屈波毕业论文0614.docx

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屈波毕业论文0614

摘要

嵌入式系统是嵌入到对象体系中的专用计算机系统。

以嵌入式计算机为核心的嵌入式系统是继IT网络技术之后，又一个新的技术发展方向。

本文以LPC2210为控制核心介绍和设计了一款基于的ARM嵌入式系统的LCD显示系统。

该系统在功耗，体积，集成度，成本等都有较好的优势，具有一定的实用意义。

本课题基于ARM嵌入式系统，以LPC2210作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计制作出一个可控显示系统。

本系统选用HS12864-10A液晶显示器，该显示系统主要由输入控制模块、处理器模块、液晶驱动和显示模块组成；软件采用ADS1.2作为开发平台，通过使用C以及C++编写驱动程序，达到在LCD上显示内容的目的。

实验结果表明：

系统的各项指标基本达到了设计要求，能够显示所要显示的内容。

并且留有较多的扩展余地，便于系统的进一步完善和提高。

关键词：

嵌入式系统，LPC2210，HS12864-10A液晶屏，ADS1.2软件

ABSTRACT

Embeddedsystemisthededicatedcomputersystemofembeddedintotheobjectsystem.Anembeddedcomputerwhichisasthecoreofembeddedsystem,afterfollowingtheITnetworktechnology,isanewtechnologydevelopment.ThispaperdescribesthecontrolcoreLPC210anddesignedasystembasedontheARMembeddedLCDdisplay.Thesystemhasadvantagesonthesystempowerconsumption,size,integration,costandothers.Itisofpracticalsignificance.

TheARM-basedembeddedsystemprojecttoLPC2210asthecorecontroller,throughtheproductionofhardwareandsoftwarepreparation,designacontrolleddisplaysystem.ThesystemselectedHS12864-10ALCDdisplay,thedisplaysystemismainlycontrolledbytheinputmodules,processormodules,LCDdriveranddisplaymodule;softwaredevelopmentplatformusingADS1.2asthroughtheuseofCandC++towritedrivers,totheLCDThepurposeofthecontentonthedisplay.

Theresultsshowthat:

thesystemofbasicindicatorsmeetthedesignrequirements,itwillshowthecontenttobedisplayed.Andleavemoreroomforexpansion,easysystemtofurtherimproveandenhance.

KEYWORDS：

Embeddedsystems,LPC2210,HS12864-10ALCDscreen,ADS1.2software

目录

1绪论1

1.1嵌入式系统1

1.1.1嵌入式系统概述1

1.1.2嵌入式系统的硬件特征1

1.1.3嵌入式操作系统的分类1

1.1.4嵌入式系统的应用2

1.2选题的目的与意义2

1.3国内外研究现状2

1.4设计要求3

2硬件设计5

2.1设计方案5

2.2LPC2210说明6

2.2.1主控模块6

2.2.2主要特性7

2.2.3管脚信息8

2.2.4LPC2210电平信号9

2.3LCD液晶说明10

2.3.1液晶显示概述10

2.3.2LCD点阵式液晶模块11

2.3.3液晶控制器T6963C13

2.3.4显示地址的确定15

2.3.5液晶连接电路16

2.4LCM与LPC2210的接口设计17

2.4.1电压匹配问题17

2.4.2时序匹配问题。

17

3软件设计19

3.1ADS1.2介绍19

3.2程序总流程图19

3.3LCD文字显示20

3.3.1LCD文字显示流程图20

3.3.2主要程序段落20

3.4LCD图片显示22

3.4.1LCD图片显示流程图22

3.4.2主要程序段落22

4系统调试及结果23

4.1硬件调试23

4.2软件程序运行调试23

4.3结果及结论分析24

5总结与展望27

5.1总结27

5.2展望27

致谢29

参考文献31

附录一：

液晶驱动程序33

附录二：

显示详细程序43

1汉字显示程序：

43

2图片显示程序：

48

1绪论

1.1嵌入式系统

1.1.1嵌入式系统概述

所谓嵌入式系统，是指用于执行独立功能的专用计算机系统，它由包括微处理器、定时器、微控制器、存储器、传感器等一系列微电子芯片与器件，和嵌入在存储器中的微型操作系统、控制应用软件组成，共同实时诸如实时控制、监视、管理、移动计算、数据处理等各种自动化处理任务。

