液晶显示接口模块设计报告(含pcd图)

淮阴工学院 DSP 系统开发与应用工程实训报告系统开发与应用工程实训报告 选题名称选题名称 液晶显示接口模块设计 系 院 系 院 计算机工程学院 专专 业业 班班 级级 姓姓 名名 学学 号号 指导教师指导教师 学年学期学年学期 2012 2013 学年 第 1 学期 2013年 1 月 11 日 设计任务书设计任务书 课题课题 名称名称 液晶显示接口模块设计 设计设计 目的目的 1 了解液晶显示器的基本原理 2 理解基于 DSP 开发应用系统的基本思路及方法 3 学习基于 DSP 开发过程及资料收集与整理 学会撰写课程设计报告 4 学会对所学知识进行总结与提高 实验实验 环境环境 1 Windows 2000 以上操作系统 2 CCS 开发环境 任务任务 要求要求 1 利用课余时间去图书馆或上网查阅课题相关资料 深入理解课题含义及 设计要求 注意材料收集与整理 制定完整的设计方案 结合框图进行 说明 2 在第 19 周末之前完成预设计 并请指导教师审查 通过后方可进行下一 步工作 3 按指导书要求设计软件 实现设计的功能 并显示正确的结果 4 要求形成稳定的程序软件 可以在实验箱上进行下载验证 方可申请参 加答辩 工作进度计划工作进度计划 序号序号起止日期起止日期工工 作作 内内 容容 12012 12 31 2013 1 1 CCS 环境的安装 熟练驱动安装和配置 DSP 基础 硬 软件实验练习 22013 1 2 2013 1 3了解课题任务并进行初步规划 32013 1 4 2013 1 6绘制原理图 PCB 图并进行优化 42013 1 7 2013 1 11 提交软件代码 硬件电路成果和设计报告 参加答 辩 指导教师 签章 指导教师 签章 年年 月月 日日 摘要 液晶显示屏已广泛应用于人们的日常生活中 在各种领域中起到越来越重要的作 用 以其特有的优势正广泛应用于仪器 仪表 电子设备等低功耗产品中 因此 掌 握和控制液晶显示屏是非常重要的技能 本文简要介绍了液晶 液晶显示器件以及数 字信号处理器的相关背景和基本原理 其次 文章又以实际应用为背景引出稳定性高 价格便宜 方便使用的图形点阵式液晶显示模块 以及数字信号处理器 TMS320VC5416 的功能特性 液晶显示器 LCD 具有功耗低 体积小 质量轻 超薄 和可编程驱动等其他显示方式无法比拟的优点 不仅可以显示数字 字符 还可以显 示各种图形 曲线 及汉字 并且可实现屏幕上下左右滚动 动画 闪烁 文本特征 显示等功能 以 TMS320VC5416 芯片为主要模块 与电源模块 JTAG 仿真模块及 液晶显示模块共同组成了 DSP 的最小系统 借助 PROTEL 画出了原理图 人机界面 更加友好 使用操作也更加灵活 方便 使其日益成为智能仪器仪表和测试设备的首 选显示器件 关键词 TMS320C54xDSP LCD 液晶显示模块 目目录录 1 课题综述 1 1 1 课题来源 意义 预期目标 1 1 2 面对问题 1 2 系统分析 2 2 1 基础知识 2 2 2 总体方案 3 3 硬件设计 3 3 1 12864 引脚说明 3 3 2 显示器模块电路图 3 3 3 电路原理图 4 4 软件设计 5 4 1 软件简介 5 4 2 12864 液晶显示器 5 4 2 关键步骤 6 4 3 流程图 8 5 代码编写 9 5 1 主程序 9 5 2 指针定义 9 5 3 清除屏幕函数 10 5 4 文本显示函数 10 5 4 主函数 11 5 5 字库定义 11 6 程序调试 13 7 运行与测试 15 总 结 16 致 谢 17 参考文献 18 DSP 系统开发与应用工程实习报告 1 1 课题综述课题综述 20 世纪 80 年代初期出现了数字信号处理器 DSP 原是用于信号处理领域的 芯片 随着世界各大 DSP 生产商对产品性能的提高 DSP 的控制能力不断提升 既 具备了高速的数据信号处理能力 又具备了很强大的 I O 控制功能 很适合作为电 动机的复杂控制器 近年来 包括 TI MOTOROLA AD 等大公司在内的许多 DSP 厂商都相继推出了电机控制专用 DSP 芯片 如 TMS320 系列 DSP56F80X 系 列等 这类芯片都以 DSP 处理器为核心 使用其高效的指令集 同时在片内集成了 包括 A D PWM 