嵌入式开发教程之基于ARM7的LCD设计与实现

千锋嵌入式学院最专业的嵌入式培训机构本文介绍了利用S3C4510B的通用I/O口，采用串行方式控制液晶模块显示的方法。并给出了S3C4510B与LCD模块的硬件连接图和显示程序的部分原代码。千锋嵌入式学院最专业的嵌入式培训机构随着科技的发展，ARM在社会各个方面的应用越来越广。arm芯片广泛应用于无线产品、PDA、GPS、网络、消费电子产品、STB及智能卡。S3C4510B是SAMSUNG公司生产的基于arm7TDMI的RISC微处理器，主频可达50MHZ。液晶显示是嵌入式系统中反映系统输入/输出的人机交互界面，液晶显示以其微功耗、体积小、显示内容丰富、模块化，接口电路简单等诸多优点得到广泛应用。由于S3C4510B主要是针对以太网应用系统设计的，所以其内部没有LCD控制模块，这样在一些需要人机可视话交互过程中会产生诸多不便。我们在看重高性价比的情况下，利用S3C4510B的通用I/O口来控制液晶显示屏的软硬件方法，实现了与LCD控制模块一样的功能。千锋嵌入式学院最专业的嵌入式培训机构S3C4510B是三星公司的一款基于以太网应用系统的高性价比16/32位（精简指令集）RISC微控制器，内含一个由ARM公司设计的ARM7TDMIRISC处理器核，arm7TDMI为低功耗、高性能的16/32核。支持大、小端模式，内部架构为大端模式，外部存储器可为大、小端模式；基于JTAG的调试方案；边界扫描接口。支持ROM/SRAM、FLASH、DRAM和外部I/O以8/16/32位的方式操作。最适合用于对价格及功耗敏感的应用场合。除了arm7TDMI核以外，S3C4510B比较重要的片内外围功能模块包括：·2个带缓冲描述符（BufferDescriptior）的HDLC通道；·2个UART通道；·2个GDMA通道；·2个32位定时器；·18个可编程的I/O口。千锋嵌入式学院最专业的嵌入式培训机构S3C4510B提供了18个可编程的通用I/O端口，用户可将每个端口配置为输入模式、输出模式或特殊功能模式，由片内的特殊功能寄存器IOPMOD和IOPCON控制。所传输的数据存放在寄存器IOPDATA中。端口0～端口7的工作模式仅由IOPMOD寄存器控制。另外通过设置IOPCON寄存器，端口8～端口11可用作外部中断请求INTREQ0～INTREQ3的输入。端口12、端口13可用作外部DMA请求XDREQ0、XDREQ1的输入。端口14、端口15可作为外部DMA请求的应答信号XDACK0、XDACK1，端口16可作为定时器0的溢出TOUT0，端口17可作为定时器1的溢出TOUT1。I/O口模式寄存器IOPMOD中的低１８位用于配置I/O口P17～P0的工作方式。0为输入、1为输出。千锋嵌入式学院最专业的嵌入式培训机构该款液晶采用台湾矽创电子公司生产的ST7920中文图形控制芯片。液晶屏幕为128X64点。其可以显示字母、数字符号、中文字型及图形，具有绘图及文字画面混合显示功能。内置2M中文字型ROM（CGROM）总共提供8192个中文字型（16X16点阵），16K半宽字型ROM（HCGROM）总共提供126个符号字型（16X8点阵），64X16位字型产生RAM（CGRAM），另外绘图显示画面提供个个64X256点的绘图区域（GDRAM），可以和文字画面混合显示。提供多功能指令：画面清除（Displayclear）、光标归位（Returnhome）、显示打开/关闭（Displayon/off）、光标显示/隐藏（Cursoron/off）、显示字符闪烁（Displaycharacterblink）、光标移位（Cursorshift）、显示移位（Displayshift）、垂直画面旋转（Verticallinescroll）、反白显示（By_line_reversedisplay）、待命模式（Standbymode）。千锋嵌入式学院最专业的嵌入式培训机构OCMJ4X8C(128X64)引脚说明（表1）管脚号管脚符号说明1VSS逻辑电源地2VDD逻辑电源+5V3NC无连接4RS（CS）高：数据/低：指令（串行输入的片选）5R/W（SID）高：读/低：写（串行数据）千锋嵌入式学院最专业的嵌入式培训机构6E（SCLK）使能端（串行时钟）7-14DB0-DB7并行数据端15PSB高：并行/低：串行16NC无连接17/RST系统复位低电平有效18NC无连接19LEDA背光电源+5V20LEDK背光电源0V千锋嵌入式学院最专业的嵌入式培训机构硬件电路:对于该款液晶模块，当PSB端接高电平时，模块将进入并行模式，并行模式又分为8-位和4-位传输模式。当PSB段接低电平时，模块将进入串行模式。该设计采用4线串行输入方式，所以将PSB端接地。并将背光电源端LEDA接电源+5V，LEDK接地。