【文章內(nèi)容簡介】 型值 4V），實現(xiàn)了對象元的精確控制，從而使 LCD實現(xiàn)高質(zhì)量的高分 辨率顯示成為可能。 TFTLCD 是人類歷史上第一種在顯示質(zhì)量上超過 CRT 的平板顯示器。現(xiàn)在人們開始把驅(qū)動 IC集成到玻璃基板上，整個 TFT的功能將更強大，這是傳統(tǒng)的大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路所無法比擬的。 低成本 。 玻璃基板和塑料基板從根本上解決了大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路的成本問題，為大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路的應(yīng)用開拓了廣闊的應(yīng)用空間。 工藝靈活 。 除了采用濺射、 CVD（化學(xué)氣相沉積） MCVD（分子化學(xué)氣相沉積）等傳統(tǒng)工藝成膜以外，激光退火技術(shù)也開始應(yīng)用，既可以制作非晶膜、多晶膜，也可以制造單晶膜。不僅可以制作硅膜，也可以制作 其他的Ⅱ Ⅵ族和Ⅲ Ⅴ族半導(dǎo)體薄膜。 應(yīng)用領(lǐng)域廣泛 。以 TFT 技術(shù)為基礎(chǔ)的液晶平板顯示器是信息社會的支柱產(chǎn)業(yè)，技術(shù) 可應(yīng)用到正在迅速成長中的薄膜晶體管有機電致發(fā)光 (TFTOLED)平板顯示器也在迅速的成長中。 TFT液晶顯示屏亮度好、對比度高、層次感強、顏色鮮艷 ，其廣泛應(yīng)用于手機、 MP4等消費品 。因此，本系統(tǒng)選用 TFTLCD屏（如圖 22所示）可顯 26萬色，分辨率 320*240，控制器為ILI9320，采用 16位的 80并口，配合觸摸屏專用芯片 XPT2046，可對屏幕進行觸摸操作，更顯智能化和個性化 。為了方便用戶使用，我們存儲方式采用兼容 FAT 的文件系統(tǒng)，同時該文件系統(tǒng)也兼容FAT32等電腦主流的文件系統(tǒng)方式進行存儲。 圖 22 英寸 TFTLCD 模塊 該模塊的 80 并口有如下一些信號線： CS： TFTLCD片選信號。 WR：向 TFTLCD寫入數(shù)據(jù)。 RD：從 TFTLCD讀取數(shù)據(jù)。 D[15:0]： 16位雙向數(shù)據(jù)線。 RST：硬復(fù)位 TFTLCD。 RS：命令 /數(shù)據(jù)標(biāo)志（ 0，讀寫命令； 1，讀寫數(shù)據(jù)）。 TFTLCD模塊的 RST 信號線是直接接到 STM32 的復(fù)位腳上，并不由軟件控制， 這樣可以省下來一個 I/O 口。另外我們還需要一個背光控制線來控制 TFTLCD的背光。所以我們總共需要的 I/O 口數(shù)目為 21個。 模塊的控制器為 ILI9320（可能為其他型號，但是他們的設(shè)置很相似，除了初始化序列有些區(qū)東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 8 別，其他大都是一摸一樣的，這里僅以 9320為例介紹），該控制器自帶顯存，其顯存總大小為 172820（ 240*320*18/8），即 18位模式（ 26萬色）下的顯存量。模塊的 16位數(shù)據(jù)線與顯寸的對應(yīng)關(guān)系為565方式，如下圖所示： 圖 23 16 位數(shù)據(jù)與顯存對應(yīng)關(guān)系圖 最低 5位代表藍色，中間 6位為 綠色，最高 5 位為紅色。數(shù)值越大，表示該顏色越深。接下來介紹一下 ILI9320的幾個重要命令，因為 ILI9320 的命令很多，這里不一一介紹。這里我們要介紹的命令列表如下： 表 ILI9320 常用命令表 R0，這個命令，有兩個功能，如果對它寫，則最低位為 OSC，用于開啟或關(guān)閉振蕩器。