基于ARM處理器的LCD編程設(shè)計

1、基于arm處理器的lcd編程設(shè)計隨著技術(shù)的飛快進展，新型的儀器儀表展現(xiàn)出操作容易、便攜化的趨勢。模塊能夠滿足系統(tǒng)日益增長的要求，它可以顯示漢字、字符和圖形，同時還具有低壓、低功耗、體積小、分量輕等諸多優(yōu)點，因而應(yīng)用非常廣泛。液晶顯示模塊(lcm)是由控制器、行驅(qū)動器、列驅(qū)動器、顯示存儲器和液晶顯示屏等器件通過組裝成一體的低成本輸出設(shè)備，被廣泛用于各種儀器儀表等設(shè)備中。其核心部件lcd控制器是可編程接口芯片，它一方面提供與微控制器()的接口，一方面銜接行/列驅(qū)動器。用戶對lcd控制器編程就是實現(xiàn)對lcm的操作控制。lcd控制器的功能是接收計算機發(fā)來的命令和數(shù)據(jù)，并向計算機反饋所需的數(shù)據(jù)信息。t6

2、963控制模塊t6963控制器型液晶顯示模塊的驅(qū)動控制系統(tǒng)由液晶顯示控制器t6963及其外圍、行驅(qū)動器組、列驅(qū)動器組和液晶驅(qū)動偏電路組成。t6963c是一種內(nèi)置控制器的圖形lcd，其面對顯示存儲器的引腳有8根數(shù)據(jù)線(d7"d0)、16根地址線(ad15"ad0)和4根控制線，最多能管理64kb大小的顯示存儲器。t6963c將顯示存儲器分成3個區(qū)，分離是文本顯示緩沖區(qū)、圖形顯示緩沖區(qū)和字符產(chǎn)生器ram(cgram)區(qū)。采納圖形顯示方式時，液晶屏顯示單元的單位是8×1點陣(稱為一個圖形顯示單位)。每個圖形顯示單位對應(yīng)圖形顯示緩沖區(qū)中的一個存儲單元。將點陣狀態(tài)信息寫入這

3、個存儲單元，則對應(yīng)的位置就會顯示出圖形。采納文本顯示方式時，液晶屏顯示信息的單位是8×8點陣(稱為一個文本顯示單位)。每個文本顯示單位對應(yīng)文本顯示緩沖區(qū)中的8個延續(xù)存儲單元。但采納文本顯示方式時，寫入文本顯示緩沖區(qū)的不是點陣狀態(tài)信息，而是字符代碼，其點陣狀態(tài)信息(8×8)(即字模)存放在cgram中。當8×8的點陣不足以描述一個符號時，則通常用多個字符的組合來描述。例如，普通采納16×16的點陣來描述漢字，將該點陣分為4個8×8的點陣，用4個字符代碼描述一個漢字，按照這4個部分的位置關(guān)系將4條代碼寫入相應(yīng)的文本顯示緩沖區(qū)。t6963c片內(nèi)還包含

4、一個字模庫cgrom，固化了數(shù)字、英文字母和常用符號等128個字符的點陣狀態(tài)信息。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)1. 處理器本文系統(tǒng)中的處理器選用的是7系列at91sam7s64，該器件具有64kb的高速flash、16kb的sram以及豐盛的外設(shè)資源，因而可以給系統(tǒng)設(shè)計提供強大的硬件支持。它包含的主要功能單元是：pdc(peripheral data controller，外設(shè)數(shù)據(jù)控制器)，可以通過該控制器管理spi接口和串口。串口作為本系統(tǒng)各部分之間通信的主要手段，而spi接口作為arm處理器和a/d、d/a模塊之間通信和控制的主要手段。aic(advanced interrupt controller，先

5、進中斷控制器)，可以通過該控制器產(chǎn)生計時器中斷和串口中斷，計時器中斷可作為本系統(tǒng)分時作業(yè)編程的主要手段，而串口中斷是數(shù)據(jù)通信的處理手段。pioa(parallel input/output controller，并行輸入/輸出控制器)，可以通過該控制器管理arm系統(tǒng)的各個設(shè)備，同時本系統(tǒng)也用法pioa來控制lcd。其它功能單元包括、電源控制器等?？梢酝ㄟ^編程對這些控制器舉行管理，在iar開發(fā)環(huán)境下采納舉行編程，并通過jtag調(diào)試接口下載到板上flash中運行調(diào)試。2. 液晶屏銜接方式t6963液晶顯示模塊與處理器的銜接方式通常有兩種：挺直拜訪方式和間接控制方式。挺直拜訪方式是指處理器以拜訪存儲

