基于TMS320F2812的人机接口设计.doc

www.88doc88.comwww.yanziedu.com基于TMS320F2812的人机接口设计摘要本课题主要介绍了基于TMS320F2812芯片的键盘输入和LCD显示输出的软硬件实现方案，对TMS320F2812硬件资源和相应外设进行了详细的介绍。同时以实际事例分析了DSP与液晶、键盘的接口技术，以及软件的编程方法。程序采用C语言进行设计，充分显示了TMS320F2812对于外设的强大控制能力。关键字：DSP；接口；LCD显示；键盘www.88doc88.comwww.yanziedu.comHuman-MachineInterfaceDesignBasedonTMS320F2812ABSTRACTThehardwarebasedonTMS320F2812andsoftwaresystemaboutthekeyboardinputandLCDdisplaywasintroducedinthispaper,thehardwareresoursesandcorrespondingperpheralswereintroduceddetailedly.Simultaneously,theinterfacetechnologyofDSPwasintroduced,suchas:liquidcrystaldisplaytechnology,keyboardinputtechnology.ThesoftwarewasdesignedbyClanguage,fullydemonstratedthepowerfulcontrollabilityofTMS320F2812.Keywords:DSP；Interface；LCDDisplay；Keyboardwww.88doc88.comwww.yanziedu.com目录1.绪论.11.1引言.11.2液晶显示及其控制驱动与接口概述.21.3人机接口的发展前景.42.系统概述.62.1TMS320F281x处理器功能概述.62.2SEED-DPS2812M简介.72.3LCD液晶显示接口资源详细介绍.72.3.1点阵液晶显示接口信号.82.3.2T6963C的特点及资源.93.系统功能框图.183.1SEED-DPS2812M开发模板系统功能框图.183.2显示系统的组成.194.键盘输入与显示输出的软件实现.204.1CCS编程环境介绍.204.1.1CCS介绍.204.1.2CCS软件设置.214.1.3CCS软件设置错误排查.214.1.4CCS组件.234.1.5硬件仿真和实时数据交换.23www.88doc88.comwww.yanziedu.com4.2键盘输入的软件实现.244.3液晶显示的软件实现.265.结论.295.1键盘输入测试.305.1.1键盘输入主流程图.305.1.2键盘扫描流程图.315.1.3程序运行结果.315.2液晶显示输出测试.335.2.1液晶显示主流程图.335.2.2汉字显示程序流程图.345.2.3液晶显示程序结果.356.总结.377.致谢.388.主要参考文献.399.附录.4010.外文资料翻译.60www.88doc88.comwww.yanziedu.com1.绪论1.1引言传统的信号处理或控制系统采用模拟技术进行设计和分析，处理设备和控制器采用模拟器件实现。自20世纪60年代以来，数字信号处理器（DigitalSignalProcessing,DSP）日渐成为一项成熟的技术，并在多项应用领域逐渐替代了传统模拟信号处理系统。随着信息化技术的发展和数字化产品的普及，从消费电器到工业设备，从民用产品到军用器材，嵌入式系统被应用到网络、手持通信设备、国防军事、消费电子和自动化控制等各个领域，作为数字信号处理领域的嵌入式处理器得到了广泛应用，与模拟信号处理系统相比，数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰能力强、设备尺寸小、速度快、性能稳定和易于升级等优点，所以目前大多设备采用数字技术设计实现，这已成为当前的发展趋势。大多数数字信号处理系统离不开人机交互,系统在运行时需要操作者的干预(对系统进行输入)以及系统对干预作出响应(系统输出)。数字信号处理的实现是以数字信号处理理论和电子计算机技术为基础的，利用计算机或专用的处理设备，以数值计算的方式对信号进行采集、变换、综合、估计与识别等加工处理，从而达到提取信息和便于应用的目的。