【正文】 幀信息。轉(zhuǎn)換的基本思路是，把 0~255 轉(zhuǎn)變?yōu)?0~31 或者綠色的 0~63。 字庫(kù)燒錄模塊 基本方法是：讀取字庫(kù)文件，存入“文件數(shù)據(jù)”字符串中，然后每次截取 512個(gè)字節(jié)作為一幀，幀序列從 0開(kāi)始，每發(fā)送成功一幀，幀序列加 1，直到發(fā)送完成。經(jīng)驗(yàn)證，在 460800 波特率下，采用和校驗(yàn)燒錄的字庫(kù)未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。 幀格式 : 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 用 1 個(gè)字節(jié) 標(biāo)記從機(jī)地址，理論上能控制 256 個(gè)節(jié)點(diǎn)，考慮到 MAX485 的驅(qū)動(dòng)能力，其最多可驅(qū)動(dòng) 32個(gè)負(fù)載，故用 1 個(gè)字節(jié)表示從機(jī)地址即可。 以上計(jì)算方法未考慮到當(dāng) FPGA 引腳為輸出 0 時(shí)，與該引腳連接的電阻會(huì)與75 歐姆的匹配電阻形成并聯(lián)關(guān)系，但是考慮到最小電阻為 510 歐姆，是 75 歐姆匹配電阻的 倍，故對(duì)匹配電阻的影響不大。 IO5~IO0 分別對(duì)應(yīng) G5~G0，數(shù)值大者為高位。 這 5 個(gè)引腳為： 1 紅基色 red， 2 綠基色 green， 3 藍(lán)基色 blue， 13 行同步， 14 場(chǎng)同步。上電后， FPGA 自動(dòng)從配置存儲(chǔ)器讀取程序，加載到內(nèi) 部 SRAM 中。 STM32 和 FPGA 都直接連接 SRAM，兩者之間必須要有一根線進(jìn)行溝通，協(xié)商這一時(shí)刻由誰(shuí)接管 SRAM的控制權(quán)，否則會(huì)造成總線沖突，更嚴(yán)重地，會(huì)導(dǎo)致 STM32與 FPGA 的管腳的電平一高一低，電流過(guò)大，損壞芯片。 Micro SD 的接口電路比較簡(jiǎn)單，每個(gè)引腳上拉 47K 的電阻即可。其封裝和接法和 MAX485 完全相同，官方數(shù)據(jù)手冊(cè)稱其最大支持 10Mbps 的通信速率，完全滿足設(shè)計(jì)要求。 RTC 時(shí)鐘采 用 無(wú)源晶振，晶振兩端接 22pF 電容到 GND，若時(shí)鐘走的較快，稍微加大電容，反之稍微減小電容。則： R的 DE、 RE 引腳接地，設(shè)置為接收模式。負(fù)責(zé)讀取顯存，產(chǎn)生 VGA 時(shí)序和 RGB信號(hào)，并在場(chǎng)消隱期間向 STM32 發(fā)送可寫(xiě)顯存的信號(hào)。 2 硬件設(shè)計(jì) 硬件框架 一共有四塊電路板。在大學(xué)課程中，接觸過(guò) VC 和 LabVIEW。然而，本系統(tǒng)字庫(kù)總大小可達(dá) 78MB 以上，加上圖片的存儲(chǔ)區(qū)，這兩個(gè)系列的存儲(chǔ)器已經(jīng)無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求。這類芯片能把 TTL 電平轉(zhuǎn)換成差分電壓信號(hào)。這種通信方式最簡(jiǎn)單，成本最低，短距離時(shí)通信速率快，為全雙工。 但是初學(xué) FPGA，暫時(shí)不能實(shí)現(xiàn)以上難度較高的功能。 微處理器方案 本設(shè)計(jì)采用 STM32F103ZET6 作為微處理器。 IS61WV102416BLL 具有 1024K 個(gè)位寬為 16 位的存儲(chǔ)單元，讀寫(xiě)速度為 10ns，完全滿足設(shè)計(jì)要求。 可作為顯存的存儲(chǔ)器有兩種類型： 一是 SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)，即同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。然而，這需要復(fù)雜的控制總線，采用兩組 SRAM 也會(huì)提高成本，故在本設(shè)計(jì)中暫時(shí)不采用此方案，以后設(shè)計(jì)可顯示視頻的 VGA 接口時(shí)，可能會(huì)采用 此方案。 在讀取顯存同時(shí)，更新顯存的方法有以下幾種： ①：采用雙口 RAM。 FPGA 選型 FPGA 有兩大生產(chǎn)廠商： Xilinx 和 Altera。 生活中，最常見(jiàn)的顯示方案是和臺(tái)式機(jī)配套的 VGA 接口的液晶顯示器，此類顯示器的分辨率從 800x600 到 1920x1080 甚至更高，可選性高，通用性強(qiáng)。 STM32 將待顯示的點(diǎn)陣信息寫(xiě)入 SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器），供 FPGA 讀取。 前沿技術(shù)制造的系統(tǒng)比較大型，固然功能齊全，但是成本較高，維護(hù)也相對(duì)復(fù)雜。在 1024x768 分辨率的顯示器上，實(shí)現(xiàn)顯示 3 種字體、 7 種字號(hào)的 ASCII 碼與漢字，實(shí)現(xiàn)顯示 65536 色的圖片，顯示穩(wěn)定、色彩鮮艷！ 