电子词典设计方案

1、硬件设计方案根据第二章介绍的ARM芯片的选择原则，此处选择集成了丰富的外围功能模块，便于低成本设计嵌入式应用系统的S3C44B0X处理器作为系统的主控制器。利用其内置的LCD控制器实现LCD控制接口；利用IIC总线控制器实现键盘控制接口；利用ADC转换器实现触摸屏控制接口；利用UART实现调试接口；利用GPIO连接LED灯显示有关状态。利用其内置的LCD控制器实现LCD控制接口；利用IIC总线控制器实现键盘控制接口；利用ADC转换器实现触摸屏控制接口；利用UART实现调试接口；利用GPIO连接LED灯显示有关状态。电子词典方案设计软件设计方案本电子词典软件主要完成键盘操作、菜单操作及LCD显示

2、功能，根据软件模块化设计方法将系统软件分为三个模块：词库编写、功能控制软件设计、人机交互接口功能设计。电子词典硬件设计硬件资源分配最小系统简介显示模块（输出设备）触摸屏及键盘模块（输入设备）I/O端口设计硬件资源分配片选信号选择的接口或器件片选控制寄存器S44B0 地址范围nGCS0FLASHBANKCON00x0000_00000x01BF_FFFFnGCS6SDRAMBANKCON60x00_00000x0DFF_FFFF中断信号功能INT0触摸屏中断源INT2键盘中断源最小系统简介电源电路系统时钟电路复位电路存储器UART接口电路JATG接口电路最小系统简介嵌入式最小系统是指由保证嵌入式

3、微处理器可靠工作所必须的基本电路组成的系统。处理器单元时钟单元复位单元存储器单元供电电源调试接口基于ARM的嵌入式最小系统基于ARM核的微处理器电源电路复位电路时钟电路存储器电路（FLASH和SDRAM）UART接口电路JTAG调试接口电源电路电源芯片：LT1085输入：DC +5V输出：S3C44B0X +2.5VI/O +3.3V系统时钟电路根据S3C44B0X的最高工作频率以及PLL电路的工作方式，选择8MHz有源晶振，8MHz晶振频率经过S3C44B0X片内的PLL电路倍频后，最高可以达到66MHz。系统RTC单元时钟源直接由晶体（32.768kHz）提供，复位电路复位芯片：IMP81

4、1S，手动复位，实时监控系统的电源，一旦系统电源低于系统复位的阀值（2.9V），IMP811S 将会自动输出低电平复位信号，对系统进行复位存储器FLASH芯片： AM29LV160DB，8MByte （2M8Bit/1M16Bit）采用+3.3V供电输出数据宽度为16位片选信号直接连接S3C44B0X的nGCS0信号SDRAM芯片：HY57V651620B8MByte（4 Banks 1M 16Bit）采用+3.3V供电输出数据宽度为16位片选信号直接连接S3C44B0X的nGCS6信号UART接口电路JATG接口电路JTAG（Joint Test Action Group）联合测试行动小组是

5、IEEE的标准规范，主要用于芯片内部测试及对系统进行仿真、调试。ARM内部提供了JTAG型的扫描链，可以进行调试和配置嵌入式的ICE-RT逻辑。JTAG仿真器是通过ARM芯片上的JTAG边界扫描链与ARM内核进行通信，属于完全插入式（不占用片上资源）调试。通过JTAG接口，可对芯片内部的所有部件进行访问，14针接口和20针接口。开发环境的建立液晶显示屏（LCD，Liquid Crystal Display）主要用于文本及图形、图像信息的显示。本节主要内容如下： S3C44B0X LCD控制器概述 S3C44B0X LCD控制器功能及应用概述 S3C44B0X LCD控制器应用编程S3C44B0

6、X LCD控制器概述LCD控制器在嵌入式系统中的功能概述一套完整的液晶显示系统主要由三部分组成：液晶显示屏、液晶显示驱动器和液晶显示控制器。液晶显示控制器具有两大作用：其一，控制器为液晶显示提供时序信号和显示数据；其二，在计算机系统中，液晶显示控制器是一种专业IC芯片，专用于计算机与液晶显示系统的接口，控制器接受计算机的直接操作，并可以脱机独立控制液晶显示驱动系统，从而解除了计算机在显示上的繁琐工作。目前的液晶显示控制器具有如下的功能：具有简捷的计算机接口，一般以总线形式提供IO接口；具有一套完整的逻辑控制电路和时序发生器，可以实现对各种显示功能的控制；具备功能齐全的控制指令集，编程更容易；具

