【正文】 LCD模塊是嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)中重要的人機交互部件。目前，許多常用的LCD模塊一般自身都不帶有字庫，而實際應(yīng)用中人機界面又經(jīng)常需要顯示中英文字符。對于不帶字庫的LCD模塊顯示字符的解決方法通常是利用字模提取軟件來進行預(yù)處理，即將系統(tǒng)中可能用到的字符一一將其字模提取出來，并將字模數(shù)據(jù)存放在程序空間中。該方法只適用于顯示字符固定且數(shù)量較入式系統(tǒng)中，靈活性差?？紤]到嵌入式系統(tǒng)一般帶有一定容量的ROM存儲系統(tǒng)，本文以無字的圖形LCD模塊LM2028為例，搭建了以ARM微處理器s3C44BOX為基礎(chǔ)的嵌式液晶系統(tǒng)工作平臺，在此平臺的基礎(chǔ)上，討論了一種基于自制硬件字庫的中英文字符顯示方案。LCD控制器的作用是將系統(tǒng)存儲器中的LCD圖像數(shù)據(jù)傳送到外部LCD驅(qū)動器中，并產(chǎn)生必須的LCD控制信號。S3C44BOX LCD控制器支持在灰白LCD上的單色、4級灰度、16級灰度顯示，也能與彩色LCD接口支持最大256色的顯示?？梢跃幊讨С植煌胶痛怪秉c數(shù)(64O480、3202160160等)、不同數(shù)據(jù)線寬度、不同接口時序和刷新速率的LCD，支持4位雙掃描、4位單掃描、8位單掃描的LCD顯示器，并支持水平／垂直卷動，以用來支持更大的屏幕顯示(如12801280) 。S3C44BOX支持查找表，用于各種色彩選擇或灰度級別的選擇。在灰度模式中，通過查找表可以在16級灰度中選擇四種灰度，在彩色模式中，一個字節(jié)的圖像數(shù)據(jù)是用3位表示紅色，3位表示綠色，2位表示藍(lán)色，通過查找表可以選擇16級紅色中的8種紅色、16級綠色中的8種綠色和16級藍(lán)色中的4種藍(lán)色。S3C44B0X 中具有內(nèi)置的LCD 控制器，它能將顯示緩存（在SDRAM存儲器中）中的LCD圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠康腖CD驅(qū)動電路上的邏輯功能。它支持單色、4級、16級灰度LCD顯示，以及256彩色LCD顯示。在顯示灰度時，它采用時間抖動算法（timebased dithering algorithm）和幀率控制 (Frame Rate Control)方法，在顯示彩色時，它采用RGB的格式，即RED、GREEN、BLUE，三色混合調(diào)色。通過軟件編程，可以實現(xiàn)233或332的RGB調(diào)色的格式。對于不同尺寸的LCD顯示器，它們會有不同的垂直和水平象素點、不同的數(shù)據(jù)寬度、不同的接口時間及刷新率，通過對LCD 控制器中的相應(yīng)寄存器寫入不同的值，來配置不同的LCD 顯示板。S3C44B0X 中內(nèi)置的LCD 控制器提供了下列外部接口信號：VFRAME: LCD 控制器和LCD 驅(qū)動器之間的幀同步信號。它通知LCD屏開始顯示新的一幀，LCD 控制器在一個完整幀的顯示后發(fā)出VFRAME 信號。VLINE: LCD 控制器和LCD 驅(qū)動器間的同步脈沖信號，LCD 驅(qū)動器通過它來將水平移位寄存器中的內(nèi)容顯示到LCD 屏上。LCD 控制器在一整行數(shù)據(jù)全部傳輸?shù)絃CD 驅(qū)動器后發(fā)出VLINE 信號。VCLK: LCD 控制器和LCD 驅(qū)動器之間的象素時鐘信號，LCD 控制器在VCLK的上升沿發(fā)送數(shù)據(jù)，LCD 驅(qū)動器在VCLK 的下降沿采樣數(shù)據(jù)。VM: LCD 驅(qū)動器所使用的交流信號。LCD 驅(qū)動器使用VM 信號改變用于打開或關(guān)閉象素的行和列電壓的極性。VM 信號在每一幀觸發(fā)，也可通過編程在一定數(shù)量的VLINE 信號后觸發(fā)。VD[3:0]: LCD 象素數(shù)據(jù)輸出端口。VD[7:4]: LCD 象素數(shù)據(jù)輸出端口。LCD 控制器包含REGBANK, LCDCDMA, VIDPRCS, 和TIMEGEN。REGBANK 具有18 個可編程寄存器，用于配置LCD 控制器。LCDCDMA為專用的DMA，它可以自動地將顯示數(shù)據(jù)從幀內(nèi)存中傳送到LCD 驅(qū)動器中。通過專用DMA，可以實現(xiàn)在不需要CPU 介入的情況下顯示數(shù)據(jù)。VIDPRCS 從LCDCDMA 接收數(shù)據(jù)，將相應(yīng)格式（比如4／8 位單掃描和4 位雙掃描顯示模式）的數(shù)據(jù)通過VD[7:0]發(fā)送到LCD的驅(qū)動器上。TIMEGEN 包含可編程的邏輯，以支持常見的LCD 驅(qū)動器所需要的不同接口時間和速率的要求。TIMEGEN 部分產(chǎn)生VFRAME,VLINE, VCLK, VM 等信號。Lcd顯示的時鐘界面包括：靜止不動的圓形鐘面和一直在走動的時鐘指針。所以需要構(gòu)建兩個重要的函數(shù)實現(xiàn)畫圓和畫直線。以下為畫圓函數(shù)：該算法是通過X變量的自增，補償1 修正正方形控制Y變量自減，找到距中心恒定距離的點，其中rs=45，X自0加1增至45。