基于ARM嵌入式系统的LCD显示

嵌入式系统原理与设计期末论文题目：基于ARM嵌入式系统的LCD显示专业：电子信息科学与技术学生姓名：张昀学生学号：120304014院系：物理与电子信息工程学院年级、班：2013级2班指导教师：文良华2015年6月20日宜宾学院YIBINUNIVERSITY摘要嵌入式系统是嵌入到对象体系中的专用计算机系统。以嵌入式计算机为核心的嵌入式系统是继IT网络技术之后，又一个新的技术发展方向。本文以LPC2124为控制核心介绍和设计了一款基于的ARM嵌入式系统的LCD显示系统。该系统在功耗，体积，集成度，成本等都有较好的优势，具有一定的实用意义。关键词:嵌入式系统,优势,核心,集成度,体系AbstractEmbeddedsystemisthededicatedcomputersystemofembeddedintotheobjectsystem.Anembeddedcomputerwhichisasthecoreofembeddedsystem,afterfollowingtheITnetworktechnology,isanewtechnologydevelopment.ThispaperdescribesthecontrolcoreLPC2124anddesignedasystembasedontheARMembeddedLCDdisplay.Thesystemhasadvantagesonthesystempowerconsumption,size,integration,costandothers.Itisofpracticalsignificance.Keywords:Embeddedsystem,advantage,core,integration,system目录摘要.............................................................IIABSTRACT...........................................................II一、绪论............................................................1二、LPC2124的简介及其系统结构分析..................................12.1嵌入式系统概述................................................12.1.1嵌入式系统的硬件特征.............................................................................12.1.2嵌入式操作系统的分类.............................................................................22.2LPC2100系列简介...............................................22.3LPC2100系列系统结构分析.......................................2三、1602特点及使用方法.............................................33.11602的简介....................................................33.21602的管脚功能................................................43.2.1字符集.........................................................................................................63.2.2显示地址.....................................................................................................73.2.3指令集.........................................................................................................73.31602的硬件连接................................................83.41602的底层驱动问题............................................83.51602液晶的初始化.............................................10四、基于ARM嵌入式系统的LCD显示...................................104.1硬件设计.....................................................104.2系统软件设计.................................................124.2.1主程序流程图...........................................................................................124.2.2主程序main.c..........................................................................................12五、总结...........................................................15参考文献...........................................................15基于ARM嵌入式系统的LCD显示1一、绪论由于LCD液晶显示器具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等诸多其他显示器无法比拟的优点，已广泛应用于各种智能型仪表和低功耗电子产品中。