7、有管理显示缓冲区的能力。计算机通过控制器访问显示缓冲区，控制器自行管理显示缓冲区；具备液晶显示驱动器工作所必需的扫描时序信号的生成以及发送能力和显示数据的传输能力。S3C44B0X LCD控制器概述 S3C44B0X LCD控制器的功能及作用概述： S3C44B0X LCD 控制器是接收系统发来的指令和数据, 并向系统反馈所需的数据信息, 进而驱动显示。用户只需要通过读写一系列的寄存器, 完成配置和显示驱动。在驱动LCD 设计的过程中首要的是配置LCD 控制器, 而在配置LCD 控制器中最重要的一步则是帧缓冲区(FrameBuffer) 的指定。用户所要显示的内容皆是从缓冲区中读出, 从而显示

8、到屏幕上的。S3C44B0X LCD控制器功能及应用概述S3C44B0X LCD控制器基本功能S3C44B0X LCD功能实现及控制S3C44B0X LCD控制器基本功能S3C44B0X上的LCD控制器由传送LCD映象数据的逻辑电路组成，LCD映象数据指的是从系统存储器的视频缓冲到外部LCD驱动器的数据。S3C44B0X 中内置的LCD 控制器可支持灰度LCD 和彩色LCD。在灰度LCD 上，使用基于时间的抖动算法和FRC（Frame Rate Control）方法，可支持单色，2位/象素（4 级灰度）和4位/象素（16 级灰度模式）的灰度LCD；在彩色LCD 上，可以支持8位/象素 （256

9、 级彩色），对于不同尺寸的LCD，具有不同数量的垂直和水平像素，数据接口的数据宽度，接口时序及刷新率，而LCD控制器可以进行编程控制相应的寄存器值，以适应不同的LCD 显示板S3C44B0X LCD控制器基本功能S3C44B0X LCD控制器的特性支持彩色灰度单色的LCD 板；支持3种类型LCD板：4位双扫描，4位单扫描，以及8位单扫描的显示类型；支持多路虚拟显示屏（支持硬件的水平垂直移动滚读）；系统存储器被用作显示存储器；专用的DMA支持从系统存储器的视频缓冲中读取映象数据；支持多种荧屏大小；S3C44B0X LCD控制器基本功能S3C44B0X LCD控制器的特性典型的荧屏尺寸：640x4

10、80、320x240、160x160 最大虚拟荧屏尺寸（彩色模式下）：4096x1024、2048x2048、1024x4096等支持单色、4级、16级灰度；对于彩色STN LCD板，支持256级彩色；支持电源节省模式（SL_IDLE Mode）S3C44B0X LCD控制器基本功能S3C44B0X LCD外部接口信号VFRAME：LCD控制器和LCD驱动器之间的帧同步信号。它通知LCD屏新的一帧的显示，LCD控制器在一个完整帧的显示后发出VFRAME信号。VLINE：LCD控制器和LCD驱动器之间的行同步信号。LCD驱动器通过它来将水平移位寄存器中的内容显示到LCD屏上。LCD控制器在一整行

11、数据全部传输到LCD驱动器后发出VLINE信号。S3C44B0X LCD控制器基本功能S3C44B0X LCD外部接口信号VCLK：此引脚为LCD控制器和LCD驱动器之间的象素时钟信号，LCD控制器在VCLK的上升沿发送数据，LCD控制器在VCLK的下降沿对数据采样。VM：LCD驱动器所使用的交流信号。LCD驱动器使用VM来改变用于打开或关闭象素的行和列电压的极性。VM信号在每一帧被触发，也可在指定VLINE信号的可编程数目时触发。VD3:0以及VD7:4：LCD象素数据输入端口。VD3:0用于4位/8位的单扫描或双扫描时的高4位数据输入；VD7:4用于8位单扫描或双扫描时的低4位数据输入。L

12、CD控制器寄存器S3C44B0X LCD功能实现及控制1. S3C44B0X LCD 控制操作 时序发生器（TIMING GENERATOR），TIMEGEN产生LCD驱动器的所需控制信号，如：VFRAME、VLINE、VCLK和VM。VFRAME脉冲以每帧一次的频率声明整帧中第一行的持续时间。VFRAME信号告诉LCD的线指示器指向显示器的顶端以开始显示LCD驱动器用VM信号来改变行、列的电压极性，用来开关象素。VM信号的频率由LCDCON1寄存器的MMODE位和LCDSADDR2寄存器的MVAL7:0域来控制。幻灯片96S3C44B0X LCD功能实现及控制1. S3C44B0X LCD