等在内的电机控制接口电路 不仅简化了系统硬件电路 同时也 提高了可靠性和性价比 其中 TI 公司生产的高性能的电机控制处理器 TMS320vc5402 它是功能强大的 32 位定点 DSP 芯片 具有功耗小 性能高 运算 速度快 数据和程序存储器容量大 AD 采样和处理精度高等特点 能满足电动汽 车液晶显示要求 1 1 课题来源 意义 预期目标课题来源 意义 预期目标 1 1 1 课题来源 意义 数字信号处理 Digital Signal Processing 简称 DSP 是一门涉及许多学科而又广 泛应用于许多领域的新兴学科 20 世纪 60 年代以来 随着计算机和信息技术的飞 速发展 数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展 数字信号处理是一种通过 使用数学技巧执行转换或提取信息 来处理现实信号的方法 这些信号由数字序列 表示 在过去的二十多年时间里 数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的 应用 1 1 2 预期目标 通过实训中的案例分析及自己设计 了解 DSP 系统的基本开发过程及其典型应 用 掌握 DSP 芯片的基本工作原理 DSP 外围电路设计 DSP 软件设计等知识 最后设计完成基于 DSP 的液晶显示接口模块 完成相应的功能 达到加深理解 验 证巩固课堂教学内容 其目的在于掌握运用所学知识分析和解决实际问题的能力 增强工程实践能力和动手能力 为今后的学习和工作打下良好的基础 1 2 面对问题面对问题 首要的问题是确定硬件实现方案 是在考虑系统性能指标 工期 成本 算法需 DSP 系统开发与应用工程实习报告 2 求 体积 功耗等因素基础上 选择系统的最优实现方案 然后还要完成器件选择 除了 DSP 芯片外 还包括 ADC DAC 存储器 电源 控制逻辑 通信 人机接 口 总线等基本部件 原理图设计包括 系统结构设计 模拟数字混合电路的设计 存储器设计 通信接口的设计 电源和时钟电路的设计 控制电路的设计 PCB 设 计以及硬件调试 2 系统分析系统分析 2 1 基础知识基础知识 2 1 1 液晶显示器件 液晶显示器件的电极图形虽然是看不见的透明导电图形 但导电极的引出方式 却决定了该器件所采用的控制与驱动方式 根据显示像素液晶显示器件可分为段型 和点阵型两大类 它们的驱动方式又可分为静态驱动和动态驱动 图 2 1 静态驱动段型液晶显示器件的电极排布 动态驱动点阵型液晶显示器件的电极实际上就是 X 方向和 Y 方向的两组平行 直线电极分布于前后玻璃基板上 如图 2 4 所示 在相应的行列电极间加上一定的 驱动电压就可以使交点像素呈显态 通过行驱动器依次扫描行电极就可以实现动态 驱动 图 2 2 矩阵型液晶显示器件的电极排布 DSP 系统开发与应用工程实习报告 3 2 2 总体方案总体方案 系统框图如图 3 4 所示 该系统主要包括了以 DSP 为主控制器 同时与 JTAG 仿真电路 液晶显示模块等组成 DSP 的小模块 3 硬件设计硬件设计 3 1 12864 引脚说明引脚说明 图 3 1 引脚图 3 2 显示器模块电路图显示器模块电路图 带中文字库的 12864 是一种具有 4 位 8 位并行 2 线或 3 线串行多种接口方式 内部含有国标一级 二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块 其显示分辨率为 128 64 内置 8192 个 16 16 点汉字 和 128 个 16 8 点 ASCII 字符集 利用该模块 灵活的接口方式和简单 方便的操作指令 可构成全中文人机交互图形界面 可以 显示 8 4 行 16 16 点阵的汉字 由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点 阵液晶显示模块相比 不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多 且该模块的价 格也略低于相同点阵的图形液晶模块 下图 3 2 是显示器的电路图 DSP 芯片 仿真电路 电源电路 液晶显示模块 图 2 3 硬件平台系统框图 DSP 系统开发与应用工程实习报告 4 图 3 2 显示模块的电路图 3 3 电路原理电路原理图图 