【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 型值 4V），實(shí)現(xiàn)了對(duì)象元的精確控制，從而使 LCD實(shí)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(guò) CRT 的平板顯示器?，F(xiàn)在人們開(kāi)始把驅(qū)動(dòng) IC集成到玻璃基板上，整個(gè) TFT的功能將更強(qiáng)大，這是傳統(tǒng)的大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路所無(wú)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(wèn)題，為大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路的應(yīng)用開(kāi)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(kāi)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(huì)的支柱產(chǎn)業(yè)，技術(shù) 可應(yīng)用到正在迅速成長(zhǎng)中的薄膜晶體管有機(jī)電致發(fā)光 (TFTOLED)平板顯示器也在迅速的成長(zhǎng)中。 TFT液晶顯示屏亮度好、對(duì)比度高、層次感強(qiáng)、顏色鮮艷 ，其廣泛應(yīng)用于手機(jī)、 MP4等消費(fèi)品 。因此，本系統(tǒng)選用 TFTLCD屏（如圖 22所示）可顯 26萬(wàn)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(duì)屏幕進(jìn)行觸摸操作，更顯智能化和個(gè)性化 。為了方便用戶使用，我們存儲(chǔ)方式采用兼容 FAT 的文件系統(tǒng)，同時(shí)該文件系統(tǒng)也兼容FAT32等電腦主流的文件系統(tǒng)方式進(jìn)行存儲(chǔ)。 圖 22 英寸 TFTLCD 模塊 該模塊的 80 并口有如下一些信號(hào)線： CS： TFTLCD片選信號(hào)。 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(hào)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(lái)一個(gè) I/O 口。另外我們還需要一個(gè)背光控制線來(lái)控制 TFTLCD的背光。所以我們總共需要的 I/O 口數(shù)目為 21個(gè)。 模塊的控制器為 ILI9320（可能為其他型號(hào)，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(wàn)色）下的顯存量。模塊的 16位數(shù)據(jù)線與顯寸的對(duì)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(duì)應(yīng)關(guān)系圖 最低 5位代表藍(lán)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(lái)介紹一下 ILI9320的幾個(gè)重要命令，因?yàn)?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(gè)命令，有兩個(gè)功能，如果對(duì)它寫，則最低位為 OSC，用于開(kāi)啟或關(guān)閉振蕩器。而如果對(duì)它讀操作，則返回的是控制器的型號(hào)。這個(gè)命令最大的功能就是通過(guò)讀它可以得到控器的型號(hào)，而我們代碼在知道了控制器的型號(hào)之后，可以針對(duì)不同型號(hào)的控制器，進(jìn)行不同的初始化。因?yàn)?93xx 系列的初始化，其實(shí)都比較類似，我 們完全可以用一個(gè)代碼兼容好幾個(gè)控制器。 R3，入口模式命令。我們重點(diǎn)關(guān)注的是 I/D0、 I/D AM 這 3 個(gè)位，因?yàn)檫@ 3 個(gè)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(shí)候，地址以行方向更新。當(dāng) AM=1的時(shí)候，地址以列方向更新。 I/D[1:0]：當(dāng)更新了一個(gè)數(shù)據(jù)之后，根據(jù)這兩個(gè)位的設(shè)置來(lái)控制地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)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(guò)這幾個(gè)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(lái)控制是 8位彩色，還 是 26萬(wàn)色。為 0時(shí) 26萬(wàn)色，為 1時(shí)八位色。 D D0、 BASEE這三個(gè)位用來(lái)控制顯示開(kāi)關(guān)與否的。當(dāng)全部設(shè)置為 1的時(shí)候開(kāi)啟顯示，全 0是關(guān)閉。我們一般通過(guò)該命令的設(shè)置來(lái)開(kāi)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(gè)指定點(diǎn)寫入一個(gè)顏色的時(shí)候，先通過(guò)這兩個(gè)命令設(shè)置到改點(diǎn)，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(gè)命令之后，地址計(jì)數(shù)器才會(huì)自動(dòng)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(gè)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(hào)，然后寫入操作數(shù)。 R80~R83，行列 GRAM 地址位置設(shè)置。這幾個(gè)命令用于設(shè)定 顯示區(qū)域的大小，我們整個(gè)屏的大小為 240*320，但是有時(shí)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(lái)實(shí)現(xiàn)，則速度大打折扣。此時(shí)我們就可以通過(guò)這幾個(gè)命令，在其中開(kāi)辟一個(gè)區(qū)域，然后不停的丟數(shù)據(jù)，地址計(jì)數(shù)器就會(huì)根據(jù) R3 的設(shè)置自動(dòng)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(guò)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(lái)確定。 2）初始化 TFTLCD模塊。 通過(guò)向 TFTLCD寫入一系列的設(shè)置，來(lái)啟動(dòng) TFTLCD的顯示。為后續(xù)顯示字符和數(shù)字做準(zhǔn)備。 3）通過(guò)函數(shù)將字符和數(shù)字顯示到 TFTLCD模塊上。 這里就是通過(guò)我們?cè)O(shè)計(jì)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(jì)部分向大家介紹。