13、控制操作VFRAME和VLINE脉冲的产生受LCDCON2寄存器中HOZVAL域和LINEVAL域配置的控制。每个域都与LCD的大小和显示模式有关。VFRAM信号频率就是帧扫描频率。帧扫描频率与WLH(VLINE 脉宽)、WHLY(VLINE 脉冲后的VCLK延迟宽度)、HOZVAL、VLINEBLANK以及两个液晶控制寄存器中的LINEVAL，还有VCLK、 MCLK都有关。幻灯片97S3C44B0X LCD功能实现及控制2. S3C44B0X LCD视频操作 S3C44B0X中的液晶控制器支持8位彩色模式（256 彩色模式），4级灰度模式，16级灰度模式和单一模式。需要灰度和彩色模式时，时

14、钟抖动算法和FRC（帧频率控制）方法能被用来通过可编程查找表来选择调整灰度和色彩级数。单色模式不使用这些模块（FRC和查找表）而通过将视频数据转移到LCD驱动器中时把FIFOH（和FIFOL，如果是双扫描模式时）中的数据连续化为位（或8位，如果是4位双扫描或8位单扫描时）的数据流。幻灯片982. S3C44B0X LCD视频操作查找表 S3C44B0X支持多色彩或多灰度级映射的调色板。这种选择给用户带来很大的灵活性。查找表是一个允许彩色和灰度级数选择的调色板。用户在4级灰度模式中通过查找表在16灰度级中选择4灰度级。在16级灰度模式下灰度级不能被选择，所有16灰度级必须在可能的16灰度级中进行

15、选择。在256彩色模式中，3位红，3位绿，2位蓝。256彩色就是由8红，8绿，4蓝组合而成（884256）。在彩色模式中，查找表用于进行适当的选择。8红色级在16个可能的红色级中选择，8绿在16级绿中选择，4蓝在16级蓝中选择。幻灯片992. S3C44B0X LCD视频操作灰度模式操作 S3C44B0X中的LCD控制器支持两种灰度模块：2位象素（级灰度）、位象素（级灰度）。2位象素灰度模式使用一个查找表，查找表允许在可能的灰度级中进行级灰度的选择。2位象素灰度的查找表和应用彩色模式中的蓝色查找表共用BLUELUT寄存器中的BULEVAL15:0。0级灰度用BLUEVAL3:0位的值来表示。如

16、果BLUEVAL3:0被设置为9，0灰度级就用16级中的9级来代表；如果BLUEVAL3:0为15，则用15级来代表，以此类推。象级灰度一样，1级用BLUEVAL7:4来表示，2级用BLUEVAL11:8来表示，3级用BLUEVAL15:12表示。BLUEVAL15:0中的组分别代表0、1、2、3级。当然了，没有第4级。幻灯片1002. S3C44B0X LCD视频操作彩色模块操作 S3C44B0X中的LCD控制器支持每象素8位的256彩色显示模式。彩色显示模块用抖动算法和FRC（帧扫描率控制）方法可产生256级彩色。每个象素的8位分成3位红、3位绿、2位蓝，各用独立的查寻表。 与灰度级显示相

17、似，REDLUR寄存器中8组或4位域（例如REDVAL31:28、REDLUT27:24、REDLUT23:20、REDLUT19:16、REDLUT15:12、REDLUT11:8、REDLUT7:4和REDLUT3:0）分别对应各红色级。4位组合可以得到16种可能，每种情况对应一种红色级。换句话说，用户可以用查寻表选择合适的红色级。对于绿色，GREENLUT寄存器中的GREENVAL31:0 用作查寻表，用法和红色一样。蓝色与前两个相似，BLUELUT寄存器中的BLUEVAL15:0 用作查寻表。对于蓝色查寻表需要16位，因为只有两位对应于4级蓝色来控制蓝色级，这与8红或8绿都不同。幻灯片

18、1012. S3C44B0X LCD视频操作扫描模式支持 S3C44B0X处理器LCD控制器支持3种显示类型：4位单扫描、4位双扫描和8位单扫描。扫描工作方式通过DISMOD（LCDCON16:5）设置。 4位单扫描 - 显示控制器扫描线从左上角位置进行数据显示。显示数据从VD3:0获得；彩色液晶屏数据位代表RGB色。幻灯片1022. S3C44B0X LCD视频操作扫描模式支持显示控制器分别使用两个扫描线进行数据显示。显示数据从VD3:0获得高扫描数据；VD7:4获得低扫描数据；彩色液晶屏数据位代表RGB色。幻灯片1032. S3C44B0X LCD视频操作扫描模式支持8位单扫描 - 显示控

19、制器扫描线从左上角位置进行数据显示。显示数据从VD7:0获得；彩色液晶屏数据位代表RGB色幻灯片1042. S3C44B0X LCD视频操作数据的存放与显示液晶控制器传送的数据表示了一个像素的属性：4级灰度屏用两个数据位；16级灰度屏使用4个数据位；RGB彩色液晶屏使用8个数据位（R7:5、G4:2、B1:0）。显示缓存中存放的数据必须符合硬件及软件设置，即要注意字节对齐方式。幻灯片105 S3C44B0X LCD控制器应用编程LCD 的显示一般通过配置LCD控制器实现，下面我们就来看如何使用S3C44B0LCD控制器进行像素点的显示。首先要对LCD进行初始化LCD的初始化主要是对LCD控制寄