和原點坐標(biāo)運算，可以在第一象限找到一點，再通過折疊對稱找到其他象限的三個點，通過畫點函數(shù)描繪出。再畫他的45度鏡像就好了。以中心的坐標(biāo)為起點，使用while函數(shù)與指針最外圈的點比較，不斷延長直至相等，所以事先計算出時針，分針和秒針三個同心圓最外圈點的坐標(biāo)，以便帶入函數(shù)。也同圓類似，要考慮不同象限點的情況，根據(jù)不同的位置帶參數(shù)到畫點函數(shù)中描繪。時鐘應(yīng)用系統(tǒng)模塊設(shè)計 本模塊是電子時鐘功能實現(xiàn)的主要模塊，也是本次課程設(shè)計的核心模塊，本模塊實現(xiàn)的功能主要有：時間計時，鐘面時間顯示，數(shù)字時間顯示。其中，時間計時功能和在LCD上顯示數(shù)字鐘顯示功能較易實現(xiàn)，之前的單片機課程設(shè)計和HDL課程設(shè)計均有所涉及。計時使用S3C44B0X內(nèi)部時鐘脈沖和分頻實現(xiàn)，在LCD上顯示數(shù)字鐘顯示使用LCD數(shù)字顯示功能實現(xiàn)。在LCD上實現(xiàn)鐘面顯示功能較為復(fù)雜，主要包括以下過程： 給秒針、分針各設(shè)定60個坐標(biāo)（包括X左邊和Y坐標(biāo)），表示60秒和60分，給時針設(shè)定12個坐標(biāo)（包括X左邊和Y坐標(biāo)）； 設(shè)定鐘面顯示初值并完成初值與時針、分針、秒針的坐標(biāo)的映射，更更改初值可以完成時間的設(shè)定； 使用畫線函數(shù)完成秒針、分針、時針顯示，主要功能是擦除上一秒（分、時）的軌跡和顯示這一秒（分、時）。 使用畫點函數(shù)完成鐘面基本構(gòu)造，即鐘面與12個整點時間點。 除此之外，需要在整個移植后的系統(tǒng)中初始化堆棧并設(shè)定任務(wù)，通過任務(wù)完成時鐘的各項功能。實驗結(jié)果及討論調(diào)試結(jié)果與分析 通過編譯調(diào)試下載到實驗箱的S3C44B0X芯片中進行調(diào)試，LCD顯示結(jié)果如圖7所示。 圖7 LCD調(diào)試結(jié)果顯示屏幕右上角顯示出學(xué)號姓名和作品信息；屏幕中間顯示的是鐘面，有時針、分針和秒針，顯示實時時間；屏幕下方顯示的是數(shù)字時鐘，顯示時分秒（與鐘面時間相對應(yīng)）和年月日。完成系統(tǒng)設(shè)計要求的各項功能。結(jié) 論本課程設(shè)計屬于嵌入式系統(tǒng)項目設(shè)計，利用ELARM830教學(xué)實驗箱上的嵌入式微處理器S3C44B0X和LCD模塊，實現(xiàn)如下功能： LCD顯示“鐘面”樣式，時針、分針、秒針顯示實時時間； LCD顯示“數(shù)字鐘”樣式，動態(tài)顯示年、月、日、時、分、秒； 顯示時間可以修改并保持“鐘面”與“數(shù)字鐘”時間保持一致； LCD左上角動態(tài)顯示小組成員姓名、學(xué)號及選題信息。本課程設(shè)計完成選題要求，但是有如下方面有待改進： “鐘面”現(xiàn)實不夠精確，分針和時針只設(shè)定了60個坐標(biāo)位置，分針和時針走動不均勻； 數(shù)字鐘部分尚未考慮到“大月”和“小月”以及“平年”和“閏年”的日期問題，所有月份均設(shè)定為30天； 時間修改麻煩，需要對源程序中設(shè)定的初值進行修改，無法通過鍵盤對時間進行修改； 未調(diào)用S4C44B0X內(nèi)部實時時鐘（RTC）模塊，不能顯示出精確的內(nèi)部實時時間。 本次課程設(shè)計是嵌入式系統(tǒng)項目設(shè)計，是在本學(xué)期我們學(xué)完了嵌入式系統(tǒng)課程以后相應(yīng)的課程設(shè)計。我們自己查找了許多關(guān)于S3C44B0X和LCD的資料和文獻作為課程設(shè)計的知識儲備，同時也參考了去年學(xué)長學(xué)姐完成的課題，取人之長、補己之短。經(jīng)過我們的努力，在老師同學(xué)的幫助下，我們順利完成了課程設(shè)計，對嵌入式系統(tǒng)的硬件、軟件有了更為深入的了解，也深入掌握了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的基本方法，達到了預(yù)期的目的。本次課程設(shè)計首先要感謝陳龍燦老師，對我們的課程設(shè)計給予了充分的關(guān)懷和幫助；然后要感謝我的搭檔范娟，我們一起完成了本次課程設(shè)計。 附 錄源程序： include ..\inc\define STACKSIZE 256define x_line 160define y_line 80OS_STK_DATA stk。extern GUI_FONT CHINESE_FONT12。extern GUI_FONT CHINESE_FONT16。extern GUI_FONT GUI_Font8x16。OS_EVENT * Send_LCD_Sem。OS_EVENT *Key_Mbox。I8 Hour[3],Min[3],Sec[3]。I8 hour = 0, min = 0, sec = 0,ms。I8 YEA1[3],YEA2[3],MON[3],DAY[3]。int yea1 = 20,yea2=11, mon = 6, day = 23。I8 XH0[3],XH1[3],XH2[3],XH3[3]。I8 XH4