通過(guò)以上三步，我們就可以使用 TFTLCD 模塊來(lái)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(chǔ)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(jī)、個(gè)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(guó) SanDisk 公司于 1999 年 8 月共同開(kāi)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(dòng)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(qiáng)的可擴(kuò)展性；用戶可方便使用 SD卡讀卡器對(duì)其進(jìn)行用戶信息修改。 2G金士頓 SD 卡實(shí)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(jī)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(jiǎn)單的通過(guò) SPI接口來(lái)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(jìn)入 SPI模式很簡(jiǎn)單，就是在SD 卡收到復(fù)位命令（ CMD0）時(shí)， CS 為有效電平（低電平）則 SPI模式被啟用。不過(guò)在發(fā)送 CMD0 之前，要發(fā)送 74 個(gè)時(shí)鐘，這是因?yàn)?SD 卡內(nèi)部有個(gè)供電電壓上升時(shí)間，大概為 64 個(gè) CLK，剩下的 10個(gè) CLK用于 SD卡同步 ,之后才能開(kāi)始 CMD0的操作，在卡初始化的時(shí)候， CLK時(shí)鐘最大不能超過(guò) 400KHZ。 本次硬件電路板使用的是 SPI 模式來(lái)讀寫 SD卡，下面我們就重點(diǎn)介紹一下 SD 卡在 SPI 模式下的相關(guān)操作。 SPI模式下幾個(gè)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(guò)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(shí)（ 74個(gè) 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(zhǎng)度（ CMD16）； 讀取 CSD，獲取存儲(chǔ)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(duì) SD卡的初始化，這里面我們一般設(shè)置讀寫塊數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為 512個(gè)字節(jié)，并禁止使用 CRC。在完成了初始化之后，就可以開(kāi)始讀寫數(shù)據(jù)了。 SD 卡讀取數(shù)據(jù)，這里通過(guò) CMD17來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體過(guò)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(gè)字節(jié)的 CRC，如果沒(méi)有開(kāi)啟 CRC，這兩個(gè)字節(jié)在讀取后可以丟掉 ； 8CLK 之后禁止片選； 以上就是一個(gè)典型的讀取 SD 卡數(shù)據(jù)過(guò)程， SD 卡的寫與讀數(shù)據(jù)差不多，寫數(shù)據(jù)通過(guò) CMD24 來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體過(guò)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(jiǎn)介 RVMDK源自德國(guó)的 KEIL公司，是 RealView MDK的簡(jiǎn)稱，在全球 RVMDK被超過(guò) 10萬(wàn)的嵌入式開(kāi)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(kāi)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(dòng)配置啟動(dòng)代碼，集成 Flash燒寫模塊，強(qiáng)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(diǎn)。 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(duì) IDE界面進(jìn)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(méi)有 ，尤其是編譯后的代碼執(zhí)行速度（ FFT運(yùn)算）， O2優(yōu)化才能和。另外，國(guó)內(nèi)大多數(shù)單片機(jī)工程師都接觸和使用過(guò) KEIL，相信大家都知道 KEIL的使用是非常簡(jiǎn)單的，而且很容易入手?；谝陨蠋c(diǎn)，此次選擇 來(lái)對(duì)軟件進(jìn)行編譯。 新建 RVMDK 工程 首先，打開(kāi) MDK(以下簡(jiǎn)稱 RVMDK 為 MDK)軟件 ， 再點(diǎn)擊 ProjectNew uVision Project菜單項(xiàng)，則彈出如圖 31所示界面 : 圖 31 保存工程界面 新建一個(gè)文件夾 TEST，然后把工程名字設(shè)為 test， 點(diǎn)擊“保存”按 鈕，彈出選擇器件的對(duì)話框，因?yàn)槲覀兊拈_(kāi)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(hào)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(diǎn)擊 OK， MDK 會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框，問(wèn)你是否加載啟動(dòng)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(dòng)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(shí)鐘頻率；⑤中斷寄存器的初始化。在上面點(diǎn)擊了是以后， MDK就把啟動(dòng)代碼 。到這里，我們就可以開(kāi)始編寫自己的代碼了。 由于上面我們還沒(méi)有任何代碼在工程里面，我們?cè)?TEST 目錄下新建一個(gè)新文件夾 USER，這里我們把系統(tǒng)代碼 復(fù)制 過(guò)來(lái) (整個(gè) 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(huì)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?cè)? USER 文件夾下面找到 ，打開(kāi)它 ， 然后在 Target 目錄樹(shù)上右鍵 Manage Components。 如圖 35所示 : 圖 35 調(diào)出 Manage Components