20、存器的值进行设置，主要有以下8项：幻灯片106抖动模式设定抖动时间设定LCDCON1控制字清0设置LCD的垂直，水平尺寸，水平线扫描空闲时间设置帧缓冲区的起始地址设置灰度级，LCDBANK，LCDBASEU重新设置LCDCON1LCD驱动逻辑使能，打开背光幻灯片107具体设置如下：/ disable,8B_SNGL_SCAN,WDLY=8clk,WLH=8clk,rLCDCON1=(0x0)|(25)|(MVAL_USED7)|(0x38)|(0x310)|(CLKVAL_COLOR12); /LINEBLANK=10 (without any calculation)rLCDCON2=(LI

21、NEVAL)|(HOZVAL_COLOR10)|(1021);/ 256-color, LCDBANK, LCDBASEU rLCDSADDR1=(0x322)1);rLCDSADDR2=M5D(U32)Video_StartBuffer+(SCR_XSIZE*LCD_YSIZE)1)| (MVAL21) | 129;rLCDSADDR3= (LCD_XSIZE/2) | ( (SCR_XSIZE-LCD_XSIZE)/2)9 );rREDLUT =0xfdb96420; / 1111 1101 1011 1001 0110 0100 0010 0000rGREENLUT=0xfdb96420

22、; / 1111 1101 1011 1001 0110 0100 0010 0000rBLUELUT =0xfb40; / 1111 1011 0100 0000rDITHMODE=0x12210;/rDITHMODE=0x0;幻灯片108 rDP1_2 = 0xa5a5; rDP4_7 = 0xba5da65;rDP3_5 = 0xa5a5f;rDP2_3 = 0xd6b;rDP5_7 = 0xeb7b5ed;rDP3_4 = 0x7dbe;rDP4_5 = 0x7ebdf;rDP6_7 = 0x7fdfbfe;rLCDCON1=(0x1)|(25)|(MVAL_USED7)|(0x38)

23、|(0x310)|(CLKVAL_COLOR0x60) if(t=0)|(t19) t=0; word_clear(); Trans_Clear(); *(&ucChar)+1)=_;*(&ucChar)+2)=0;Disp_String(&ucChar,(8*t+English_area.x0+5),English_area.y0+2);Wordt+=ucChar;f_LineD=Word_List(word);/*输入是功能按键时的相应处理是*/ElseucChar-=14;switch(ucChar) case BACKSPACE: wordt=0; word-t=_; word_cle

24、ar(); Trans_Clear(); Disp_String(word,English_area.x0+5,English_area.y0+2); f_LineD=Word_List(word); f_Word=TRUE; Count_line=0; break; case PAGEUP: word_clear(); Trans_Clear(); if(old=0) old=MAX_OLD; strcpy(word,oldword-old); Disp_String(word,English_area.x0+5,English_area.y0+2); f_LineD=Word_List(w

25、ord); f_Word=TRUE; t=strlen(word); break; case LINEUP: if(t!=0) if(Count_Line!=0) Count_line-; LineMove(Count_line,UP); f_Word=FALSE;break ; case ENTER: wordt+1=0; translate(word.f_Word,(f_lineD+Count_Line-1); if(old=MAX_OLD) old=0; strcpy(oldwordold+,word); f_LineD=0; Count_line=0; f_Word=TRUE; for

26、(;t0;-t) wordt=0; break; case LINEDOWN: if(t!=0) if(Count_line(ALL_WNo-f_LineD) Count_line+; LineMove(Count_line,DOWN); f_Word=FALSE;break; case PAGEDOWN: word_clear(); Trans_Clear(); If(old=MAX_OLD) old=0; strcpy(word,English_area.x0+5,English_area.y0+2); f_LineD=Word_List(word); f_Word=TRUE; t=strlen(word); break; default: Uart_Printf(0,”error %d”,ucChar); break;5.1电子词典各模块测试软件设计（1） 存储器模块测试目的：测试CPU能否正常对SDRAM HY57V651620B按字、半字、字节读/写。会变程序测试函数：sRWramtestC语言程序函数：voidcRWramtest(void)(2)通用GPIO模块测试目的：测试能否通过GPIO的GPC8、GPC9、GPF3、GPF4控制电子词典硬件板上4个LED正常点亮和熄灭。GPIO的测试函数如下：Void GPIO_Test(void)Port_init();Le