關(guān)鍵詞： 小區(qū)信息發(fā)布； 485 總線； VGA 接口； LabVIEW 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 2 頁(yè) Abstract This system Release words and pictures remotely and Dynamically by using the technology of LABVIEW,RS485 BUS,STM32 MCU,FPGA etc. The host program designed by LabVIEW. The host send data to the STM32 by RS485 will saves the data to Micro SD, and reads data from Micro SD ,then writes to the display memory in the course of VGA reads the data from the display memory ,and produces the signal of VGA. The display reads VGA signal and shows them on screen. The media of munication between HOST and STM32 is 4wire RS485 Bus. The basic unit of munication is data frame. The check method of data frame is can ensure the accuracy and integrity of data transmission in a certain extent. The system used GBK Font. Write 3 typeface and 7 font size to Micro SD by LabVIEW. Send GBK code to STM32 by host,then STM32 can read the dot matrix information and write it to display memory through the code. So it can display Chinese characters. The method to display ASCII code is the same as Chinese characters. Using IMG2LCD software to generate the image dot matrix files, or decoding images by LabVIEW to generate the image dot matrix files. Then send dot matrix files ,image size signal and image position signal to will write data to display memory by these information, so it can display can display 3 typeface, 7 font size ASCII code and Chinese characters, and can display the images with 65536 colors. Display stable and colorful! Key words： Release Information 。顯示器讀取 VGA 信號(hào)，將文字、圖片顯示出來(lái)。上位機(jī)通過(guò) 485 總線向 STM32 發(fā)送待顯示內(nèi)容。 ASCII 碼的顯示與漢字的顯示方法一致。因此誕生了數(shù)字化信息發(fā)布系統(tǒng)。 USB 轉(zhuǎn) 485 模塊：采用 1片 CH340G 芯片和 2片 MAX485 芯片實(shí)現(xiàn) USB 轉(zhuǎn) 4 線485 的功能。 廣場(chǎng)、汽車(chē)站、火車(chē)站和金融機(jī)構(gòu)等地，大多采用大型 LED 點(diǎn)陣顯示器。此外， FPGA 還有并行執(zhí)行的 特點(diǎn)，能避免屏幕抖動(dòng)，顯示效果非常穩(wěn)定。 更新顯存方式 顯示器的刷新率為 60Hz 時(shí)， FPGA 會(huì)遍歷顯存 60次， FPGA 在遍歷顯存的同時(shí)，只有更新顯存中的數(shù)據(jù)，才能顯示動(dòng)態(tài)的視頻。乒乓結(jié)構(gòu)是指， A 組 SRAM 和 B組 SRAM輪流充當(dāng)“被讀”和“被寫(xiě)”的角色。這個(gè)方案在這幾個(gè)桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 8 頁(yè) 方案中，最容易實(shí)現(xiàn)。 考慮到難易程度和讀寫(xiě)速度，最終采用了 SRAM 作為顯存。分辨率最大支持為 1600 1200，刷新率為 100Hz。其時(shí)鐘頻率可由自帶的 PLL 鎖相環(huán)電路對(duì)晶振倍頻，最高可達(dá) 72MHz,速度是 MCS51單片機(jī)的 72 倍，基本可以滿足顯示靜態(tài)圖片的要求。雖然一般在遠(yuǎn)程自動(dòng)工控環(huán)境中，采取的是半雙工通信，但是有些場(chǎng)合還要求設(shè)備節(jié)點(diǎn)能及時(shí)響應(yīng)主機(jī)的命令，需要采 取全雙工的串行數(shù)據(jù)通信。