单片机在特殊液晶显示器驱动板中的应用

1、单片机在特殊液晶显示器驱动板中的应用赵明徐科军盛磊陈智渊(合肥工业大学自动化研究所合肥230009摘要开发特殊液晶显示器驱动板,实现将V GA信号转换成符合液晶屏时序的数字信号的功能。该板由单片机、FPGA和其它器件组成。单片机测试输入信号的频率,以确定L CD的分辨率;设置FPGA和AD的寄存器,以控制它们工作。该板已通过高低温的实验测试,并投入使用。关键词单片机液晶显示器驱动板V GAAppl ica tion of M CU to LCD D r ive Board for Spec i a l UsesZhaoM ingXu KejunShengL eiChen Zh iyuan(In

2、stitu tion of A u to m a tion,H ef ei U n iversity of T echnology,H ef ei230009,Ch inaAbstractA L CD(liquid crystal disp laydrive board fo r the special uses w as developed to realize the transfo r2 m ati on from V GA signal to the digital signal acco rding to the L CD ti m e sequence.T h is board c

3、onsists of a M CU (m icro contro l unit,a FPGA(field p rogramm ed gate arrayand o ther components.T he M CU detects the fre2 quencies of input signals to determ ine the reso luti on of L CD,and sets the registers of FPGA and AD(analog to digital conversi onto contro l their operati ons.T he board w

4、as tested successfully by the low and h igh tempera2 ture experi m ents,and put into services.Key wordsM CUL CDD rive boardV GA1引言液晶显示器由于其重量轻、体积小、能耗低、无辐射等特点,正在特殊装备,例如工业和军事装备中得到应用。但是,普通的液晶显示器驱动板均由商业级的集成电路芯片组成,其温度范围约为070,不能满足工业和军用温度指标(-4085的要求。为此,作者采用工业级的单片机和FPGA研制成功了特殊液晶显示器驱动板。这里首先介绍驱动板的系统组成和工作原理,然后重

5、点阐述了单片机软件实现。最后,高低温测试实验结果证明单片机程序稳定。2系统组成和工作原理211系统组成该驱动板主要由Ph ili p s公司的P89C668单片机、AD9883A、FPGA、 I2CROM和键盘等器件组成,其结构框图如图1所示。图1系统结构框图212工作原理在该系统中,V GA模拟信号输入到AD9883A芯片。AD9883A将V GA信号转换成数字信号,同时输出行同步信号和场同步信号。红、绿、蓝三路数字信号和同步信号输入到FPGA,FPGA将数字信号转换成符合液晶屏时序的数字信号,送给液晶屏显示。3单片机软件实现311软件流程软件流程如图2所示。第26卷第8期增刊仪器仪表学报2

6、005年8月图2单片机程序流程图312VGA信号属性检测不同分辨率的V GA信号产生不同的行、场同步信号,单片机通过检测输入信号,获得信号属性信息。单片机用内部的定时器 计数器T0、T1、T2检测输入信号中的行、场同步信号的频率。在检查行频时,T0和T2作为计数器,T0计行频脉冲,T2计机器周期。T0的计数初值设为500,T0和T2同时计数。当T0计数500结束时,产生中断,停止T2。读取T2计数值,用这个值乘以T2计一个数的时间,就得到计500个行频脉冲所用的时间,计算公式为:T500=(TH23256+TL2 2000000(1式中:T500表示计500个行频脉冲所用的时间, TH2表示计

7、数器T2高8位,TL2表示计数器T2低8位。2000000是T2的计数率(P89C668设置在6时钟模式,在12M晶振下T2的计数率为fo sc 6。行同步信号频率计算公式为:f h=1 (T500 500(2式中:f h表示行同步信号频率。如果行频信号发生变化,还要检测出场频信号,才能最终确定信号属性。把T2作为内部定时器,T1作为计数器。T1和T2同步。得到的计数值经过换算可以得到行场频率。行场同步信号频率计算公式为:f v=TL1 定时时间(3式中:f v表示场同步信号频率,TL1表示计数器T1低8位。场同步信号只有几十赫兹,所以只用计数器T1的低8位,就可满足需要。然后,根据行场频率,

8、查表得到信号的分辨率和刷新频率。313I2C总线实现31311I2C总线程序设计I2C模块程序包括:申请总线、发送数据函数、向有子地址器件发送多字节数据函数、向有子地址器件读取多字节数据函数四个基本功能函数。这四个函数可以实现对I2CROM和AD9883A读写。31312I2CROM读写单片机程序中存有对应于各个信号属性的基本设置,但用户还需要能手动调整。为了保证调整后的设置不丢失,用I2CROM来保存。I2CROM中分为出厂设置区和用户设置区两个部分。产品出厂时,专业人员可通过键盘密码进入出厂调整菜单,将调整后的各个设置值保存到出厂设置区。系统运行过程中,普通用户可根据个人需求调整显示效果,再将各个设置值保存到用户设置区。单片机把基本设置、出厂设置、用户设置叠加就得到最终设置,用这个最终设置来设置AD和FP2 GA。系统断电后,寄存器的值仍然能够保存在I2CROM中。4结论驱动板在国家级显示工程研究中心,用恒温箱做了温度测试。测试分为低温启动实验和温度剧变实验两种。前者将驱动板放入在-40的恒温箱中2h后启动,看是否能够正常启动