【正文】 .................................................. 28 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 4 頁(yè) STM32 程序 ........................................................................................... 28 485 串口協(xié)議 ........................................................................... 28 FLASH 存儲(chǔ)模塊程序 ............................................................... 30 Micro SD 函數(shù) ......................................................................... 32 字庫(kù)與圖片 .............................................................................. 36 寫(xiě) SRAM 函數(shù) ............................................................................ 37 FPGA 模塊程序 ..................................................................................... 39 讀 SRAM 程序 ............................................................................ 39 VGA 時(shí)序 ................................................................................... 40 輸出 RGB565............................................................................. 43 4 調(diào)試與驗(yàn)證過(guò)程 .............................................................................................. 43 調(diào)試所需設(shè)備 ...................................................................................... 43 單獨(dú)調(diào)試 LABVIEW............................................................................... 43 單獨(dú)調(diào)試 VGA 與 FPGA......................................................................... 44 調(diào)試 STM32........................................................................................... 44 STM32 與 LABVIEW.................................................................... 44 STM32 與 FLASH 存儲(chǔ)器 ........................................................... 44 STM32 與 Micro SD 卡 ............................................................. 44 STM32 與 FPGA 與 SRAM............................................................ 44 驗(yàn)證結(jié)果 .............................................................................................. 45 5 結(jié)論 .................................................................................................................. 51 謝 辭 .................................................................................................................. 52 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................. 53 附 錄 .................................................................................................................. 54 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 5 頁(yè) 引言 傳統(tǒng)的信息發(fā)布媒介 有：紙質(zhì)宣傳單、黑板報(bào)與靜態(tài)電子公告板等。著重考慮降低成本和簡(jiǎn)化設(shè)備的維護(hù)難度，最終采用 LabVIEW、 RS485 總線、 STM32 微處理器、 FPGA 等技術(shù)實(shí)現(xiàn) 小區(qū)信息發(fā)布 。 在嵌入式領(lǐng)域較為常用的是 TFT 顯 示屏。 但是， VGA 接口的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接口物理層的各種信號(hào)時(shí)序做了嚴(yán)格的要求，對(duì)于普通的單片機(jī)，采用一般的 I/O 口模擬信號(hào)時(shí)序的方法在速度上是無(wú)法滿足VGA 接口的高速時(shí)序的要求的，而 FPGA 是一種可編程的硬件電路實(shí)現(xiàn)，具有高集成度、高速度、高可靠性的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)各種高速?gòu)?fù)雜的時(shí)序信號(hào) [2]。在 EDA 軟件 QUARTUS 中可以看到這款 FPGA 的相關(guān)參數(shù)： Core Voltage（核心電壓）為 ， LEs（邏輯單元）數(shù)量為 6272， User I/Os（用戶 I/O）數(shù)量為 92 個(gè) ,Memory Bits（片內(nèi)存儲(chǔ)） 276480Bits， embedded multipliers 9bit element（嵌入 9 位陳法器） 30 個(gè)， PLL（鎖相環(huán)電路） 2個(gè)， Global Clocks（全局時(shí)鐘） 10 個(gè)。這種方法使用的器件較多，功耗大，成本高，故不采用。以后能熟練操作 SDRAM 時(shí)，或許會(huì)采用這個(gè)成本低、性能也不錯(cuò)的方案。它具有靜態(tài)存取功能，不需要刷新電路就能保存數(shù)據(jù)。 可采用專用的視頻 DAC 芯片，例如 ADV7123， GM7123 等芯片。