通过 PROTEL 画出了液晶显示器设计电路原理图如图 3 3 所示 图 3 3 电路原理图 通过 PROTEL 画出了液晶显示器设计电路 PCB 如图 3 4 所示 图 3 4 PCB 图 DSP 系统开发与应用工程实习报告 5 4 软件设计软件设计 4 1 软件软件简介简介 Code Composer Studio 英文缩写 CCS Code Composer Studio 包含一整套 用于开发和调试嵌入式应用的工具 它包含适用于每个 TI 器件系列的编译器 源 码编辑器 项目构建环境 调试器 描述器 仿真器以及多种其它功能 CCS IDE 提供了单个用户界面 可帮助您完成应用开发流程的每个步骤 CCS 将 Eclipse 软件框架的优点和德州仪器 TI 先进的嵌入式调试功能相结合 为嵌入式开发人 员提供了一个引人注目 功能丰富的开发环境 4 2 12864 液晶显示器液晶显示器 12864A 1 汉字图形点阵液晶显示模块 可显示汉字及图形 内置 8192 个中文 汉字 16X16 点阵 128 个字符 8X16 点阵 及 64X256 点阵显示 RAM GDRAM 图 4 1 实物图 1 图 4 2 实物图 2 DSP 系统开发与应用工程实习报告 6 4 2 关键步骤关键步骤 4 2 1 驱动安装 运行光盘的 driver 驱动安装 如下图所示 图 4 3 驱动安装 图 4 4 选择芯片 安装完成后查看设备管理器 会添加驱动如下图所示 图 4 5 安装完成 4 2 2 XDS5160 的设置 运行 CCS Studio Setup 显示如下图 4 6 选择 Clear DSP 系统开发与应用工程实习报告 7 图 4 6 运行 CCS Studio Setup 选择 import a Configuration File 如图 4 7 图 4 7 选择 import a Configuration File 选择 C5416 XDS510 Emulator 如图 4 8 所示 图 4 8 选择 C5416 XDS510 Emulator 右击属性 完成以下配置 图 4 9 配置 1 DSP 系统开发与应用工程实习报告 8 图 4 10 配置 2 图 4 11 配置 3 图 4 12 配置 4 4 3 流程图流程图 根据液晶显示接口模块的原理 编写如下流程图 DSP 系统开发与应用工程实习报告 9 5 代码编写代码编写 5 1 主程序主程序 include lcd c void show welcome void main show welcome while 1 show welcome 5 2 指针定义指针定义 unsigned char hz ma1 hzdot 马 unsigned char hz dai hzdot 0 x20 岱 unsigned char hz lao hzdot 0 x40 老 unsigned char hz shi1 hzdot 0 x60 师 unsigned char hz nin hzdot 0 x80 你 unsigned char hz hao hzdot 0 xa0 好 unsigned char hz qing hzdot 0 xe0 请 unsigned char hz gei hzdot 0 x100 给 unsigned char hz gao hzdot 0 x120 高 unsigned char hz fen hzdot 0 x140 分 unsigned char hz tanhao hzdot 0 x160 叹号 unsigned char ascii D chardot 0 x70 S unsigned char ascii S chardot 0 x80 P unsigned char ascii P chardot 0 x90 x 开始 结束 定义字库 定义汉字指针 执行主函数 调用 show welcom 函数 调用 lcd cls 函数 调用 lcd printf 函数 运行调试显示结果 4 13 程序流程图 DSP 系统开发与应用工程实习报告 10 unsigned char ascii I chardot 0 xa0 I unsigned char ascii o chardot 0 xc0 o unsigned char ascii v chardot 