6、器或i/o設(shè)備的方式控制液晶控制模塊工作，模塊的數(shù)據(jù)線與處理器的數(shù)據(jù)銜接，片選及寄存器挑選由處理器的地址總線提供，讀和寫操作由處理器的讀寫操作信號控制；而在間接控制方式中，處理器通過自身或系統(tǒng)的并行接口與液晶控制模塊相連，處理器通過i/o接口的操作間接實現(xiàn)對模塊的控制。本系統(tǒng)采納的是挺直拜訪方式，用法arm處理器at91sam7s64的引腳徹低可編程和復(fù)用功能，以4路模擬顯示模塊控制信號，8路作為數(shù)據(jù)線。這樣即充分發(fā)揮了t91sam7s64處理器功能強大、資源豐盛的優(yōu)點，又簡化了控制并易于實現(xiàn)編程。軟件實現(xiàn)本系統(tǒng)對圖形顯示方式舉行編程。圖形顯示方式可顯示任何外形的圖形(包括字符)，在該方式下，

7、t6963c還可以提供對“位”的操作，即通過指令控制液晶屏上的隨意一點是否顯示。每個點的顯示狀態(tài)用一位二進制信息表示，當這一位信息為“1”時顯示屏上相應(yīng)的點就顯示，為“0”時則不顯示。但因為本設(shè)計中采納的是32位arm處理器，而不是8位的51系列，因此在挺直控制方式下的編程過程中，應(yīng)注重數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系。1. t6963命令集準時序t6963擁有一系列操作命令，通過這些命令可以實現(xiàn)對顯示屏的控制。在設(shè)計過程中，按照t6963的命令系統(tǒng)以準時序信號波形圖等舉行編程。通常液晶顯示編程的過程是：首先編寫狀態(tài)查詢、寫命令、寫數(shù)據(jù)、讀數(shù)據(jù)等子程序；然后編寫清屏、畫點等基本子程序；在此基礎(chǔ)上編寫程序以顯示字

8、符、數(shù)字、漢字及復(fù)雜的圖形等。每條命令的執(zhí)行都是先送入?yún)?shù)，再送入命令代碼，因此每次操作之前最好先舉行狀態(tài)字檢測。通過對內(nèi)置t6963點陣式液晶顯示的軟件設(shè)計，可以發(fā)覺該液晶顯示控制模塊的控制語句容易、調(diào)試便利。t6963c內(nèi)部通過一根地址線來確定兩個寄存器，當?shù)刂肪€為低電平，挑選data寄存器；當?shù)刂肪€為高電平，則挑選command/status寄存器。在對t6963c發(fā)送每條命令或參數(shù)前，必需先讀取command/status寄存器以檢查t6963c的狀態(tài)字。狀態(tài)字節(jié)的含義如下：sta0：1/0，命令讀寫狀態(tài)為預(yù)備好/忙；sta1：1/0，數(shù)據(jù)讀寫狀態(tài)為預(yù)備好/忙；sta2：1/0，數(shù)據(jù)自

9、動讀狀態(tài)為預(yù)備好/忙；sta3：1/0，數(shù)據(jù)自動寫狀態(tài)為預(yù)備好/忙；sta4：未用；sta5：1/0，控制器運行檢測可能/不能；sta6：1/0，屏讀/拷貝狀態(tài)為出錯/正確；sta7：1/0，閃耀狀態(tài)檢測為正常顯示/關(guān)顯示。因為各狀態(tài)位的含義不同，因此在不同的場合應(yīng)檢測不同的狀態(tài)位。在cpu對t6963c中每一字節(jié)的命令或數(shù)據(jù)舉行讀寫前，應(yīng)先將sta0和sta1同時置為“預(yù)備好”狀態(tài)。t6963c模塊的控制命令可帶有0個、1個或2個參數(shù)。在執(zhí)行每條命令時都是先送入?yún)?shù)(假如有的話)，再送入命令代碼。當向t6963c讀、寫數(shù)據(jù)或?qū)懭胫噶顣r，必需嚴格遵循t6963c的時序。假如送入的參數(shù)多于規(guī)定個