而如果對它讀操作，則返回的是控制器的型號。這個命令最大的功能就是通過讀它可以得到控器的型號，而我們代碼在知道了控制器的型號之后，可以針對不同型號的控制器，進行不同的初始化。因為 93xx 系列的初始化，其實都比較類似，我 們完全可以用一個代碼兼容好幾個控制器。 R3，入口模式命令。我們重點關(guān)注的是 I/D0、 I/D AM 這 3 個位，因為這 3 個位控制了屏幕的顯示方向。 AM：控制 GRAM更新方向。當(dāng) AM=0的時候，地址以行方向更新。當(dāng) AM=1的時候，地址以列方向更新。 I/D[1:0]：當(dāng)更新了一個數(shù)據(jù)之后，根據(jù)這兩個位的設(shè)置來控制地址計數(shù)器自動增加 /減少 1，其關(guān)系如下圖： 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 9 圖 24 GRAM 顯示方向設(shè)置圖 通過這幾個位的設(shè)置，我們就可以控制屏幕的顯示方向了。 R7，顯示控制命令。該命令 CL位用來控制是 8位彩色，還 是 26萬色。為 0時 26萬色，為 1時八位色。 D D0、 BASEE這三個位用來控制顯示開關(guān)與否的。當(dāng)全部設(shè)置為 1的時候開啟顯示，全 0是關(guān)閉。我們一般通過該命令的設(shè)置來開啟或關(guān)閉顯示器，以降低功耗。 R32， R33，設(shè)置 GRAM的行地址和列地址。 R32用于設(shè)置列地址（ X 坐標(biāo)， 0~239）， R33用于設(shè)置行地址（ Y坐標(biāo)， 0~319）。當(dāng)我們要在某個指定點寫入一個顏色的時候，先通過這兩個命令設(shè)置到改點，然后寫入顏色值就可以了。 R34，寫數(shù)據(jù)到 GRAM 命令，當(dāng)寫入了這個命令之后，地址計數(shù)器才會自動的增加和減少。該 命令是我們要介紹的這一組命令里面唯一的單個操作的命令，只需要寫入該值就可以了，其他的都是要先寫入命令編號，然后寫入操作數(shù)。 R80~R83，行列 GRAM 地址位置設(shè)置。這幾個命令用于設(shè)定 顯示區(qū)域的大小，我們整個屏的大小為 240*320，但是有時候我們只需要在其中的一部分區(qū)域?qū)懭霐?shù)據(jù)，如果用先寫坐標(biāo)，后寫數(shù)據(jù)這樣的方式來實現(xiàn)，則速度大打折扣。此時我們就可以通過這幾個命令，在其中開辟一個區(qū)域，然后不停的丟數(shù)據(jù)，地址計數(shù)器就會根據(jù) R3 的設(shè)置自動增加 /減少，這樣就不需要頻繁的寫地址了，大大提高了刷新的速度。 通過以 上介紹，我們可以得出 TFTLCD顯示需要的相關(guān)設(shè)置步驟如下： 1）設(shè)置 STM32與 TFTLCD模塊相連接的 I/O。 這一步，先將我們與 TFTLCD模塊相連的 I/O 口設(shè)置為輸出，具體使用哪些 I/O口，這里需要根據(jù)連接電路以及 TFTLCD模塊的設(shè)置來確定。 2）初始化 TFTLCD模塊。 通過向 TFTLCD寫入一系列的設(shè)置，來啟動 TFTLCD的顯示。為后續(xù)顯示字符和數(shù)字做準(zhǔn)備。 3）通過函數(shù)將字符和數(shù)字顯示到 TFTLCD模塊上。 這里就是通過我們設(shè)計的程序，將要顯示的字符送到 TFTLCD 模塊就可 以了，這些函數(shù)將在軟件設(shè)計部分向大家介紹。通過以上三步，我們就可以使用 TFTLCD 模塊來顯示字符和數(shù)字了，并且可以顯示各種顏色的背景。 