但是， RS232C 最大通信距離僅為 15m, 同時(shí) RS232C 是點(diǎn)對(duì)點(diǎn) (即只用一對(duì)收、發(fā)設(shè)備 )的通信 , 因此 PC 機(jī)無(wú)法直接對(duì)多個(gè)下位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)離通訊和管理。 單片 MAX485 只能實(shí)現(xiàn)半雙工，故采用兩片 MAX485 芯片，一片負(fù)責(zé)接收，一片負(fù)責(zé)發(fā)送，實(shí)現(xiàn)全雙工通信。 上位機(jī)開(kāi)發(fā)軟件選擇 上位機(jī)一般指的是 PC 機(jī)也就是電腦，下位機(jī)指的是單片機(jī)。 [10] 使用圖形符號(hào)編程，程序更加直觀。 第三塊： Micro SD 轉(zhuǎn)接板。 ⑤： FPGA 從 SRAM 讀取數(shù)據(jù)。 穩(wěn)壓芯片采用 AMS1117 。 使用 電源時(shí)，將 V3引腳連接至 電源；使用 5V 電源時(shí)，將 V3引腳外接 電容到 GND。 Micro SD 卡存儲(chǔ)電路 Micro SD 卡支持兩種工作模式， SD 模式和 SPI 模式。 STM32 自帶 FSMC 接口，該接口專門(mén)用于控制外置 SRAM，然而，在本設(shè)計(jì)中未采用此接口。 %的初始誤差， 的壓差， SOT233 的封裝，這幾個(gè)參數(shù)決定著 AMS1117 系列穩(wěn)壓芯片適合為FPGA 提供線性穩(wěn)壓電源。 CE,OE,UB,LB 引腳可以直接接地。紅基色 R 和藍(lán)基色 B 使用 5 個(gè)引腳控制，綠基色 G 使用 6個(gè)引腳控制，構(gòu)成 RGB565的彩色模式。 根據(jù)①： 32R5=16R4=8R3=4R2=2R1=R0，可算出 : R1=R0/2=8568， R2=R0/4=4284， R3=R0/8=2142， R4=R0/16=1071， R5=R0/32=。在 VISA 選拔中，有VISA 讀取和 VISA 寫(xiě)入函數(shù)，分別實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的讀取和發(fā)送。燒寫(xiě)字庫(kù)時(shí)，幀長(zhǎng)度選用 512 字節(jié)，是 Micro SD 卡一個(gè)扇區(qū)的大小，方便數(shù)據(jù)存取。 ③：將“校驗(yàn)和”數(shù)值用“平化至字符串”轉(zhuǎn)換為名為“校驗(yàn)和字符串”的字符串，最后將“加入頭部”與“校驗(yàn)和字符串”用“連接字符串”函數(shù)連接，這樣就完成了數(shù)據(jù)幀的打包。將以上數(shù)字量封裝成一個(gè)字符串，構(gòu)成字符串信息幀。 將 RGB24 顏色模式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成 RGB565 顏色模式下的數(shù)據(jù)： 圖 形成一幀數(shù)據(jù) 圖 RGB24 轉(zhuǎn) RGB565 子 VI 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 27 頁(yè) 將字體、字號(hào)、字體顏色、字體背景色、是否啟用背景色等文字信息封裝成為一個(gè)字符串。字庫(kù)與圖片的區(qū)別在于，字庫(kù)的一個(gè)像素點(diǎn)用一位表示，圖片的一個(gè)像素點(diǎn)用 16位表示。 ②： while((UART5 SR amp。識(shí)別數(shù)據(jù)幀的的從機(jī)地址、幀功能、幀序列、幀長(zhǎng)度信息，根據(jù)從機(jī)地址判斷數(shù)據(jù)是不是發(fā)送給本機(jī)，根據(jù)幀功能字節(jié)判斷數(shù)據(jù)幀的功能，根據(jù)幀序列判斷本幀在文件中的位置，根據(jù)幀長(zhǎng)度 信息判斷校驗(yàn)位的位置和何時(shí)向主機(jī)回復(fù)校驗(yàn)信息。 ②：發(fā)送讀取命令，即利用 SPI2 向芯片寫(xiě)入 0x03。 ②：拉低 CS， SPI2 寫(xiě)入 0x02，發(fā)送寫(xiě)頁(yè)命令。 ④：發(fā)送首地址，分三次發(fā)送，先高位再低位。 函數(shù)功能是，向支持 SPI 的設(shè)備寫(xiě)入 num， SPI 設(shè)備返回一個(gè) 8位的無(wú)符號(hào)數(shù)。0x80) //先移高位 SPI_MOSI_1。只需記住，使用 SPI_RW()函數(shù)前，讓 CSN=0 使能器件，使用完 SPI_RW()函數(shù)后，讓 CSN=1，關(guān)閉器件。 開(kāi) 始發(fā) 送 7 4 個(gè) C L K發(fā) 送 復(fù) 位 指 令C M D 0進(jìn) 入 S P I模 式發(fā) 送 C M D 5 5 C M D 4 1響 應(yīng) 0 x 0 0結(jié) 束否是 圖 Micro SD 初始化流程圖 圖 Micro SD 復(fù)位時(shí)序 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 34 頁(yè) 分析時(shí)讀序圖，可得 Micro SD 讀數(shù)據(jù)的步驟： ①：拉低 CS 引腳。 開(kāi) 始拉 低 C S 引 腳發(fā) 送 寫(xiě) 指 令返 回 0 x 0 0發(fā) 送 起 始 字 符 0 x F E發(fā) 送 5 1 2 個(gè) 字 節(jié)發(fā) 送 2 個(gè) C R C 校 驗(yàn) 字 節(jié)接 收 到 S D 卡 響 應(yīng)結(jié) 束否否是