0 xd0 v unsigned char ascii e chardot 0 xe0 e unsigned char ascii L chardot 0 xb0 L 5 3 清除屏幕函数清除屏幕函数 void lcd cls int x0 int y0 int x1 int y1 int y unsigned char data for x0 x1 x0 data lcd buffer x0 128 y0 8 for y y0 8 y y1 8 8 y data 0 5 4 文本显示函数文本显示函数 void lcd printf int x int y unsigned char data int flag int index x x 128 y y 8 写数据 if flag CHS DOT for index 0 index 16 index lcd buffer x y index data index for index 0 index 16 index lcd buffer x y 128 index data index 16 else for index 0 index 8 index DSP 系统开发与应用工程实习报告 11 lcd buffer x y index data index for index 0 index Load Program 加载到试验箱 如图 6 3 所示 图 6 3 加载到实验箱 DSP 系统开发与应用工程实习报告 15 7 运行与测试运行与测试 调试成功后 加载到试验箱然后点击运行 我没会在实验箱的 128 64 的液晶 显示屏上显示如图 7 1 所示 图 7 1 实验结果 DSP 系统开发与应用工程实习报告 16 总总 结结 这次 DSP 工程实训历时两个星期 在整整两个星期的日子 虽然有些苦 但是 可以学的到很多很多的东西 同时不仅可以巩固以前所学过的知识 而且学到了很 多在书本上所没有学到过的知识 通过这次设计 进一步加深了对 DSP 的了解 让 我对它有了更加浓厚的兴趣 从一定程度上说 编一个程序并不难 难的是要把这个程序完全调试正确 我 在编写此程序时遇到了很多问题 例如在写程序之前 没有预先作好规划 也没有 画好流程图 导致最后编译时有很多问题 有的连自己都不知道 不得不一个一个 的找出来 浪费很多时间 因此 在些程序前一定要规划好程序流程图 但从实用 角度来说 本设计还不具备很好的拓展性 还需加以改进 提出利用高速率 DSP 芯片控制液晶屏显示的技术 并编写出针对 DSP 液晶模 块的驱动程序 能够广泛地应用于各种图像的处理和显示场合 在调试和仿真过程 中取得了良好的显示效果 此电路的设计思想也可以应用在其他液晶模块的接口设 计中 只要对程序稍加改动就可以 加以这次实训的时间很紧迫 再加上各方面的 经验不足 也遇到很多问题 总的来说 这次实训对我很有帮助 我发觉老师上课讲的很多东西对我们都很 有用 让我受到不少的启发 DSP 系统开发与应用工程实习报告 17 致致 谢谢 感谢淮阴工学院计算机工程学院给我们这么好的学习环境 给我们提供如此好 的实践机会 以及提供的 DSP 的硬件设备和 CCS 的软件环境 感谢在实验室的工作 人员给了我们一个整洁干净的实习环境 特别感谢我们的指导老师马老师 他渊博的专业知识 严谨的治学态度 精益 求精的工作作风 诲人不倦的高尚师德 严以律己 宽以待人的崇高风范 朴实无 华 平易近人的人格魅力对我影响深远 不仅使我树立了远大的学术目标 掌握了 基本的研究方法 还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理 本课题从选题到 完成 每一步都是在老师的指导下完成的 倾注了老师大量的心血 在此 谨向老 师表示崇高的敬意和衷心的感谢 我还要感顾老师 在我做液晶显示接口模块的实训中 顾老师给了我很大的支 持和鼓励 从开始着手准备到最后的完成 顾老师都给了我莫大的帮助 调试的过 程中出现问题时及时的对我进行指导 提点 当我真的开始着手时 还的确是困难 重重 俗话说的好 磨刀不误砍柴工 当每次遇到不懂得问题时 我都会第一时 间通过百度等搜索器寻求答案或是记在本子上面 找老师解答 顾老师从来都不会 因为我的问题稍过简单加以责备 而是一再的告诫我做设计该注意的地方 从课题 的选择到最终完成