8_安桂雪_基于ARM的LCD屏显示系统设计_前期报告_3377

1、河北工业大学城市学院本科毕业设计（论文）前期报告毕业设计（论文）题目：基于ARM的LCD屏显示系统设计专业（方向）：电子信息工程学 生 信 息： 学号：087803 姓名：安桂雪 班级：电子C083指导教师信息： 姓名：孙耀杰 职称：教授报告提交日期：2012年3月16号内容要求：一、文献综述随着液晶显示技术的发展，LCD液晶显示模块已成为家电、显示仪器仪表和其他电子产品的重要组成部分。液晶显示屏以其显示直观、便于操作的特点被用作各种便携式系统的显示终端。液晶显示屏具有低电压、微功耗、无辐射、小体积等特点，被应用于各种各样的嵌入式产品中。ARM是精简指令集计算机，其具有性能高、成本低和能耗小的

2、特点，被广泛用于嵌入式系统开发。虽然嵌入式系统是近几年才风靡起来的，但是这个概念并非新近才出现，从20世纪70年代单片机的出现到今天各种各样的嵌入式处理器，微控制器的大规模使用，嵌入式已经有了近30多年的发展历史，纵观嵌入式技术的发展，大致经历了四个发展阶段：第一个阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，同时具有与检测、伺服、指示设备相配合的功能，应用于一些专业性强的工业控制系统中。第二个阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。第三个阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。第四个阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。 液晶是处

3、于固态和液态之间具有一定有序性的有机物质，具有光电动态散射特性；它有多种液晶相态，例如胆甾相，各种近晶相，向列相等。根据其材料性质不同，各种相态的液晶材料大都已开发用于平板显示器件中，现已开发的有各种向列相液晶、聚合物分散液晶、双（多）稳态液晶、铁电液晶和反铁电液晶显示器等，其中开发最成功的、市场占有量最大、发展最快的是向列相液晶显示器。显示用液晶材料是由多种小分子有机化合物组成的，这些小分子的主要结构特征是棒状分子结构。随着LCD的迅速发展，人们对开发和研究液晶材料的兴趣越来越大。 目前众多电子类产品主要用于显示功能常用于LED与液晶LCD，虽然数码管LED的结构简单，显示方便，但是功能比较

4、单一，已无法满足科技进步而产生的显示要求，并且LED常用到动态显示，在复杂的系统中十分耗费系统资源，已逐渐被淘汰。而在液晶显示模块中，最主要的就是液晶显示屏。根据LCD显示屏的显示内容的不同，液晶显示模块可以分为数显液晶模块、点阵字符液晶模块和点阵图形液晶模块3种。（1）数显液晶模块中的显示部件是段型LCD液晶显示器件。其中为了使用的方便，还集成了专用的控制器和其他集成电路，其只能显示数字以及一些标识符号。（2）点阵字符液晶模块的显示部件是点阵字符液晶显示部件。同时集成有专用的行、列的驱动器，控制器及必要的连接件、结构件。这种液晶显示模块可以显示数字和西文字符，功能有所提高，但是不能显示图形。

5、（3）点阵图形液晶模块的液晶显示器件是由连续的点阵像素构成的。因此不仅可以显示字符，而且可以显示连续、完整的图形。LCD12864的分辨率达到了128*64，对于16*16的字体可显示4行8列，已能满足大部分设备显示的要求，LCD12864在市场上主要分为两种，一种采用st7920控制器，它一般带有中文字库字模，价格略高一点。令一种是采用ks0108控制器，它只是点阵模式，不带字库。课题研究的“发展趋势”为：第一：网络互连成为必然的趋势。未来的嵌入式设备为了适应网络互连的要求，必然要在硬件上提供各种网络通讯接口。软件方面系统内核要支持网络模块，甚至可以在设备上嵌入WEB浏览器，真正实现可以随时

6、随地的用各种设备上网。第二：精简系统内核、算法，降低功耗和软硬件成本。未来的嵌入式设备是软、硬件紧密结合的设备，为了降低功耗和成本，需要尽量精简系统内核，只保留和系统功能紧密相关的软、硬件，利用最少的资源实现最适当的功能。第三：提供友好的多媒体人机界面。嵌入式设备能与用户亲密接触，最重要的因素就是提供非常友好的用户界面。这就要求软件设计要在图形界面、多媒体技术上多下功夫。 LPC2101/02/03 是基于一个支持实时仿真的16/32 位ARM7 TDMI-S CPU 的微控制器，并带有8kB,16kB 或32kB 嵌入的高速Flash 存储器。128 位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32

