【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 顯示器畫面不會(huì)閃爍，可以減少顯示器對(duì)眼睛的傷害，眼睛不容易疲勞?，F(xiàn)在的時(shí)代其實(shí)還是模擬時(shí)代，而未來的時(shí)代從目前的發(fā)展趨勢(shì)來看是數(shù)字時(shí)代。顯示器智能化操作，數(shù)字控制、數(shù)碼顯示是未來顯示器的必要條件。隨著數(shù)字時(shí)代的來臨，數(shù)字技術(shù)必將全面取代模擬技術(shù)。 　　不過從另一個(gè)方面講液晶顯示器的數(shù)字接口現(xiàn)在并不普及，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有到應(yīng)用領(lǐng)域。從理論上說，液晶顯示器是純數(shù)字設(shè)備，與電腦主機(jī)的連接也應(yīng)該是采用數(shù)字式接口，采用數(shù)字接口的優(yōu)點(diǎn)是不言而喻的。首先可以減少在模數(shù)轉(zhuǎn)換過程中的信號(hào)損失和干擾；減少相應(yīng)的轉(zhuǎn)化電路和元件；其次不需要進(jìn)行時(shí)鐘頻率、向量的調(diào)整。本課題研究就是通過嵌入式微處理器來控制液晶顯示屏，嵌入式系統(tǒng)（System on Chip， SOC）是一種將處理器的計(jì)算核心和一定的外部設(shè)備集成在一個(gè)單片芯片上而構(gòu)成類似單片機(jī)的一種處理器芯片。近年來,隨著低價(jià)格?高性能 ARM 芯片的出現(xiàn),尤其以ARM CORTAXM3 最為突出。嵌入式系統(tǒng)被應(yīng)用于高速信號(hào)采集?語音處理?圖像分析處理等領(lǐng)域中,并顯示出巨大的優(yōu)越性?智能彩色液晶顯示器具有顯示直接美觀?便于操作的特點(diǎn),被用作各種便攜式系統(tǒng)的顯示前端?它一般采用工業(yè)級(jí)的高頻 CPU，可以自行對(duì)接收的命令和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，因而能夠提高用戶端接口的軟件開發(fā)效率?一般的液晶顯示仍采用煩瑣的點(diǎn)陣操作來顯示漢字和圖形,而這又增加了軟件開發(fā)的難度?為了解決這些問題,本文將提出了基于 ARM 嵌入式系統(tǒng)控制的智能彩色液晶顯示器的接口設(shè)計(jì)方法,從而有效地解決了上述問題?蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6第二章 微處理器介紹 微處理器介紹微處理器用一片或少數(shù)幾片大規(guī)模集成電路組成的中央處理器。這些電路執(zhí)行控制部件和算術(shù)邏輯部件的功能。微處理器與傳統(tǒng)的中央處理器相比，具有體積小、重量輕和容易模塊化等優(yōu)點(diǎn)。微處理器的基本組成部分有：寄存器堆、運(yùn)算器、時(shí)序控制電路，以及數(shù)據(jù)和地址總線。微處理器能完成取指令、執(zhí)行指令，以及與外界存儲(chǔ)器和邏輯部件交換信息等操作，是微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算控制部分。它可與存儲(chǔ)器和外圍電路芯片組成微型計(jì)算機(jī)嵌入式微處理器在嵌入式系統(tǒng)中位于核心地位。嵌入式微控制器通常是以某種微處理器的內(nèi)核為核心，然后根據(jù)應(yīng)用在芯片內(nèi)部集成各種必要功能部件和外設(shè)，這些部件和外設(shè)主要包括：RAM、ROM/EPROM、Flash RAM、EEPROM 、總線、總線邏輯、看門狗、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、 D/A 和 A/D 等。根據(jù)不同的應(yīng)用需求來定制功能和外設(shè)，可以使一個(gè)系列的嵌入式系統(tǒng) SOC（system on chip）衍生出多個(gè)產(chǎn)品。每種衍生產(chǎn)品具有相同的處理器內(nèi)核，而具有不同的存儲(chǔ)器、外設(shè) 6 和功能。這樣可以通過單片機(jī)最大限度地匹配應(yīng)用需求來減少整個(gè)系統(tǒng)的功耗和成本。嵌入式處理器目前主要有 Aml86/8386EX、SC．400、Power PC、68000、MIPS、ARM 系列等。ARM 處理器為 RISC（精簡(jiǎn)指令集）芯片，其特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，內(nèi)核小，器件的功耗也非常低。 ARM 微處理器芯片目前，幾乎所有的智能手機(jī)和 MID，使用的都是 ARM 芯片。這種芯片相比 Intel 公司的芯片，指令集較簡(jiǎn)單，所以功耗低、成本低，特別適用于移動(dòng)設(shè)備。隨著性能不斷提高，它已經(jīng)開始裝備上網(wǎng)本和平板電腦。它的名字 ARM，指的是英國(guó)芯片設(shè)計(jì)公司 ARM Holdings。這家公司自己不制造芯片，專門授權(quán)其他公司制造。因此，市場(chǎng)上有多家公司生產(chǎn)多種 ARM 芯片。再加上，ARM公司目前主要授權(quán)三個(gè)系列的芯片設(shè)計(jì)ARM ARM 11 和 Cortex。 