论文 ARM控制的汽车显示系统文档格式.docx
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此外,显示系统不仅可以用于小车功能的显示,而且在广泛的社会服务等行业推广应用,诸如公交车的站牌显示系统、矿井的监测显示系统等等,具有较强的现实意义。
最终实验表明,此次软硬件设计合理,功能基本可以实现,并可供以后的显示类设计参考使用。
关键词:
LM3S811;
12864LCD;
显示系统。
Abstract:
Displaysystemisanimportantpartofcarsystem.Inthispaper,akindofcardisplaysystem,whichisconsistofARMmicrocontroller(LM3S811maincontrolchip)and12864LCD,andconnectedbytheserialinterface,iscontrolledbythesoftwarewhichprogramedbytheClanguage.Thesystemcanrealizecar’svariousdisplayfunction,andcansupportothergraphicslibrariesandcustomcharacterdisplay.Externalsensordata,collectedbythemasterchipwhichdealwithreading,processing,transmitting,canbeshowbythedisplaysystem.Inaddition,displaysystemnotonlycanbeusedtodisplaycarfunction,alsocanbeusedtoawiderangeofapplications,suchasthebusstopdisplaysystem,minemonitoringdisplaysystem,etc.Itiswithstrongpracticalsignificance.Finally,experimentsshowthatthesoftwareandhardwaredesignisreasonable,andbasicfunctionscanberealized,thisdesigncanbereferenceinlaterdesign.
Keyword:
LM3S811;
12864LCD;
Displaysystem
1绪论
目前,科学技术处于不断的发展当中,电子产品日益更新,已经成为我们生活中必不可少的一部分,不论是日常生活还是工业应用等等,都已经与电子技术紧密的联系在一起。
从瓦特发明蒸汽机开始,世界技术已经进入到了一个新的时期,伴随着第一台计算机的出世,科学技术就有了一个飞跃,伴随着科学技术的提高,而显示技术也应用广泛起来,从而提高了人民的生活水平。
而今,随着信息社会的发展,在工业应用方面,显示系统也已经广泛的应用于各个领域。
诸如温度检测的显示系统、智能仪表的显示系统等服务于社会的各行各业。
在主控硬件开发方面,ARM微控制器已被广泛应用。
ARM(AdvancedRISCMachines)微处理器是Acorn计算机有限公司面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器,更早称作AcornRISCMachine。
ARM处理器本身是32位设计,但也配备16位指令集。
一般来讲,比等价32位代码节省达35%,却能保留32位系统的所有优势,具有很高的性价比。
ARM处理器是一种性能高、成本低的微处理器,具有很高的实用性,ARM的Jazelle技术使Java加速得到比基于软件的Java虚拟机(JVM)高得多的性能,和同等的非Java加速核相比功耗降低80%。
同时ARM处理器的CPU功能上增加DSP指令集提供增强的16位和32位算术运算能力,提高了性能和灵活性。
而且ARM还提供两个前沿特性来辅助带深嵌入处理器的高集成SoC器件的调试,它们是嵌入式ICE-RT逻辑和嵌入式跟踪宏核(ETMS)系列。
由于一系列的优点使得ARM微处理器具有很高的市场占有率,使得ARM处理器得以被广泛的应用于生活和科研中[1]。
在软件开发方面,IAR软件是一款主流的开发集成环境软件,其中IAR为所有ARM开发者带来很大的益处,IARSystems为所有使用ARMMCU的开发者提供了业界最领先的集成开发环境:
IAREmbeddedWorkbenchforARM;
它支持很多知名公司的微处理器。
它带有高度优化的C/C++编译器和先进的C-SPY调试器。
此外,JTAG硬件调试工具IARJ-Link也帮助成千上万的开发者解决了在使用ARMMCU进行开发过程中的许多问题,使得用户能够在IAREmbeddedWorkbenchforARM软件中进行全面的开发和调试。
全球很多著名的公司都在使用IARSYSTEMS提供的开发工具,用以开发最前沿的科技产品,从手机应用系统到航天航空、消费电子及工业制造等等[2]。
目前的显示系统,在各个领域都有广泛的应用,尤其是在一些公共场合,像室外液晶显示,机场航班动态信息显示,证券交易、金融信息显示港口、车站旅客引导信息显示,体育场馆信息显示道路交通信息显示,调度指挥中心信息显示,电力调度、车辆动态跟踪、车辆调度管理,邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示,这些足以证明,显示系统在我们当今的生活中变得越来越重要。
图1整体框图
2系统设计
2.1整体设计
本设计是以德州仪器半导体技术有限公司LM3S811为主控芯片,12864LCD为显示模块及其他外围电路共同工作,实现对欢迎词及外部数据的实时显示。