SD 存儲卡模塊 SD卡（ Secure Digital Memory Card）中文翻譯為安全數(shù)碼卡，是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備，它被廣泛地應(yīng)用于便攜式裝置上，例如數(shù)碼相機、個人數(shù)碼助理 (PDA)和多媒體東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 10 播放器等。 SD 卡由日本松下、東芝及美國 SanDisk 公司于 1999 年 8 月共同開發(fā)研制。大小猶如一張郵票的 SD記憶卡，重量只有 2克，但卻擁有高記憶 容量、快速數(shù)據(jù)傳輸率、極大的移動靈活性以及很好的安全性，此外它可存多種格式數(shù)據(jù)文件，具有很強的可擴展性；用戶可方便使用 SD卡讀卡器對其進行用戶信息修改。 2G金士頓 SD 卡實物如下圖 25所示。 SD卡一般支持兩種操作模式： SD卡模式與 SPI模式。 主機可以選擇以上任意一種模式同 SD卡通信， SD卡模式允許 4線的高速數(shù)據(jù)傳輸。 SPI模式允許簡單的通過 SPI接口來和 SD卡通信，這種模式同 SD卡模式相比就是喪失了速度。 SD卡的引腳排序如下圖 26所示： 圖 25 Kingston SD 卡 圖 26 SD 卡引腳排序圖 SD 卡引腳功能描述如下表所示： 表 SD 卡引腳功能表 SD卡只能使用 I/O電平，所以， MCU一定要能夠支持 I/O端口輸出。在 SPI 模式下， CS/MOSI/MISO/CLK都需要加 10~100K左右的上拉電阻。 SD卡要進入 SPI模式很簡單，就是在SD 卡收到復(fù)位命令（ CMD0）時， CS 為有效電平（低電平）則 SPI模式被啟用。不過在發(fā)送 CMD0 之前，要發(fā)送 74 個時鐘，這是因為 SD 卡內(nèi)部有個供電電壓上升時間，大概為 64 個 CLK，剩下的 10個 CLK用于 SD卡同步 ,之后才能開始 CMD0的操作，在卡初始化的時候， CLK時鐘最大不能超過 400KHZ。 本次硬件電路板使用的是 SPI 模式來讀寫 SD卡，下面我們就重點介紹一下 SD 卡在 SPI 模式下的相關(guān)操作。 SPI模式下幾個重要的操作命令，如下表所示： 表 SPI 模式下 SD 卡部分操作指令 其中 R1 的回應(yīng)格式如下表所示： 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 11 表 SD 卡 R1 回應(yīng)格式 SD卡的典型初始化過程如下： 初始化與 SD卡連接的硬件條件（ MCU的 SPI配置， I/O口配置）； 上電延時（ 74個 CLK）； 復(fù)位卡（ CMD0）； 激活卡，內(nèi)部初始化并獲取卡類型（ CMD1（用于 MMC卡）、 CMD5 CMD41）； 查詢 OCR，獲取供電狀況（ CMD58）； 是否使用 CRC（ CMD59）； 設(shè)置讀寫塊數(shù)據(jù)長度（ CMD16）； 讀取 CSD，獲取存儲卡的其他信息（ CMD9）； 發(fā)送 8CLK后，禁止片選； 這樣我們就完成了對 SD卡的初始化，這里面我們一般設(shè)置讀寫塊數(shù)據(jù)長度為 512個字節(jié)，并禁止使用 CRC。在完成了初始化之后，就可以開始讀寫數(shù)據(jù)了。 