【正文】 字符讀取下一個(gè)字符的Unicode碼結(jié)束YN 圖51 顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖 圖52 歌曲名顯示流程圖 液晶屏上電之后，屏幕上的顯示是隨機(jī)的，所以控制程序開始就需要清屏，使屏幕上的液晶點(diǎn)全滅。液晶顯示模塊程序流程圖如圖51所示。在CPU讀寫I/0端口時(shí)，通過增加0～7個(gè)等待狀態(tài)，可以加長(zhǎng)CPU等待外部I//0口響應(yīng)的時(shí)間，完全滿SM12864的時(shí)序要求。當(dāng)ST7920在接收指令前，DSP必須先確認(rèn)ST7920處于空閑狀態(tài)，即讀取BF=0，才能接收新的指令。 LCD模塊 液晶顯示器控制指令SM12864采用ST7920控制器，內(nèi)置字庫(kù)。（12）支持RTDX技術(shù)，可在不中斷目標(biāo)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下，實(shí)現(xiàn)DSP與其他應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)交換。利用GEL擴(kuò)展語(yǔ)言，用戶可以編寫自己的控制面板/菜單，設(shè)置GEL菜單選項(xiàng)，方便直觀地修改變量，配置參數(shù)等。（8）分析工具，包括模擬器和仿真器分析，可用于模擬和監(jiān)視硬件的功能、評(píng)價(jià)代碼執(zhí)行的時(shí)鐘:（9）數(shù)據(jù)的圖形顯示工具，可以將運(yùn)算結(jié)果用圖形顯示，包括顯示時(shí)域/頻域波形、眼圖、星座圖、圖像等，并能進(jìn)行自動(dòng)刷新。（6）斷點(diǎn)工具，能在調(diào)試程序的過程中，完成硬件斷點(diǎn)、軟件斷點(diǎn)和條件斷點(diǎn)的設(shè)置。在生成目標(biāo)程序和程序庫(kù)的過程中，建立不同程序的跟蹤信息，通過跟蹤信息對(duì)不同的程序進(jìn)行分類管理。（3）高性能編輯器支持匯編文件的動(dòng)態(tài)語(yǔ)法加亮顯示，使用戶很容易閱讀代碼，發(fā)現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤。5. 1. 2 CCS的主要功能CCS的功能十分強(qiáng)大，它集成了代碼的編輯、編譯、鏈接和調(diào)試等諸多功能，而且支持C/C++和匯編的混合編程，其主要功能如下:（1）具有集成可視化代碼編輯界面，用戶可通過其界面直接編寫C、匯編、.cmd文件等。(4)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換的RTDX插件以及相應(yīng)的程序接口API。(2)CCS集成開發(fā)環(huán)境。后者可以實(shí)時(shí)運(yùn)行在DSP芯片上，與硬件開斧析相結(jié)合存緯編程和調(diào)試應(yīng)用程序。CCS有兩種工作模式，即:軟件仿真器模式和硬件在線編程模式。代碼調(diào)試工具是對(duì)可執(zhí)行程序進(jìn)行調(diào)試，使其能夠達(dá)到預(yù)計(jì)目標(biāo)。 DSP軟件開發(fā)工具簡(jiǎn)介TMS320VC5402的開發(fā)工具包括代碼生成和代碼調(diào)試工具兩大類。電路如下圖47。DIR為輸入輸出端口轉(zhuǎn)換用,DIR=1高電平時(shí)信號(hào)由A端輸入B端輸出， DIR=0低電平時(shí)信號(hào)由B端輸入A端輸出。 鍵盤驅(qū)動(dòng)器74HC245為了使數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)順暢、不沖突，選用了74HC245作為總線緩沖器，當(dāng)?shù)刂房偩€選中鍵盤對(duì)應(yīng)的地址時(shí)，才將鍵盤的鍵值輸出。非編碼鍵盤硬件電路極為簡(jiǎn)單，幾乎不需要附加什么硬件電路，故能廣泛用于各種微處理器所組成的系統(tǒng)中。非編碼鍵盤是由一些按鍵排列成的行列式開關(guān)矩陣。編碼鍵盤除了設(shè)有按鍵外，還包括有識(shí)別按鍵閉合產(chǎn)生鍵碼的硬件電路，只要有按鍵閉合，硬件電路就能產(chǎn)生這個(gè)按鍵的鍵碼，并產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，以通知CPU接收鍵碼。圖45 DSP與LCM接口電路圖 鍵盤模塊鍵盤作為常用的輸入設(shè)備應(yīng)用十分廣泛。D0—D7為數(shù)據(jù)輸入輸出引腳，VC5402的低8位數(shù)據(jù)線接至LCD的8位數(shù)據(jù)線。