首先,控制器从传感器采集到各参数的数据,数据经过初步处理,在液晶上分为4行同步显示出来。
由于主控芯片可以工作在中断方式,如果有串行中断到来,控制器会利用中断与主控制芯片进行通信,把数据传送到显示器,实现了数据的实时显示。
2.2显示模块选择
1602液晶显示器采用5×
7点阵,可以显示2行,每行16个字。
1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:
阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H),显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A”[3]。
12864LCD显示器(LCD)具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等,其它显示器无法比拟的优点,近年来被广泛用于单片机控制和微控制器控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。
LCD主要分为段位式LCD、字符式LCD和点阵式LCD三种,其中段位式LCD和字符式LCD只能用于字符和数字的简单的显示,而不能满足图形曲线和汉字显示的要求,在很多方面有很大的弊端;
而点阵式LCD不仅可以显示字符、数字,还可以显示各种图形、曲线和汉字,像12864TH点阵式液晶显示模块就可以显示汉字、图片,还可以显示自定义字符,是1602所不具有的功能[4]。
由于本设计需要显示汉字、图形等,用1602显示模块及其他简易的显示器已经不能满足本设计的需求,因此本文选用了12864(128×
64)LCD显示器,它是128(列)64(行)点阵的LCD显示模块。
在该系统中,通过LM3S811微控制器输入输出接口,利用C语言编程控制输入输出端口的高低电平,根据时序,以实现对LCD的控制,使得所需显示的数据以及功能得以在LCD显示模块上显示。
3硬件设计
3.1元件的创建
由于在Protel[5]画图时库中没有找到LM3S811和12864的元件,因此在画原理图的过程中,自己创建了元件如图2:
图2LM3S811原理图
图2为LM3S811元件,在创建的过程中,把管脚标识放在外面,影响原理图的连接及效果,如果要把管脚标识放在里面,需要对管脚的属性进行调整,在protel里面的操作为:
点击Place选择Pins,双击放置的管脚,根据管脚需要的标识改动name,管教的标号number,再根据上下左右需要选择Orientatic(如左边管脚选择180°
,右边0°
,上下分别为90°
和270°
),最终得到了LM3S811元件如图。
希望能给以后的元件制作带来一些借鉴。
图3则是12864元件图,共有20个引脚,经历了LM3S811的创建,此12864就方便了很多,其引脚功能后面有描述。
图312864原理图
3.2主控芯片LM3S811
LM3S811有48个引脚,其大部分引脚具有复用功能,如LM3S811用作JTAG的五个管脚,同时也可以作为GPIO使用,这是LM3S811的一个缺点,但同时也是它的一个优点,由于JTAG被用来下载(烧写)程序使用,再用作GPIO可能会使得芯片锁死,这是它的缺点;
但同时,它有防锁死的措施,如果使用者细心加上防锁死程序,或者在不需要使用太多GPIO的情况下,可以尽量不用这五个管脚,如果需要,那么在加上防锁死程序后,就有五个GPIO管脚可以复用,这是它的一大优点。
在LM3S811中,有很多功能模块,比如串口,可以应用在调试过程中,一个USB虚拟串口和一个实际串口,通过串口调试器的调试,在电脑上可以看到输入输出的结果,同时对照硬件的工作情况,可以更直观得到运行结果。
在本设计中,定时器是必不可少的一部分,因为在小车的运动中,需要显示其运动总时间。
LM3S811支持多种定时模式,主要有以下三种,32-位定时器模式、16-位定时器模式、16-位输入捕获模式。
LM3S811的功能模块很多,其中主要有JTAG、UART(串口)、PWM(脉冲宽度调制)、Timer(定时器)、ADC(模数转换)等等,在LM3S811的DATASHEET里面有详细解释。
本设计主要使用GPIO端口为主,通过模拟同步串行时序来对显示模块进行控制。
3.2.1LM3S811申请
在设计的过程中,通过LM3S811的熟悉,同时也了解了其生产厂家Ti公司的情况,该公司提供给大学生免费的LM3S811芯片,登录,进行信息注册,得到公司的认可后,进行登录,再对样片进行选择,通过审核,公司就会发货给我们。
公司发货给我的通知单:
图4LM3S811申请图
3.2.2GPIO(通用输入\输出端口)
LM3S811[6]中有五个GPIO端口,分别为PORTA、PORTB、PORTC、PORTD及PORTE。
其中各个端口所拥有的引脚数不相同,PE口具有两个引脚,在不作通用输入输出用时,此两个引脚作为脉冲编码调制使用,而PA口有六个管脚,在不作为GPIO使用时,它是作为SSI和UART两个功能模块使用的。
在LM3S811芯片的引脚中,很多都具有复用功能,这也是的芯片的可用性有了很大的提高。
在作为通用输入输出端口时,其中的PB7及PC0—PC3一般不要使用,因为此五个引脚通常是用于JTAG的,它是用作烧写程序的,一旦被使用,可能芯片在执行命令时会出现无法估计的错误,导致把芯片锁死,无法再次使用。
3.3显
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- 关 键 词:
- 论文 ARM控制的汽车显示系统 ARM 控制 汽车 显示 系统