STM32F103ZET6 芯片性能特點(diǎn)選用 STM32F103ZET6 微控制器，驅(qū)動(dòng) TFTLCD 和觸控板，該微控制器是 ST 公司生產(chǎn)的 32 位 RISC 處理器，基于 ARM 公司的 CORTAXM3 內(nèi)核，擁有 64KB 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7RAM，512KB 　NORFLASH、1 個(gè) USB 接口、1 個(gè) CAN 接口、8 個(gè)定時(shí)器、5 個(gè)USART 接口，3 個(gè) 12 位 ADC 模數(shù)轉(zhuǎn)換器、2 個(gè) 12 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器、112 個(gè)通用 I/O 口，2 個(gè) 個(gè)接口， 2 個(gè) S 接口，3 個(gè) SPI 接口， 12 通道 DMA 控制器、支持 8080 模式ICILCD 并行接口，可直接支持 8080 總線接口的 LCD 控制器。STM32F103ZET6 微控制器的工作頻率高達(dá) 72MHZ，運(yùn)算速率高達(dá) ，具有良好的功能和適用性，且價(jià)格低廉，在工業(yè)控制領(lǐng)域中有著大量的應(yīng)用。 STM32F103ZET6 系統(tǒng)構(gòu)成圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由上圖可知，液晶觸摸顯示屏系統(tǒng)主要由微控制器 STM32F10TFT 液晶屏模塊、四線電阻觸摸屏以及與外界通信的 CAN 總線接口組成。硬件模塊連接如圖３所示，其中四線電阻觸摸屏的觸摸檢測(cè)裝置安裝在ＴＦＴ液晶屏前面用于檢測(cè)用戶觸摸的位置，本方案利用 STM32F103 自帶 A/D 轉(zhuǎn)換功能，由 STM32F103 實(shí)現(xiàn)觸摸屏控制器的功能來直接控制四線電阻觸摸屏，檢測(cè)觸摸信息并計(jì)算出觸點(diǎn)坐標(biāo)。然后 STM32 通過 I/O 接口與TFT 液晶屏模塊通信，將處理好的有效信息通過 TFT 液晶屏顯示出來。URAT接口SPI接口PEPDPA1RXTXSCKMOSIMISOSTM32處理器TFTLCD液晶屏蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8 Keil 開發(fā)環(huán)境與 C 語言 keil 開發(fā)環(huán)境ARM 推出全新的針對(duì)各種嵌入式處理器的軟件開發(fā)工具，集成 Keil μVision3 的RealView MDK 開發(fā)環(huán)境。RealView MDK 開發(fā)工具 KeilμVision3 源自 Keil 公司。RealView MDK 集成了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)，包括 Keil μVision3 集成開發(fā)環(huán)境與 RealView 編譯器。支持 ARMARM9 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ADS 等相比， RealView 編譯器的最新版本可將性能改善超過 20%。 C 語言程序設(shè)計(jì)C 是高級(jí)語言：它把高級(jí)語言的基本結(jié)構(gòu)和語句與低級(jí)語言的實(shí)用性結(jié)合起來。 C 語言可以像匯編語言一樣對(duì)位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作，而這三者是計(jì)算機(jī)最基本的工作單元。C 是結(jié)構(gòu)式語言：結(jié)構(gòu)式語言的顯著特點(diǎn)是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化，即程序的各個(gè)部分除了必要的信息交流外彼此獨(dú)立。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦阌谑褂?、維護(hù)以及調(diào)試。C 語言是以函數(shù)形式提供給用戶的，這些函數(shù)可方便的調(diào)用，并具有多種循環(huán)、條件語句控制程序流向，從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。C 語言功能齊全：具有各種各樣的數(shù)據(jù)類型，并引入了 指針概念，可使程序效率更高。而且計(jì)算功能、邏輯判斷功能也比較強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)決策目的的游戲。C 語言適用范圍大：適合于多種操作系統(tǒng)，如 Windows、DOS、UNIX 等等；也適用于多種機(jī)型。C 語言對(duì)編寫需要硬件進(jìn)行操作的場(chǎng)合，優(yōu)于其它高級(jí)語言，有一些大型應(yīng)用軟件也是用 C 語言編寫的。C 語言應(yīng)用指針：可以直接進(jìn)行靠近硬件的操作，但是 C 的指針操作不做保護(hù)，也給它帶來了很多不安全的因素。