SM12864各引腳及說明如下表41：引腳號(hào)引腳名稱方向功能說明1VSS—模塊的電源地2VDD—模塊的電源正端3V0—LCD驅(qū)動(dòng)電壓輸入端4RS/CSH/L并行的指令/數(shù)據(jù)選擇信號(hào)；串行的片選信號(hào)5RW/SIDH/L并行的讀寫選擇信號(hào)；串行的數(shù)據(jù)口6E/SLKH/L并行的使能信號(hào)；串行的同步時(shí)鐘7DB0H/L數(shù)據(jù)08DB1H/L數(shù)據(jù)19DB2H/L數(shù)據(jù)210DB3H/L數(shù)據(jù)311DB4H/L數(shù)據(jù)412DB5H/L數(shù)據(jù)513DB6H/L數(shù)據(jù)614DB7H/L數(shù)據(jù)715PSBH/L并/串行接口選擇：H—并行；L—串行16NC空腳17RSTH/L復(fù)位，低電平有效18VEELCD驅(qū)動(dòng)負(fù)電壓19LED+—背光源正極（+5V）20LED_—背光源負(fù)極(5V) 表41 LCM模塊引腳說明表 液晶模塊與DSP硬件接口設(shè)計(jì)，可以直接將兩者數(shù)據(jù)線相連，即采用DSP直接控制液晶顯示器。 SM12864簡(jiǎn)介SM12864模塊采用ST7920控制器，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文漢字(1616點(diǎn)陣)、128個(gè)字符(816點(diǎn)陣)及64256點(diǎn)陣顯示RAM(GDRAM)。圖44 MP3解碼電路 LCD模塊液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于MP3顯示系統(tǒng)。CPLD采用EPM7032AE CPLD，處理DSP與外設(shè)的時(shí)序邏輯，CPLD的JTAG口對(duì)用戶開放。圖43 存儲(chǔ)器電路JTAG電路：系統(tǒng)需要一個(gè)DSP仿真器，把在計(jì)算機(jī)上編譯并生成的執(zhí)行代碼下載到C5402芯片上，實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試DSP硬件和軟件。存儲(chǔ)器電路：選擇IS61LV6416(64K16bits)作為程序存儲(chǔ)器的片外存儲(chǔ)芯片。當(dāng)按鈕閉合時(shí)，電容C通過按鈕和R35進(jìn)行放電，使電容C上的電壓降為0。圖42 電源電路復(fù)位電路：手動(dòng)復(fù)位電路是通過上電或按鈕兩種方式對(duì)芯片進(jìn)行復(fù)位。電源電路：本系統(tǒng)中除了DSP以外其它器件工作電壓為5V或3. 3V，所以我們采用5V電源供電。 DSP模塊DSP模塊是使得DSP芯片TMS320VC5402能夠工作的最精簡(jiǎn)模塊，它主要包括電源電路、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、存儲(chǔ)器接口電路和JTAG電路。本章主要闡述了液晶顯示系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，給出了硬件框架，并對(duì)硬件按功能劃分的主要模塊分別進(jìn)行了闡述，并給出了硬件系統(tǒng)各主要模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。AMLCD與PMLCD差別在于前者每個(gè)像素均加開關(guān)器件，既有利于克服交叉干擾，又不受占空比的限制，可以得到高對(duì)比度和高分辨率顯示。PMLCD技術(shù)，是利用在電場(chǎng)作用下液晶的雙穩(wěn)態(tài)織構(gòu)變化而得到反射式存儲(chǔ)彩色顯示。但TN和STN的PMLCD易出現(xiàn)交叉干擾，很難實(shí)現(xiàn)高分辨率和高灰度顯示。動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)原理如下圖：圖35 點(diǎn)陣液晶電極排布 液晶顯示的控制方法液晶顯示按照控制方式分類可以分為簡(jiǎn)單矩陣液晶顯示(PMLCD)和有源矩陣液晶顯示(AMLCD)。但是此時(shí)除(i，j)點(diǎn)外第i列和第j行的其余各點(diǎn)也都承受了一定的電壓，把這些點(diǎn)稱為半選擇點(diǎn)，若半選擇點(diǎn)上的有效電壓大于閾值電壓時(shí)，在屏上將出現(xiàn)不應(yīng)有的顯示，使對(duì)比度下降，這種效應(yīng)叫“交叉效應(yīng)”。因此隨著顯示屏的增大，顯示行的增多，為了保證顯示的質(zhì)量，就需適當(dāng)?shù)靥岣唑?qū)動(dòng)電壓或采用雙屏電極排布結(jié)構(gòu)以提高電場(chǎng)的電壓有效值或提高占空比。在液晶顯示的驅(qū)動(dòng)方法中把這個(gè)值，即一幀行掃描數(shù)的倒數(shù)稱為液晶顯示驅(qū)動(dòng)的占空比(duty)，用d表示。在一幀中每一行的選擇時(shí)間是均等的。在驅(qū)動(dòng)方式上相應(yīng)地采用了類同于CRT的光柵掃描方法。圖33 筆段式LCD的靜態(tài)驅(qū)動(dòng)圖34 筆段式LCD的靜態(tài)驅(qū)動(dòng)時(shí)序圖 動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方法當(dāng)液晶顯示器件上的顯示像素眾多時(shí)(如點(diǎn)陣型液晶顯示器件)，為了節(jié)省龐大的硬件驅(qū)動(dòng)電路，在液晶顯示器件電極的制作與排列上作了加工，實(shí)施了矩陣型的結(jié)構(gòu)，即把水平一組顯示像素的背電極都連在一起引出，稱之為行電極，用COM符號(hào)表示；把縱向一組顯示像素的段電極都連接起來一起引出，稱之為列電極，用SEG符號(hào)表示。