jìn)行檢查，電路是否導(dǎo)通，或者電路是否短路等。從LM3S811帶仿真器的開(kāi)發(fā)板上往不帶仿真器的最小系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板上移植程序