【文章內(nèi)容簡介】 10 圖 29 TMS320F2812 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 TMS320F2812 的總線分為外部擴(kuò)展總線與內(nèi)部總線，圖中右邊的擴(kuò)展口A18~A0 與 D15~D0 是表示 F2812 向外部擴(kuò)展儲存器的能力 。 TMS320F2812 的內(nèi)部的存儲器的空間被劃分為兩塊， 一個(gè)是用來存放程序的空間，一個(gè)是用來存放數(shù)據(jù)的空間，對它們各自的訪問可以通過地址總線和數(shù)據(jù)總線進(jìn)行。TMS320F2812 的存儲器接口總共有 3 條地址總線與 3 條數(shù)據(jù)總線。 TMS320F2812 芯片擁有的 56 個(gè) GPIO 引腳，我們能夠通過給 GPxMUX 不同的值，來設(shè)置某個(gè)引腳作為芯片內(nèi)外設(shè)輸入 /輸出管腳。當(dāng)不用芯片內(nèi)外設(shè)時(shí)候，它們也能當(dāng)做數(shù)字 I/O 口來驅(qū)動外圍的電路。 數(shù)字信號處理芯片 TMS320F2812 的 56 個(gè) GPIO 引腳在用作數(shù)字 I/O 口時(shí)，它們可以分為 GPIOA、 GPIOB、 GPIOD、 GPIOE、 GPIOF，其中 GPIOA 與 GPIOB各自占 16 位 I/O 口， GPIOD 占 4 位， GPIOE 占 3 位， GPIOF 占 2 位 [7]。 巢湖學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 3 LCD 模塊硬件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原理 擴(kuò)展 IO 接口 以數(shù)字信號處理芯片 TMS320F2812 為核心的最小系統(tǒng)，它是通過芯片的擴(kuò)展 I/O 接口與 LCD 相連接。具體設(shè)計(jì)方案如下圖 31 所示： 基于 DSP 芯片的 LCD 模塊設(shè)計(jì) 12 圖 31 I/O 擴(kuò)展接口電路 液晶顯示模塊的訪問與控制 系統(tǒng)中液晶屏的顯示與控制是由數(shù)字信號處理芯片 TMS320F2812 對其擴(kuò)展接口的操作完成 。 控制口的尋址：命令控制寄存器為 CTRLCDCMDR，數(shù)據(jù)控制寄存器為CTRLCDLCR 和 CTRLCDRCR，輔助控制的寄存器為 CTRLCDCR。 液晶的各管腳的功能以及液晶模塊與 DSP 芯片的 I/O 口對應(yīng)的連接如表 31所示。 表 31 F2812 擴(kuò)展 I/O 口與 LCD 間的對應(yīng)連接及說明 巢湖學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 液晶的顯示控制方法 在液晶中有兩片用于顯示的緩沖存儲器，它們各自對應(yīng)著液晶屏幕上的象素，向其中寫入不同的數(shù)值將會改變顯示，寫 1 則會顯示一點(diǎn)，寫 0 則不顯示。發(fā)送控制命令：往液晶中發(fā)送控制命令的方法是通過向 命令控制接口寫入命令控制字，然后再向輔助控制接口寫入 0。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用的是 QC12864B 點(diǎn)陣式圖形漢字液晶，它可以顯示漢字與圖片，其中內(nèi)置了 8192 個(gè)漢字（ 16X16 點(diǎn)陣）、 128 個(gè)字符（ 8X16 點(diǎn)陣）及 64X256 點(diǎn)陣顯示 RAM（ GDRAM）。 實(shí)物圖如下圖 32 所示： 基于 DSP 芯片的 LCD 模塊設(shè)計(jì) 14 (a)液晶正面 (b)液晶背面 圖 32 液晶 12864 實(shí)物圖 液晶控制芯片 ST7920 介紹 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，液晶模塊使用的是育松電子的 QC12864B 點(diǎn)陣式 液晶，其中內(nèi)置的控制芯片是 ST7920。在液晶中 ST7920 同時(shí)作為 它的 驅(qū)動器 與 控制器 ，它 能夠 提供 64 路 的 seg 輸出 與 33 路 的 輸出。 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下圖 33 所示： 圖 33 ST7920 芯片的內(nèi)部結(jié)圖 巢湖學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 各管腳的功能如表 2 所示： 表 32 ST7920 的各管腳功能 仿真器介紹 仿真器可以分為很多種，總的來說可分為： PC 機(jī)內(nèi)插式標(biāo)準(zhǔn) PCI 或 ISA 仿真器與并口式仿真器，以及基于 接口式的仿真器。