基于ARM的信号发生器人机交互系统设计.doc

基于ARM的信号发生器人机交互系统设计时间：2009-02-25 14:05:02 来源：ednchina 作者：1 引言信号源作为一种基本电子设备无论是在教学、科研还是在工程技术保障中，都有着广泛的使用。随着科学技术的发展和DDS技术的成熟，基于DDS的任意波信号发生器已成为信号源的主流。目前DDS任意波信号发生器广泛使用中文液晶显示器已成为一个趋势。本文以Hynix公司生产的HMS30C7202工业级处理器作为控制器，以矩阵键盘作为输入设备，以AMPIRE公司生产的AM-320240LTNQW-00H TFT LCD显示屏作为显示输出设备，研究设计了相应的硬件电路与显示驱动程序，在此基础上完成了人机交互中英文显示系统的设计。2 显示系统总体方案设计显示系统由硬件和软件两部分构成，如图1、图2所示。硬件部分以HMS30C7202微处理器为核心，FLASH和SDRAM作为存储设备，从矩阵键盘接受输入，并在LCD上显示相应内容，同时通过UART与DDS信号源进行通讯。存储系统中的FLASH用来固化程序及保存波形数据和系统参数；SDRAM是系统上电正常运行后的代码和数据载体。软件部分又可分成底层驱动程序和上层控制程序两部分。底层驱动包括设置系统模式和时钟，初始化存储器，代码拷贝，初始化LCD控制器，中断控制器和UART控制器等。上层控制程序不断查询是否有键按下。若有键按下，则执行相应的任务，LCD显示相应内容；同时若需要，通过UART向DDS信号源发出控制命令。3 LCD驱动电路组成HMS30C7202本身集成LCD控制器，支持STN和TFT LCD液晶屏。AM-320240LTNQW-00H TFT LCD显示屏接口共有54个引脚，它和LCD控制器的连接方法如图3所示。4 软件系统设计DDS任意波信号发生器人机交互系统中的LCD显示包括汉字和字符的显示、位图的显示以及窗口的显示。4.1 汉字和字符的显示由于标准字库太大，而DDS任意波信号发生器LCD显示的字符只占很少的一部分，因此需要自己制作一个字库。结合LCD显示屏的大小，汉字字符采用16*16点阵，英文字符和数字采用12*24点阵。为了软件操作上的方便，汉字字库和英文字库相互独立。汉字字模和英文字模的定义如下。所有汉字字模数据构成数组HZFONT DDSHZTable,所有英文和数字的字模数据构成数组YWFONT DDSENTable，这就是DDS任意波信号发生器自己的字库。显示时，首先找到当前要显示的字符在字库中的位置，然后通过显示算法将字符在LCD 上显示出来。4.2 位图的显示位图的显示用于DDS任意波信号发生器显示开机画面或波形图像。其实现方法是将开机画面对应的位图图像转化成320*240格式的数据，放在数组const char gImage_hello153600中，然后将数组起始地址直接赋给LCD显存开始地址就行了。当显示比LCD画面小的位图时，则要定位该位图在LCD屏中的显示位置，然后通过一定的算法显示出位图图像。4.3 窗口的显示DDS任意波信号发生器窗口的显示内容如图4所示。窗口大致分三个区，一区为左上角的波形显示及说明区，用来显示各种波形或操作提示信息；二区为右边和下边的功能菜单区，用来设置参数和进行波形调制；三区为中部的参数菜单显示区，用于显示波形和调制参数。为了有效管理窗口显示，给窗口定义了结构体。 菜单分两种，一种是功能菜单，如图4中的频率菜单、调制菜单。这种菜单只要求显示菜单名，则对应Menu结构体中的ParaFlag=0。另一种菜单为参数菜单，见图4中的参数菜单显示区。每个参数菜单有一个参数名和一个参数值，则对应Menu结构体中的ParaFlag=1，Text指向参数名字符串，pData指向参数值字符串。4.4 键值处理及LCD显示模块DDS任意波信号发生器的上层控制程序的主体就是键值处理及LCD显示模块，其软件流程图如图5所示。它主要完成三方面的功能。（1）按了不同的波形键。由于各种波形的形状、参数种类和个数不尽相同，当按了波形键且和上一次按的波形键不一样时，LCD要刷屏并显示当前波形窗口。（2）按了设置参数键。这一般用来修改波形参数或系统参数。LCD必须提供编辑框或选择框，动态显示键盘输入的数字和单位。对一些需要保存的参数，则还要将这些数据保存在FLASH中。（3）按了输出键。LCD不需要修改显示画面，HMS30C7202通过串口向DDS信号源发送命令控制字。另外为了提高LCD的换屏速度，在换屏显示时并不是更新所有内容，而是只有当前操作修改了哪些参数，LCD才更新显示哪一块内容。5 结论本文设计的DDS任意波信号发生器人机交互系统已在实际硬件环境中调试通过。LCD显示画面简洁，操作简单直观。同时若要修改菜单内容，调整菜单显示位置，只需修改窗口结构体变量的值，无需修改程序代码，软件系统易于扩展和移植。本文作者创新点：采用先进的HMS30C7202 ARM处理器和高性能的M-320240LTNQW-00H TFT液晶屏，设计了一个DDS任意波信号发生器的人机交互系统。该系统实现方法简单，操作简便，界面显示直观，且易于移植和扩展。members from key minority outreach, promote a comprehensive strictly administering the party into the branches, put it into every party member, give full play to each party organization fight fortress function, each the exemplary vanguard role of party members. Is to promote the inner-party education extend from the concentrated education to regular education, in the regular education efforts, real party ideology in the all party members and the partys construction through system. Is to boost the spirit of all party members, education guide all members of the party in their respective work positions, responsible and dependable officer, make contributions. Therefore, we must from the height of political and global, fully aware of two learning the importance of education, put two education as a major political task and practice well. All members to active participation, really into, in learn, and do, and modified, and promoting upper and lower really Kung Fu, effective put thought and action unified to XI General Secretary of important indicates spirit up, unified to Central and provincial of decision deployment up, solid do learning education the work, effective do good accountability, caught in place, see effectiveness, condensed up officer venture, and promoted water the work of powerful power. Second, accurately grasp the two educational focus . Marxist positions, knowing that good talk show a strong belief in pursuit, history as spirit, sincere feelings for the people, pragmatic style of thinking, enhance the scientific level of the work, and to better promote