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 9 頁(yè) 本系統(tǒng)選用的 STM32F103ZET6 具有 144 個(gè)引腳， 512KB FLASH 和 64KB SRAM的資源。故采用 STM32+FPGA 的方案。 ②：使用 USB 轉(zhuǎn) UART， UART 轉(zhuǎn) RS232 芯片，如 MAX232。 RS485 標(biāo)準(zhǔn)抗干擾能力強(qiáng) ,傳輸速率高 ,傳送距離遠(yuǎn) .采用雙絞線 ,不用 MODEM的情況下 ,在 100kbit/s的速率時(shí) ,可傳送的距離為 ,若速率降到 9600bit/s,桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 10 頁(yè) 則傳送距離可達(dá) 15km.[7] RS485 總線以其構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，可選芯片多，便于維護(hù)等特點(diǎn)在許多工業(yè)控制的系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 Micro SD 卡，可以支持 SPI 協(xié)議。它與傳統(tǒng)編程語(yǔ)言有著諸多相似之處，如相似的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)流控制結(jié)構(gòu)、程序調(diào)試工具等，但二者最大的區(qū)別在于：傳統(tǒng)編程語(yǔ)言是用文本語(yǔ)言編程，而 LabVIEW 用圖形語(yǔ)言（即各種圖標(biāo)、圖形符號(hào)、連線等）編程。 第二塊： STM32 模塊，包含 STM32F103ZET6 微處理器、晶振、 穩(wěn)壓電源桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 11 頁(yè) CH340G MAX485 發(fā) MAX485 收 晶振 USB接頭 485接頭 SD接頭 SD插座 按鍵 485接頭 SD FLASH 穩(wěn)壓 CH340G SRAM 接口 復(fù)位 STM32 SP3485 x2 USB JTAG VGA接口 SRAM 接口 SRAM芯片 FPGA DC 插座 , 穩(wěn)壓 EPCS4 VGA電阻網(wǎng)絡(luò) 圖 硬件框架圖 電路、 ISP（ 在線系統(tǒng)編程 ）下載電路、 SRAM 接口、 Micro SD 接口、 FLASH 存儲(chǔ)器、按鍵。 ③： STM32 向 SRAM（顯存）寫(xiě)入數(shù)據(jù)。 DI端接 TXD，RO 端懸空。所以，本設(shè)計(jì)采用串口的方式下載程序。嵌入式平臺(tái)大多采用分辨率較低的液晶屏，不需要大字號(hào)字庫(kù)，而本設(shè)計(jì)使用 1024x768 分辨率的顯示器，最大需要56x56p 像素的字號(hào)，一個(gè) GBK 字庫(kù)有 9,384,480 個(gè)字節(jié)，已經(jīng)超出了 W25Q64 的存儲(chǔ)范圍。設(shè)計(jì)時(shí)， STM32 和 FPGA 采用同一個(gè)模板，排針的位置和板子的大小完全一致。 EP4CE6E22C8N 需要 3個(gè)電壓， 內(nèi)核電壓， PLL 電壓， I/O 口電壓。 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器 (SRAM) 采用 IS61WV102416BLL SRAM 作為顯存。 75歐姆的匹配電阻集成在 VGA 傳輸線上的兩頭，不需要也不可以自己在電路板上制作。 設(shè) R5， R4， R3， R2， R1， R0 的電導(dǎo)分別為 S5， S4， S3， S2， S1， S0，為了實(shí)現(xiàn)將 Sx 分成 2^6=64 份，并且考慮到 R0為控制信號(hào)的最低位，所以把 R0 的電阻值設(shè)為最大，其電導(dǎo)值最小，則有以下關(guān)系： ①電阻關(guān)系： 32R5=16R4=8R3=4R2=2R1=R0, ②電導(dǎo)關(guān)系： S5=2*S4=4*S3=8*S2=16*S1=32*S0， 求并聯(lián)電阻的電導(dǎo)值： Sx=S5+S4+S3+S2+S1+S0，得 : Sx=32*S0+16*S0+8*S0+4*S0+2*S0+S0，即 Sx=63*S0。 圖 VGA 電阻網(wǎng)絡(luò) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 23 頁(yè) 串口收發(fā)模塊 主要函數(shù)在“儀器 I/O” “串口”和“ VISA”選板中。 幀序列由 4 個(gè)字節(jié)表示，配合幀長(zhǎng)度的 2個(gè)字節(jié)，共 48位寬，可連續(xù)傳輸256TB 字節(jié)的數(shù)據(jù)，已經(jīng)超前現(xiàn)實(shí)非常多?；舅悸肥牵? ①：用“平化至字符串”函數(shù)把從機(jī)地址、幀功能、幀序列、幀長(zhǎng)度等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字符串，然后利用“連接字符串”函 數(shù)將它們與幀數(shù)據(jù)字符串連接成一個(gè)新的字符串 —— “加入頭部”字符串。進(jìn)行讀取字庫(kù)的大小、初始化偏移量、初始化進(jìn)度等操作。[向下取整 ] 藍(lán)色的轉(zhuǎn)換式子： B565 = B24*32/256。 圖片的發(fā)布，和字庫(kù)的燒錄很相似。解決這個(gè) BUG 的方法是：在配置串口時(shí)，執(zhí)行一次 UART5 SR = UART5 SR。 在介紹 LabVIEW 串口數(shù)據(jù)傳輸模塊時(shí)，提到了數(shù)據(jù)幀格式為： 從機(jī)地址 幀功能 幀序列 幀長(zhǎng)度 幀數(shù)據(jù) 校驗(yàn)值 1Byte 1Byte 4Byte 2Byte 由幀長(zhǎng)度控制 1Byte =65535Byte 其中，幀功能代表本幀數(shù)據(jù)的功能，可以定義為 0:發(fā)送文字信息， 1：發(fā)送圖片信息， 2：更新桌面等；幀序列在傳輸文件時(shí)用到，可以作為本幀的存儲(chǔ)地址。 主要函數(shù)為：讀寫(xiě)芯片狀態(tài)寄存器函數(shù) ，讀 flash 函數(shù)，寫(xiě) flash 頁(yè)函數(shù)，芯片擦除函數(shù)和擦除扇區(qū)函數(shù)等，其中核心部分為讀寫(xiě) flash 函數(shù)和寫(xiě) flash頁(yè)函數(shù)的編寫(xiě)。 向 W25Q64 寫(xiě)入數(shù)據(jù)的步驟： ①：拉低 CS 引腳， SPI2 寫(xiě)入 0x06，拉高 CS。 寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，要注意一點(diǎn)： W25Q64 不能對(duì)為 0的位寫(xiě) 1，所以要先擦除扇區(qū)，將扇區(qū)內(nèi)容全變?yōu)?1，才 能寫(xiě)入正確的數(shù)據(jù)。 本設(shè)計(jì)使用 STM32 自帶 SPI 接口，看不出 SPI 協(xié)議的工作原理，下面將介紹用 IO 口模擬 SPI 協(xié)議的方法，有助于更深入 理解 SPI(Serial Peripheral Interface)串行外設(shè)接口。i 8。 //拉低 SCK } return num。若 SD 卡返回 0x00，則初始化成功。0x1F 得到的值為 0x05 的話，則說(shuō)明寫(xiě)入成功。 ②：發(fā)送 CMD24（ 0x40|24 = 0x58）寫(xiě)指令和 4 個(gè)字節(jié)