然后，将S3C4510B的IO口分别与液晶模块相接如下：IO3—SCLK、IO5—CS、IO7—SID、IO9—/RST。这里要注意的是需要通过软件设置S3C4510B相应的特殊功能寄存器，将IO3，IO5，IO7，IO9设置为输出模式。硬件连接图如图1所示：：硬件连接图千锋嵌入式学院最专业的嵌入式培训机构软件开发环境为ARMSDTV2.5。程序分为两部分：首先为arm初始化，使用汇编语言书写。然后才是用C语言书写的显示主程序。下面分别将两部分结合原代码略加说明。汇编语言部分：IOPMODEQU0x3FF5000；定义IO口模式寄存器IOPDATAEQU0x3FF5008；定义IO口数据寄存器IMPORTMainAREAInit,CODE,READONLYENTRYLDRR0,=0x3FF0000LDRR1,=0xE7FFFF80；配置SYSCFG，片内4Kcache,4KSRAMSTRR1,[R0]LDRSP,=0x3FE1000；SP指向4KSRAM的尾地址，堆栈向下生成LDRR0,=0X3FF5000LDRR1,=0X000002A8；设置IO3，IO5，IO7，IO9为输出模式STRR1,[R0]BLMainB.END千锋嵌入式学院最专业的嵌入式培训机构C语言部分：因篇幅有限，这里就不完整的给出源程序了，只列出几个子函数。#includetypDef.h#defineIOPMOD(*(volatileunsigned*)0x03FF5000)#defineIOPDATA(*(volatileunsigned*)0x03FF5008)/*定义子函数如下*/voidclr_lcd_rst(void){IOPDATA&=0XFDFF;}清零复位引脚voidset_lcd_rst(void){IOPDATA|=0X0200;}置位复位引脚voidclr_lcd_sclk(void){IOPDATA&=0XFFF7;}时钟端置低voidset_lcd_sclk(void){IOPDATA|=0X0008;}时钟端置高voidclr_lcd_sid(void){IOPDATA&=0XFF7F;}串行输出数据0voidset_lcd_sid(void){IOPDATA|=0X0080;}串行输出数据1千锋嵌入式学院最专业的嵌入式培训机构voidclr_lcd_cs(void){IOPDATA&=0XFFDF;}清零使能端voidset_lcd_cs(void){IOPDATA|=0X0020;}置位使能端voidprint_led_p0(void){IOPDATA|=0X0001;}使led0亮voidprint_led_p1(void){IOPDATA|=0X0002;}使led1亮voidoff_led_p0(void){IOPDATA&=0XFFFE;}使led0灭/*液晶初始化部分*/voidInit_lcd(void){set_lcd_rst();delay(4);write_lcd(0,0x01);清除显示delay(4);write_lcd(0,0x0c);显示状态设置delay(4);write_lcd(0,0x30);设置为8位控制接口delay(4);}：串行写操作时序图千锋嵌入式学院最专业的嵌入式培训机构程序严格按照串行的写操作时序（如图2所示）。此外应该注意当模块在接受指令前，微处理器必须先确认模块内部处于非忙碌状态，即读取BF标志时BF需为0，方可接受新的指令；如果在送出一个指令前并不检查BF标志，那么在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间，即是等待前一个指令确实执行完成，指令执行的时间请参考指令表中的个别指令说明。千锋嵌入式学院最专业的嵌入式培训机构本文介绍的方法可以实现汉字字符，英文字母，图形显示。除了上述的静态显示方式外，还可以通过编程来实现字符的动态显示及一些特效（如字符的移动，渐变，闪烁）显示。达到了与内置ＬＣＤ控制器相同的功能。千锋嵌入式学院最专业的嵌入式培训机构本文的创新之处在于通过使用arm微处理器的4个通用I/O口就达到了控制液晶模块显示的功能，节省了硬件资源，仅仅增加了少量软件代码，为人机交互界面中的LCD控制驱动与接口提供了一种实用方案。千锋嵌入式学院最专业的嵌入式培训机构[1]黄信兵，阎勤劳，孙晶，田泽。基于Linux的嵌入式LCD设计[J]。微计算机信息，2006，8-2：157-159。[2]张亚华，王建玲。C51在液晶显示模块编程控制中的应用[J]。河南机电高等专科学校学报，2006，1-1：17-19。[3]李驹光，聂雪，江泽明，王兆卫。arm应用系统开发详解[M]。北京：清华大学出版社，2003年12月。[4]李维是，郭磊。液晶显示技术[M]。北京：电子工业出版社，2000。