嵌入式系统以应用为中心，以微电子技术、控制技术和通讯技术为基础，强调硬件软件的协同性与整合性，软件与硬件可裁减，以满足系统对功能、成本、体积和功耗等要求。

1.1.2嵌入式系统的硬件特征

嵌入式系统的硬件必须根据具体的应用任务，以功耗、成本、体积、可靠性、处理能力等为指标来选择。

嵌入式系统的核心是系统软件和应用软件。

由于存储空间有限，因而要求软件代码紧凑、可靠，大多对实时性有严格的要求。

早期的嵌入式系统设计方法，通常是采用“硬件优先”原则。

在粗略估计软件任务需求的情况下，首先进行硬件设计与实现。

然后在此硬件平台上，再进行软件设计。

因为很难充分利用硬件软件资源，取得最佳性能的效果。

同时，一旦在测试时发现问题，需求对设计进行修改时，整个设计流程将重新进行，对成本和设计周期的影响很大。

这种传统的设计方法只能改善硬件/软件各自的性能，在有限的设计空间不可能对系统做出较好的性能综合优化，在很大程度上依赖于设计者的经验和反复实验。

随着电子系统功能的日益强大和微型化，系统设计涉及的问题越来越多，难度也越来越大。

硬件和软件也不再是截然分开的两个概念。

因而出现了软硬件协同的设计方法。

在系统目标要求下，协同设计软硬件体系结构，以最大限度地挖掘系统软硬件能力，得到高性能低代价的优化设计方案。

1.1.3嵌入式操作系统的分类

目前流行的嵌入式操作系统可以分为两类：

一类是从运行在个人电脑上的操作系统向下移植到嵌入式系统中，形成的嵌入式系统，如微软公司的WindowsCE，SUN公司的Java操作系统，嵌入式Linux等。

另一类是实时操作系统，如WindRiver公司的VxWorks，ISI的pSOS，ATI的Nucleus，和免费公开源代码的uC/OS-II等。

1.1.4嵌入式系统的应用

嵌入式系统目前已在国防、国民经济及社会生活各领域普及应用，用于企业、军队、办公室、实验室以及个人家庭等各种场所，见图1-1：

图1-1嵌入式系统的应用领域

1.2选题的目的与意义

由于LCD液晶显示器具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等诸多其他显示器无法比拟的优点，已广泛应用于各种智能型仪表和低功耗电子产品中。

液晶显示器分为笔段式、字符点阵式和图形点阵式三种。

前两种可显示数字、字符和符号等，而图形点阵式液晶显示器还可以显示汉字和任意图形，达到图文并茂的效果，其应用已越来越广泛。

本文以液晶显示器HS12864-10A为例介绍了液晶显示器的基本原理及在ARM嵌入式系统下的程序设计。

1.3国内外研究现状

随着信息化，智能化，网络化的发展，嵌入式系统技术也将获得广阔的发展空间。

美国著名未来学家尼葛洛庞帝99年1月访华时预言，4～5年后嵌入式智能（电脑）工具将是PC和因特网之后最伟大的发明。

我国著名嵌入式系统专家沈绪榜院士98年11月在武汉全国第11次微机学术交流会上发表的《计算机的发展与技术》一文中，对未来10年以嵌入式芯片为基础的计算机工业进行了科学的阐述和展望。

目前一些先进的PDA在显示屏幕上已实现汉字写入、短消息语音发布，日用范围也将日益广阔。

对于企业专用解决方案，如物流管理、条码扫描、移动信息采集等，这种小型手持嵌入式系统将发挥巨大的作用。

自动控制领域，不仅可以用于ATM机，自动售货机，工业控制等专用设备，和移动通讯设备结合、GPS、娱乐相结合，嵌入式系统同样可以发挥巨大的作用。

近期长虹推出的ADSL产品，结合网络，控制，信息，这种智能化，网络化将是家电发展的新趋势。

而本课题所研究的基于LPC2210的显示系统设计正是在嵌入式系统的基础上建立起的一个可控制的显示屏幕。

1.4设计要求

1．在LCD液晶显示上显示姓名，班级以及学号。

2．在LCD上显示图片一张。

2硬件设计

2.1设计方案

显示的方式很多，主要分为两类：

LED显示，LCD显示。

前者显示亮度高，制作成本低，适合做远距离显示，但由于其耗电较大，所用端口随显示的数据位数增加而增加。

如果采用动态扫描方式显示，则占用CPU的时间，如果采用静态显示则需要加锁存器，耗费硬件制作时间，就该题目要求来说，需要设定电压显示，又与实际电压比较再显示，LCD显示更为清晰、直观，从上面诸多因素来看，采用LCD显示比较理想。

本课题LCD采用的是HS12864-10A液晶模块。

LCD12864可以在LCD显示屏上完整显示英文字符和数字，中文等一些字符，适合显示英文文字信息量较小的地方，可以清晰显示出同时还可以应用在计算器，频率计，信号发生器，时钟等产品上。

课题基于ARM嵌入式系统LPC2210作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计制作出一个可控显示系统。

该显示系统主要由输入控制模块、处理器模块、液晶驱动和显示模块组成。

系统具有简单清晰的操作界面。

设计以硬件软件化为指导思想，充分发挥ARM嵌入式系统的作用，大部分功能通过软件编程来实现，电路简单明了，系统稳定性高。

系统主结构框图如下：

图2-1系统主结构框图

具体步骤如下：

首先，通过查阅相关资料，学习并分析ARM嵌入式系统及LPC2210的使用方法，组建显示系统的总体结构框图，从理论上分析设计方法和思路。

其次选择硬件设备，通过理论分析和计算选择合适硬件（ARM7TDMI）微处理器（LPC2210）显示设备（HS12864-10A）及控制设备并合理编写应用程序。

最终通过调试，对系统进行测试和结果分析。

2.2LPC2210说明

2.2.1主控模块

主控模块LPC2210作为核心控制器功能框图如下：

图2-2LPC2210功能框图

LPC2210微控制器是基于一个支持实时仿真和嵌入跟踪的32/16位嵌入式系统。

对代码规模有严格控制的应用。

可使用16位Thumb模式，将代码规模降低超过30%，而性能的损失却很小。

由于LPC2210的144脚封装、极低的功耗、多个32