C++在這方面做了改進(jìn)，在保留了指針操作的同時(shí)又增強(qiáng)了安全性，受到了一些用戶的支持，但是，由于這些改進(jìn)增加語言的復(fù)雜度，也為另一部分所詬病。Java 則吸取了 C++的教訓(xùn)，取消了指針操作，也取消了 C++改進(jìn)中一些備受爭(zhēng)議的地方，在安全性和適合性方面均取得良好的效果，但其本身解釋在虛擬機(jī)中運(yùn)行，運(yùn)行效率低于 C++/C。一般而言，C，C++，java 被視為同一系的語言，它們長(zhǎng)期占據(jù)著程序使用榜的前三名。C 語言文件由數(shù)據(jù)序列組成：可以構(gòu)成二進(jìn)制文件或文本文件常用的 C 語言IDE（集成開發(fā)環(huán)境）有 Microsoft Visual C++，DevC++，Code::Blocks， Borland 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9C++，Wat C++，Borland C++ Builder，GNU DJGPP C++，Lccwin32 C Compiler ，High C， Turbo C， CFree，wintc,xcode(mac os x）等。順序結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì)是最簡(jiǎn)單的，只要按照解決問題的順序?qū)懗鱿鄳?yīng)的語句就行，它的執(zhí)行順序是自上而下，依次執(zhí)行。選擇結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu)的程序雖然能解決計(jì)算、輸出等問題，但不能做判斷再選擇。對(duì)于要先做判斷再選擇的問題就要使用選擇結(jié)構(gòu)。選擇結(jié)構(gòu)的執(zhí)行是依據(jù)一定的條件選擇執(zhí)行路徑，而不是嚴(yán)格按照語句出現(xiàn)的物理順序。選擇結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì)方法的關(guān)鍵在于構(gòu)造合適的分支條件和分析程序流程，根據(jù)不同的程序流程選擇適當(dāng)?shù)倪x擇語句循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu):可以減少源程序重復(fù)書寫的工作量，用來描述重復(fù)執(zhí)行某段算法的問題，這是程序設(shè)計(jì)中最能發(fā)揮計(jì)算機(jī)特長(zhǎng)的程序結(jié)構(gòu)，C 語言中提供四種循環(huán)，即 goto 循環(huán)、while 循環(huán)、do while 循環(huán)和 for 循環(huán)。四種循環(huán)可以用來處理同一問題，一般情況下它們可以互相代替換，但一般不提倡用 goto 循環(huán)，因?yàn)閺?qiáng)制改變程序的順序經(jīng)常會(huì)給程序的運(yùn)行帶來不可預(yù)料的錯(cuò)誤。 在 keil 環(huán)境下編寫 C 語言圖 keil 編寫 C 語言界面蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10第三章 串行接口 RS232 簡(jiǎn)介目前 RS232 是 PC 機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行借口。 RS232 被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS232 采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)是相對(duì)于信號(hào)地。RS232C 標(biāo)準(zhǔn)接口有 25 條線：4 條數(shù)據(jù)線、11 條控制線、3 條定時(shí)線、7 條備用和未定義線，常用的只有 9 根。 RS232 的接口定義（DB9） 表 RS232 管腳介紹管腳 信號(hào) 描述1 CD 載波檢測(cè)2 RXD 接收3 TXD 發(fā)送4 DTR 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好5 GND 信號(hào)地6 DSR 通信設(shè)備準(zhǔn)備好7 RTS 請(qǐng)求發(fā)送8 CTS 允許發(fā)送9 RI 振鈴 RS232 總線電平定義數(shù)據(jù)發(fā)送 TXD 與接收線 RXD（為負(fù)邏輯）邏輯 1（MARK）：3V 到15V，對(duì)應(yīng) TTL 電平的“1”聯(lián)絡(luò)控制信號(hào)（RTS 、CTS、DTR、DSR、DCD）信號(hào)有效（接通，ON 狀態(tài)，正電壓）：+3V 到+15V信號(hào)無效（斷開，OFF 狀態(tài)，負(fù)電壓）：3V 到15VRS232 電平和 TTL 電平之間需要轉(zhuǎn)換，常用轉(zhuǎn)換芯片為 MAX232（5V） 、MAX232（） 、 SP232（）等。下圖使用 MAX232 來轉(zhuǎn)換：蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11圖 RS232 電平和 TTL 電平之間的轉(zhuǎn)換 RS232 接線方式三線制和多線制，簡(jiǎn)化三線