每種都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，如 PCI 總線式的數(shù)據(jù)傳輸快但價(jià)格高；并口式的價(jià)格上要 便宜些，但數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫草^ PCI 的稍慢。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用的是基于 接口的，它具有便攜性強(qiáng)、兼容性強(qiáng)、數(shù)據(jù)傳輸速度快等特點(diǎn)。 基于 的仿真器的實(shí)物如圖 34 所示： 基于 DSP 芯片的 LCD 模塊設(shè)計(jì) 16 巢湖學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 圖 34 仿真器實(shí)物圖 4 軟件設(shè)計(jì) 本章主要介紹了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分，介紹了 CCS 編譯環(huán)境以及 CCS 常用指令介紹，另外介紹了 C 語言編程環(huán)境，以及開發(fā)流程以及 C 語言中斷處理步驟，最后針對一部分指令作具體說明 。 在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用的核心芯片是數(shù)字信號處理芯片 TMS320F2812，軟件程序的編寫與 調(diào)試都是在 CCS(Code Composer Studio)軟件開發(fā)環(huán)境。數(shù)字信號處理芯片 TMS320F2812 支持 C語言與匯編語言這兩種編程語言以及這兩種語言的混合使用。但是從程序代碼的可讀性方面考慮，在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中程序的編寫使用的是 C 語言。 CCS(Code Composer Studio)簡介 作為一種針對數(shù)字信號處理芯片 TMS320 系列的軟件開發(fā)環(huán)境 ,CCS 它具有圖形編譯調(diào)試界面，并且還有環(huán)境配置和程序的跟蹤調(diào)試等分析工具，這給使用者調(diào)試程序帶來了極大的方便。 CCS 可以在兩種工作模式工作。 一種是軟件仿真器模式：在這種模式下程序能夠不依賴于 DSP 芯片，就可以在 PC 機(jī)上模擬芯片的工作機(jī)制。一種是硬件在線編程模式：在這種模式下程序能夠?qū)崟r(shí)的運(yùn)行在硬件 DSP 芯片上 ,這樣使硬件電路與 CCS 軟件開發(fā)環(huán)境相結(jié)合實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的在線編譯與調(diào)試。 CCS 常用指令簡介 1．編譯通過：選擇 ProjectBuild Project，來編譯目標(biāo)工程。若編譯后沒有錯(cuò)誤，就可直接進(jìn)行下載調(diào)試；如果程序中存在錯(cuò)誤或警告編譯后，這些錯(cuò)誤與警告信息會在 Problems 窗口中顯示出來，我們可以依據(jù)錯(cuò)誤與警告 信息的提示來修改原先程序，修改后再次編譯，至少保證無錯(cuò)誤信息提示為止。 2．在菜單欄中有個(gè)綠色的 Debug 按鈕單擊它進(jìn)行下載調(diào)試 下載完成后再單擊運(yùn)行圖標(biāo)，這時(shí)程序運(yùn)行起來后，觀察運(yùn)行的結(jié)果。在 CCS中調(diào)試程序代碼時(shí)，可以通過給程序代碼打斷點(diǎn)的方式來觀察程序運(yùn)行的過程中 基于 DSP 芯片的 LCD 模塊設(shè)計(jì) 18 的具體情況。斷點(diǎn)的設(shè)置是將光標(biāo)移至需要設(shè)置斷點(diǎn)的程序所在行前最左側(cè)，雙擊即可完成一個(gè)斷點(diǎn)的設(shè)置。同樣也可以通過雙擊斷點(diǎn)處的小點(diǎn)來取消斷點(diǎn)。 3． 在調(diào)試程序的過程中， CCS 也支持查看變量與寄存器等在程序運(yùn)行時(shí)的結(jié)果的具體信息，這樣可以與預(yù)期的結(jié) 果相比較，對順利調(diào)試程序有很大的幫助。 4． 點(diǎn)擊 CCS 菜單中的 View 并找到 其下面的 Variables 菜單，單擊可以查看程序中變量的具體值。 5． 點(diǎn)擊 CCS 菜單中的 View 并找到 其下面的 Registers 菜單，單擊就能看到程序中使用的寄存器的具體值。 6． 點(diǎn)擊 CCS 菜單中的 View 并找到 其下面的 Expressions，可以得到觀察窗口 [8]。 DSP 的 C 語言程序開發(fā)流程 數(shù)字信號處理 DSP 芯片在進(jìn)行軟件的開發(fā)時(shí)可以選擇匯編語言或者是 C 語言。