7、 位代码能够在最大时钟速率下运行。对中断服务程序和DSP 算法中性能要求严格的应用，这增加的性能比在Thumb 模式下的性能超出多达30%。对代码规模有严格控制的应用，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。较小的封装和很低的功耗使LPC2101/02/03 特别适用于访问控制和POS 机等小型应用中；由于内置了宽范围的串行通信接口（范围从多个UART、SPI 和SSP 到两条I2C 总线）和2kB/4kB/8kB 的片内SRAM，它们也非常适合于通信网关和协议转换器。高级性能还使这些器件适合用作数学协处理器。多个32 位和16 位定时器、1 个改良的10 位

8、ADC、所有定时器上输出匹配的PWM 特性、以及具有多达13 个边沿或电平触发的外部中断管脚的32条高速GPIO 线，使这些微控制器特别适用于工业控制和医疗系统中。文献资料： 王俊峰等.理工科学生怎样搞毕业设计. 北京:电子工业出版社. 2004 万永波，张根宝，田泽，杨峰.基于ARM的LCD控制器的配置与编程应用J.计算机工程与设计， 2007，16（3） 高飞，王成儒.基于嵌入式ARM的LCD显示接口的设计J.电子技术,2008，25（9） 宋军.基于ARM的LCD显示驱动的设计与实现J.信息科技，2009，（4） 5 LPC2101/02/03使用指南.广州周立功单片机发展有限公司二、工

9、作进展遇到的问题：在设计过程中，我开始对基本的LCD显示原理以及ARM处理器的选用就没有解决，通过一周的查阅资料，基本解决了这个问题；我的这个课题用到了好几个软件，如proteus，protel，visio。有的软件安装的时候遇到了很大的困难；在模拟中开始不知道怎么回事，是怎么实现电脑的模拟，如何用proteus来实现软件的LCD显示，怎么样实现终端的连接？如何使用KEIL用于ARM的编程，怎样通过编译来生成.hex文件？解决办法：通过在网上查找相关资料以及与同学探讨类似的问题，解决了部分问题，通过解决这个问题我发现大部分的设计基础基于对基本知识的了解以及对各类芯片的引脚功能的理解，设计一个东

10、西重在开始对它有个好的规划，要做好前期工作，画好流程图。通过查看学过的嵌入式课本，又重新熟悉加深了对KEIL软件的使用，基本解决了软件使用模糊的问题。但是现在我还是没有解决的问题是如何实现电脑虚拟终端的设备连接。因此要在后面的学习和思考中，加强对这方面的考虑，希望可以顺利的解决这个问题。效果：在完成设计之后的效果为，通过电脑软件proteus实现软件的仿真，用keil软件生成的.hex文件注入到ARM芯片LPC2103，为其拷入呈现汉子或者动画的程序，控制液晶屏的显示，可以显示动画的效果，实现左右移动或上下移动，也可以实现显示汉字。启示：通过这三周的工作，我充实了自己的专业知识，对电脑软件的使

11、用有了进一步的了解，熟悉和加深了它们的使用方法，加强了对芯片引脚的认识，对于硬件实现上需要的应用有了更进一步的认识，对于本课题的设计方案，有了新的认识，从起初的模糊到了解，再到熟悉的过程，我发现做一个东西要求的认真严谨的态度是必不可少的。完成进度：第1周：选题，明确课题研究内容和要求。检索文献、收集课题所需中外文资料。第2周：研读题目介绍和任务书。并认真学习研究收集到的资料、进行方案研究。第3周：进行课题方案研究和熟悉Protel、Proteus、Keil C等软件环境，撰写前期报告。以上三周的任务均已完成。并且提前完成了proteus部分绘图，开始了protel画图以及使用visio画流程图。 三、方案设计我所设计的为基于ARM的LCD屏显示系统设计，选用的ARM芯片是飞利浦公司生产的LPC2103，LCD屏是PG12864F，通过电脑输出到ARM芯片来控制LCD屏的显示，显示出持续的动画，或者显示汉字。可以通过硬件按键来控制LCD的显示，也