SD 卡讀取數(shù)據(jù)，這里通過 CMD17來實現(xiàn)，具體過程如下 : 發(fā)送 CMD17； 接收卡響應(yīng) R1； 接收數(shù)據(jù)起始令牌 0XFE； 接收數(shù)據(jù)； 接收 2 個字節(jié)的 CRC，如果沒有開啟 CRC，這兩個字節(jié)在讀取后可以丟掉 ； 8CLK 之后禁止片選； 以上就是一個典型的讀取 SD 卡數(shù)據(jù)過程， SD 卡的寫與讀數(shù)據(jù)差不多，寫數(shù)據(jù)通過 CMD24 來實現(xiàn)，具體過程如下： 發(fā)送 CMD24； 接收卡響應(yīng) R1； 發(fā)送寫數(shù)據(jù)起始令牌 0XFE； 發(fā)送數(shù)據(jù)； 發(fā)送 2字節(jié)的偽 CRC； 8CLK之后禁止片選； 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 12 第三章 編程環(huán)境介紹 簡介 RVMDK源自德國的 KEIL公司，是 RealView MDK的簡稱，在全球 RVMDK被超過 10萬的嵌入式開發(fā)工程師使用。 RealView MDK集成了業(yè)內(nèi)最領(lǐng)先的技術(shù)，包括 181。Vision3集成開發(fā)環(huán)境與 RealView編譯器。支持 ARM ARM9和最新的 CortexM3核處理器，自動配置啟動代碼，集成 Flash燒寫模塊，強大的 Simulation設(shè)備模擬，性能分析等功能。與 ARM之前的工具包 ， RealView編譯器具有代碼更小、性能更高的優(yōu)點。 RealView編譯器與 ：代碼密度方面比 譯的代碼尺寸小 10%；代碼性能方面比 20%。 現(xiàn)在 RealView的最新版本是 ， RVMDK對 IDE界面進行了很大改變，并且支持 CortexM0內(nèi)核的處理器。雖然 ，支持的器件也多了，但編譯效率沒有 ，尤其是編譯后的代碼執(zhí)行速度（ FFT運算）， O2優(yōu)化才能和。另外，國內(nèi)大多數(shù)單片機工程師都接觸和使用過 KEIL，相信大家都知道 KEIL的使用是非常簡單的，而且很容易入手。基于以上幾點，此次選擇 來對軟件進行編譯。 新建 RVMDK 工程 首先，打開 MDK(以下簡稱 RVMDK 為 MDK)軟件 ， 再點擊 ProjectNew uVision Project菜單項，則彈出如圖 31所示界面 : 圖 31 保存工程界面 新建一個文件夾 TEST，然后把工程名字設(shè)為 test， 點擊“保存”按 鈕，彈出選擇器件的對話框，因為我們的開發(fā)板使用的是 STM32F103RBT6，所以在這里我們選擇 STMicroelectronics下面的STM32F103RB(如果使用的是其他系列的芯片，選擇相應(yīng)的型號就可以了 )。 如圖 32所示 : 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 13 圖 32 器件選擇界面 點擊 OK， MDK 會彈出一個對話框，問你是否加載啟動代碼到當(dāng)前工程下面，這里我們選擇是 。如圖 33所示 : 圖 33 提示界面 啟動代碼是一段和硬件相關(guān)的匯編代碼 ， 是必不可少的 !這段代碼的具體作用如下：①堆棧的初始化；②向量表定義；③地址重映射及中 斷向量表的轉(zhuǎn)移；④設(shè)置系統(tǒng)時鐘頻率；⑤中斷寄存器的初始化。在上面點擊了是以后， MDK就把啟動代碼 。到這里，我們就可以開始編寫自己的代碼了。 由于上面我們還沒有任何代碼在工程里面，我們在 TEST 目錄下新建一個新文件夾 USER，這里我們把系統(tǒng)代碼 復(fù)制 過來 (整個 SYSTEM 文件夾，這些代碼在任何 STM32F103的芯片上都是通用的，可以用于快速構(gòu)建自己的工程，后面會有詳細(xì)介紹 )。之后， TEST文件夾下的文件如圖 34所示 : 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)論文 14 圖 34 TEST 文件夾最終摸樣 然后我 們在 USER 文件夾下面找到 ，打開它 ， 然后在 Target 目錄樹上右鍵 Manage Components。 如圖 35所示 : 圖 35 調(diào)出 Manage Components