在实际应用中，所有的信号都是模拟信号，为实现数字信号处理，用户必须将模拟信号转换成数字信号。模拟信号是连续的变量，它包括声音强度、压力、光强度等。如果需要使用计算机或其他的处理器实现对语音信号的数字处理，必须对其进行数字化。因为DSP具有快速计算的特点，所以具有广泛的应用潜力。在电视会议系统里，大量应用DSP器件，视听机器也都应用DSP。随着科学技术的发展，将会出现许许多多的DSP新利用领域。www.88doc88.comwww.yanziedu.com1.2液晶显示及其控制驱动与接口概述液晶显示LCD(LiquidCrystalDisplay)，是利用液晶材料在电场作用下发生位置变化而遮蔽/通透光线的性能制作成的一种重要平板显示器件。通常使用的LCD器件有TN型(TwistNematic，扭曲向列型液晶)、STN型(SuperTN，超扭曲向列型液晶)和TFT型(ThinFilmTransistor，薄膜晶体管型液晶)。TN、STN、TFT型液晶，性能依次增强，制作成本也随之增加。TN和STN型常用作单色LCD。STN型可以设计成单色多级灰度LCD和伪彩色LCD，TFT型常用作真彩色LCD。TN和STN型LCD，不能做成大面积LCD，其颜色数在218种以下。218种颜色以下的称为伪色彩，218种及其以上颜色的称为真彩色。TFT型可以实现大面积LCD真彩显示，其像素点可以做成0.3mm左右。TFT-LCD技术日趋成熟，长期困扰的难题己获解决：视角达170°，亮度达500cd/m2(500尼特)，显示器尺寸达101.6cm(40in)，变化速度达60帧/s。进行LCD设计主要是LCD的控制/驱动和与外界的接口设计。控制主要是通过接口与外界通信、管理内/外显示RAM，控制驱动器，分配显示数据；驱动主要是根据控制器要求，驱动LCD进行显示。控制器还常含有内部ASCII字符库，或可外扩的大容量汉字库。小规模LCD设计，常选用一体化控制/驱动器；中大规模的LCD设计，常选用若干个控制器、驱动器，并外扩适当的显示RAM、自制字符RAM或ROM字库。控制与驱动器大多采用低压微功耗器件。与外界的接口主要用于LCD控制，通常是可连接单片机MCU的8/16位PPI并口或若干控制线的SPI串口。显示RAM除部分Samsung器件需用自刷新动态SD-RAM外，大多公司器件都用静态SRAM。嵌入式人机界面中常用的LCD类型及其典型控制/驱动器件与接口如下：段式LCD，如HT1621(控/驱)、128点显示、4线SPI接口；www.88doc88.comwww.yanziedu.com字符型LCD，如HD44780U(控/驱)、2行×8字符显示、4/8位PPI接口；单色点阵LCD，如SED1520(控/驱)、61段×16行点阵显示、8位PPI接口，又如T6963C(控)+T6A39(列驱)+T6A40(行驱)、640×64点双屏显示、8位PPI接口；灰度点阵LCD，如HD66421(控/驱)、160×100点单色4级灰度显示、8位PPI接口；伪彩点阵LCD，如SSD1780(控/驱)、104RGB×80点显示、8位PPI或3/4线SPI接口；真彩点阵LCD，如HD66772(控/源驱)+HD66774(栅驱)、176RGB×240点显示、8/9/16/18位PPI接口、6/16/18动画接口、同步串行接口；视频变换LCD，如HD66840(CRT-RGBCD-RGB)、720×512点显示、单色/8级灰度/8级彩色、4位PPI接口。控制驱动器件的供电电路、驱动的偏压电路、背光电路、振荡电路等构成LCD控制驱动的基本电路。它是LCD显示的基础。LCD与其控制驱动、接口、基本电路一起构成LCM(LiquidCrystalModule，LCD模块)。常规嵌入式系统设计，多使用现成的LCM做人机界面；现代嵌入式系统设计，常把LCD及其控制驱动器件、基本电路直接做入系统。整体考虑，既结构紧凑，又降低成本，并且有利于减少功耗、实现产品小型化。控制LCD显示，常采用单片机MCU，通过LCD部分的PPI或SPI接口，按照LCD控制器的若干条的协议指令执行。MCU的LCD程序一般包括初始化程序、管理程序和数据传输程序。大多数LCD控制驱动器厂商都随器件提供有汇编或C语言的例程资料，十分方便程序编制。