10、數(shù)，則認為最后一次送入的有效。每次操作之前必需先舉行狀態(tài)字檢測。以上每個步驟又需要完成以下流程：對于無參數(shù)或自動命令，以上過程僅執(zhí)行1次，單參數(shù)命令需執(zhí)行2次，而雙參數(shù)命令則需執(zhí)行3次(前2次傳參數(shù)，最后1次傳命令)。圖3b以雙參數(shù)命令為例給出了命令傳輸過程。檢測程序如下：/命令、數(shù)據(jù)讀寫狀態(tài)檢查void rwcheck()unsigned int dat = 0;do*at91c_piob_codr=cs;*at91c_pioa_odsr = data_bus;*at91c_piob_sodr = a0;*at91c_piob_codr = rd;delay_bus();dat=*at91c

11、_pioa_pdsr;/讀出當前pio管腳狀態(tài)dat = 0x00600000 /取出需要的數(shù)據(jù)位，看sta0，sta1是否預(yù)備好delay_bus();*at91c_pioa_sodr = rd;delay_bus();*at91c_pioa_sodr=cs;3. 漢字顯示以本系統(tǒng)的顯示模塊lcm240128為例，液晶顯示屏上橫向的8個點是一個字節(jié)數(shù)據(jù)，某位為1則對應(yīng)點變亮，對于240×128的顯示模塊來說，每行為240點，每列為128點。每個字節(jié)在顯示緩沖區(qū)中均有對應(yīng)的地址，液晶屏幕的左上角橫向8個點對應(yīng)液晶模塊顯示緩沖區(qū)的首地址。最頻繁的顯示方式有兩種，以常用的16×

12、16點陣漢字為例，一種是先將左半部16個字節(jié)寫入顯示緩沖區(qū)，再寫入右半部的16個字節(jié)；另一種則先寫入上半部的16個字節(jié)，再寫入下半部的16個字節(jié)。然后單片機通過接口電路，根據(jù)規(guī)定的時序?qū)⒋@示漢字字模的全部字節(jié)按液晶控制器規(guī)定的方式，在預(yù)定位置寫入液晶控制器緩沖區(qū)。程序如下：void showhz(unsigned int lin，unsigned int column，unsigned int hzcode)unsigned char i;unsigned int startaddr = 0;startaddr=lin*linechar + column; /定位起始行for(i=0;iou

13、tportcom3(unsigned char)(startaddr)， (unsigned char)(startaddr>>8)， 0x24);outportcom2( hztablehzcodei*2， 0xc0); /左半部 地址加一outportcom2( hztablehzcodei*2+1， 0xc4); /右半部 字模地址加一startaddr=startaddr + linechar;4. 圖形顯示固定格式的圖形圖像顯示與在圖形方式下顯示漢字類似，即先確定點陣信息，再送入顯示位置對應(yīng)的緩沖區(qū)中。事實上，每個漢字都是一幅圖像，只是在處理坐標數(shù)據(jù)時有所不同。與漢字顯示

14、的主要區(qū)分是：圖形顯示中數(shù)據(jù)需逐點生成并按一定算法逐點送入緩沖區(qū)單元；為獲得良好的顯示效果，標準圖元(直線、圓、橢圓等)可利用圖形學(xué)中的某些生成算法。因為硬件要求一次掃1行，因此必需先找到該點所在的行地址，然后在字節(jié)內(nèi)計算點的位置，將該位置1；若是擦除，則將該位置0。畫點是實現(xiàn)其它圖形的基礎(chǔ)，利用畫點程序，只需根據(jù)圖形學(xué)算法控制坐標變量x、y并移位，然后逐一畫點，就能組成任何圖形。5. 動態(tài)顯示當動態(tài)顯示圖形時，用t6963c控制器的指令和功能編程，獲得變參數(shù)的各種基本圖形函數(shù)，以顯示不同的圖形，在動態(tài)圖形顯示之前將固定的圖形采納屏拷貝方式保存下來，動態(tài)圖形顯示結(jié)束時復(fù)原本來的圖形。漢字字符和數(shù)字字符的固定顯示在初始化過程中完成，動態(tài)顯示則挺直用籠罩的方式完成。無論漢字、數(shù)字、英文字符或圖形，液晶顯示控制器都視為在規(guī)定區(qū)域按照給定數(shù)據(jù)控制各個點的顯示，它們的顯示控制原理并沒有本質(zhì)區(qū)分，