液晶显示器分为笔段式、字符点阵式和图形点阵式三种。前两种可显示数字、字符和符号等，而图形点阵式液晶显示器还可以显示汉字和任意图形，达到图文并茂的效果，其应用已越来越广泛。本文以液晶显示器1602为例介绍了液晶显示器的基本原理及在ARM嵌入式系统下的程序设计。二、LPC2124的简介及其系统结构分析2.1嵌入式系统概述所谓嵌入式系统，是指用于执行独立功能的专用计算机系统，它由包括微处理器、定时器、微控制器、存储器、传感器等一系列微电子芯片与器件，和嵌入在存储器中的微型操作系统、控制应用软件组成，共同实时诸如实时控制、监视、管理、移动计算、数据处理等各种自动化处理任务。嵌入式系统以应用为中心，以微电子技术、控制技术和通讯技术为基础，强调硬件软件的协同性与整合性，软件与硬件可裁减，以满足系统对功能、成本、体积和功耗等要求。2.1.1嵌入式系统的硬件特征嵌入式系统的硬件必须根据具体的应用任务，以功耗、成本、体积、可靠性、处理能力等为指标来选择。嵌入式系统的核心是系统软件和应用软件。由于存储空间有限，因而要求软件代码紧凑、可靠，大多对实时性有严格的要求。早期的嵌入式系统设计方法，通常是采用“硬件优先”原则。在粗略估计软件任务需求的情况下，首先进行硬件设计与实现。然后在此硬件平台上，再进行软件设计。因为很难充分利用硬件软件资源，取得最佳性能的效果。同时，一旦在测试时发现问题，需求对设计进行修改时，整个设计流程将重新进行，对成本和设计周期的影响很大。这种传统的设计方法只能改善硬件/软件各自的性能，在有限的设计空间不可能对系统做出较好的性能综合优化，在很大程度上依赖于设计者的经验和反复实验。随着电子系统功能的日益强大和微型化，系统设计涉及的问题越来越多，难度也越来越大。硬件和软件也不再是截然分开的两个概念。因而出现了软硬件协同的设计方法。在系统目标要求下，协同设计软硬件体系结构，以最大限度地挖掘系统软硬件能力，得到高性能低代价的优化设计方案。22.1.2嵌入式操作系统的分类目前流行的嵌入式操作系统可以分为两类：一类是从运行在个人电脑上的操作系统向下移植到嵌入式系统中，形成的嵌入式系统，如微软公司的WindowsCE，SUN公司的Java操作系统，嵌入式Linux等。另一类是实时操作系统，如WindRiver公司的VxWorks，ISI的pSOS，ATI的Nucleus，和免费公开源代码的uC/OS-II等。2.2LPC2100系列简介LPC2114/2124微控制器具有2个端口——P0和P1，可以作为GPIO使用的引脚为46个。LPC2210/2212/2214微控制器则包含另外2个端口——P2和P3，这2个端口与外部存储器总线复用，当它们全部作为GPIO使用时，GPIO引脚数多达112个。2.3LPC2100系列系统结构分析LPC210X控制器包含LPC2104、LPC2105、LPC2106，除了片内静态RAM不同外，其他完全相同。该系列器件具有32个GPIO口（P0.0～P0.31），没有外部总线，大多GPIO口是复用口，所以它一般不适合连接大屏幕液晶显示器，但驱动小规模液晶模块进行工业控制上的参量显示还是非常合适的。GPIO包含四个寄存器，如表1所列。IOxPIN:该寄存器反映了当前引脚的状态。IOxPIN中的x对应于某一个端口，如P1口对应于IO1PIN.所以芯片存在多少个端口，就有多少个IOxPIN分别与之对应。表1IOPIN地址与菜单IOPIN0xE0028000引脚值寄存器，引脚当前状态都从该寄存器读出IOxDIR：当引脚设置为GPIO输出模式时，可使用该寄存器控制引脚的方向。向某位写入1使对应引脚作为输出功能，写入0时作为输入功能。作为输入功能时，引脚处于高阻态。表2IODIR地址与菜单IODIR0xE002800C方向控制寄存器。控制每个I/O方向IOxSET：当引脚设置为GPIO输出模式时，可使用该寄存器从引脚输出高电平。向某位写入1使对应引脚输出高电平。写入0无效。从该寄存器读回的数据为GPIO输出寄存器的值。该值不反映外部环境对引脚的影响。基于ARM嵌入式系统的LCD显示3表3IOSET地址与菜单IOSET0xE0028004输出置位寄存器，只能写1，对应引脚输出高电平IOxCLR：当引脚设置为GPIO输出模式时，可使用该寄存器从引脚输出低电平。向某位写入1使对应引脚输出低电平。写入0无效。注意：读取该寄存器无效，不能读回输出寄存器的值。表4IOCLR地址与菜单IOCLR0xE0028008输出清零寄存器，只能写1，对应引脚输出低电平使用GPIO注意要点：1、引脚设置为输出方式时，输出状态由IOxSET和IOxCLR中最后操作的寄存器决定；2、大部分GPIO输出为推挽方式（个别引脚为开漏输出），正常拉出/灌入电流均为4mA（短时间极限值40mA）；3、复位后默认所以GPIO为输入模式。另外GPIO口还包含两个引脚连接模块寄存器PINSEL0、PINSEL1，用来为32个引脚配置I/O功能或其他特殊功能LPC210X可直接驱动5V液晶模块考虑到功耗，不赞成连接LCD接口信号说明：表5LCD接口信号说明表三、1602特点及使用方法3.11602的简介工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。（16列2行）1602是一款最常用也是最便宜的液晶显示屏。最多可以显示两行标准字符，每行最多可以显示16个字符。1602可以显示内部常用字符(包括阿拉伯数字，英文字母大小写，常用符号和日文假名等)，也可以显示自定义字符(单或多个字符组成的简单汉字，符号，4图案等，最多可以