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軟件編程語言，從程序代碼的可移植性以及程序 代碼的可讀性方面考慮，選擇的是 C 語言 [9]。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中利用 CCS 開發(fā)環(huán)境進(jìn)行程序的開發(fā)其主要步驟如圖 41 所示。 巢湖學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 圖 41 系統(tǒng)程序代碼編寫調(diào)試的步驟 LCD 液晶 12864 的控制命令 LCD 與 DSP 最小系統(tǒng)的連接方式分為兩種：串行和并行，本設(shè)計(jì)中使用的是并行的連接方式。 向 LCD 中寫數(shù)據(jù)的時(shí)序圖如圖 42： 圖 42 向 LCD 中寫數(shù)據(jù)的時(shí)序圖 基于 DSP 芯片的 LCD 模塊設(shè)計(jì) 20 從 LCD 中讀取數(shù)據(jù)的時(shí)序圖如圖 43： 圖 43 從 LCD 中讀取數(shù)據(jù)時(shí)的時(shí)序圖 具體指令介紹： 1) 清楚顯示 功能：清除 LCD 顯示 屏中的內(nèi)容，并調(diào)整 DDRAM 位址計(jì)數(shù)器的值為“ 00H” 2) 顯示狀態(tài) 開 /關(guān) 功能： D=1；整體顯示 ON C=1；游標(biāo) ON B=1；游標(biāo)位置 ON 3) 游標(biāo)或顯示移位控制 功能：設(shè)置 LCD 游標(biāo)的移動和顯示的控制位，這個(gè)指令并不會改變 DDRAM 的內(nèi)容 4) 設(shè)定 CGRAM 位址 功能：設(shè)定 CGRAM 位址到位址計(jì)數(shù)器（ AC） 5) 設(shè)定 DDRAM 位址 巢湖學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 功能：設(shè)定 DDRAM 位址到位址計(jì)數(shù)器（ AC） 6) 寫數(shù)據(jù)到 RAM 功能：寫入資料到內(nèi)部的 RAM（ DDRAM/CGRAM/TRAM/GDRAM） 7) 反白選擇（ 14H） 功能：可以對液晶 4 行的任意一行進(jìn)行反白顯示 8) 擴(kuò)充功能設(shè)定（ 016H） 功能： RE=1；擴(kuò)充指令集動作 RE=0；基本指令集動作 G=1；繪圖顯示 ON G=0；繪圖顯示 OFF 9) 設(shè)定繪圖 RAM 位址（ 018H） 功能：設(shè)定 GDRAM 位址到位址計(jì)數(shù)器（ AC） 液晶文字及圖片的顯示 (1) 文本顯示 RAM(DDRAM) QC12864B 漢字圖形點(diǎn)陣液 晶的文字 顯示 RAM 共有 8 個(gè) 4 行的空間 存放 漢字， 向文本 RAM 寫入 時(shí)， 能夠 分別顯示 CGRAM 的字型 與 半寬的 HCGROM 以及 中文 CGROM 字型。選擇 這 三種 不同的 字型， 是 由寫入 DDRAM 中的編碼選擇 的 ， 每種 字型 的 編碼如下： 顯示半寬字型 ： 是把 一位字節(jié) 的數(shù)據(jù) 寫入 DDRAM 中，范圍 是 02H 至 7FH的編碼。 顯示 CGRAM 字型：將兩字節(jié)編碼寫入 DDRAM 中，總共有 0000H， 基于 DSP 芯片的 LCD 模塊設(shè)計(jì) 22 0002H， 0004H， 0006H 四種編碼 。 顯示中文字形：將兩字節(jié)編碼寫入 DDRAMK ，范圍為 A1A0HF7FFH(GB 碼 )或 A140HD75FH(BIG5 碼 )的編碼 [10]。 (2) 繪圖顯示 RAM(GDRAM) 用于 繪圖 的 RAM 共提供了 16032 個(gè)位的 存儲 空間 并且是記憶空間 ，在 對 繪圖 RAM 進(jìn)行變動 時(shí)， 必須要 先寫入水平坐標(biāo)值 及 垂直坐標(biāo)值， 然后把 兩個(gè)字節(jié)長度的圖形 數(shù)據(jù) 寫 到繪圖 RAM 中 ， 與此同時(shí) 地址計(jì)數(shù)器（ AC）會 進(jìn)行 自動加一；在 向 繪圖 RAM 中寫數(shù)據(jù)時(shí) ，繪圖顯示 開關(guān) 必須 是 關(guān)閉 的 ， 數(shù)據(jù)寫完后才能打開繪圖顯示，向 繪圖 RAM 寫數(shù)據(jù) 的 基本 步驟如下： 關(guān)閉繪圖顯示功能。 首 先 把 水平 方向上 的坐標(biāo) 值 寫 到 繪圖 RAM 地址 中，然后 再 把 垂直 方向上的坐標(biāo) 值 寫 到 繪圖 RAM 地址 中 ；將 數(shù)據(jù) D15—— D8 寫入到 RAM 中； 再把D7—— D0 寫入到 RAM 中；打開繪圖顯示功能。 巢湖學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）