當(dāng)控制信號(hào)為高電平，筆段波形與COM波形反相，液晶像素上施加了一個(gè)周期電壓，液晶像素呈顯示狀態(tài)；當(dāng)控制信號(hào)為低電平，筆段波形與COM波形同相，液晶像素上無電壓，呈非顯示狀態(tài)。以圖33所示筆段式LCD為例，33(a)是筆段式液晶的電極排列方式，33(b)是其中一個(gè)液晶像素的驅(qū)動(dòng)電路原理圖。液晶的驅(qū)動(dòng)有許多種，常用的驅(qū)動(dòng)方法有靜態(tài)驅(qū)動(dòng)法和動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)法。顯示像素上交流電場(chǎng)的強(qiáng)弱用交流電壓的有效值表示，當(dāng)有效值大于液晶的閾值電壓時(shí)，像素呈顯示態(tài)；當(dāng)有效值小于液晶的閾值電壓時(shí)，像素不產(chǎn)生電光效應(yīng)；當(dāng)有效值在閾值電壓附近時(shí)，像素呈現(xiàn)較弱的電光效應(yīng)，此時(shí)會(huì)影響液晶顯示器件的對(duì)比度。 液晶顯示的驅(qū)動(dòng)原理液晶的顯示是由于在顯示像素上施加了電場(chǎng)的緣故，而這個(gè)電場(chǎng)則由顯示像素前后兩個(gè)電極上的電位信號(hào)合成產(chǎn)生，在顯示像素上建立直流電場(chǎng)將導(dǎo)致液晶材料的化學(xué)反應(yīng)和電極老化，從而迅速降低液晶的顯示壽命，因此必須建立交流驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)，并且要求這個(gè)交流電場(chǎng)中的直流分量越小越好，通常要求直流分量小于50mV。由于其大容量顯示的大量外引線，使其安裝工藝、方法等都與一般液晶顯示器件不同。STN是液晶顯示器件的高技術(shù)產(chǎn)品，由于是光干涉型的器件，其材料的選用、生產(chǎn)工藝的選擇均十分嚴(yán)格。但因?yàn)檫@樣的工作原理，STN必然是有色模式，所以它的對(duì)比度會(huì)有所下降。兩束光由于液晶分子的變化產(chǎn)生很大的光程差，從而在通過檢偏振片時(shí)產(chǎn)生干涉。STN的另一個(gè)不同是上下偏振片的偏振方向不同?！?60176。STN與TN顯示原理上略有不同，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上基本相同，只不過盒中液晶分子排列不是沿面90176。的液晶顯示器件稱為超扭曲向列相液晶顯示器件。扭曲的液晶顯示器件，把扭曲角度在180176。旋光的功能消失，該區(qū)域光線的明暗狀態(tài)與其他區(qū)域明顯不同，形成一定的對(duì)比度，從而實(shí)現(xiàn)顯示。如果這時(shí)在液晶盒上下電極上施加一個(gè)電壓并達(dá)到一定值后，極板間的液晶分子長(zhǎng)軸將開始沿著電場(chǎng)方向排列。由于TN型液晶顯示器件中液晶分子在盒中的扭曲螺距遠(yuǎn)比可見光波長(zhǎng)大的多，所以當(dāng)沿一測(cè)玻璃表面的液晶分子排列方向一致或正交的直線偏振光射入后，其偏振方向在通過整個(gè)液晶盒后被扭曲90176。由于兩片玻璃內(nèi)表面定向?qū)佣ㄏ蛱幚淼姆较蚧ハ啻怪?，液晶分子在兩片玻璃之間呈90176。TN型液晶顯示器件的基本結(jié)構(gòu)原理是：將涂有ITO透明導(dǎo)電玻璃層的玻璃光刻上相應(yīng)的透明電極圖形，將這種帶有透明電極圖形的前后兩片玻璃基板中問噴涂上一層微米級(jí)直徑的間隔材料，四周進(jìn)行密封，內(nèi)部灌有具有正介電各向異性的向列相液晶材料，形成一個(gè)厚度僅為幾微米的液晶盒。 TNLCD顯示原理TN型液晶顯示器件是最常見的一種液晶顯示器件。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動(dòng)電路部分。液晶層中的液滴都被包含在細(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個(gè)或多個(gè)單元格構(gòu)成屏幕上的一個(gè)像素。因?yàn)橐壕Р牧媳旧聿⒉话l(fā)光，所以在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光燈（或稱勻光板）和反光膜，背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。典型的液晶顯示器件基本結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖32 TN/STN液晶盒結(jié)構(gòu)LCD顯示屏都是由不同部分組成的分層結(jié)構(gòu)。在不同電流電場(chǎng)作用下，液晶分子會(huì)做規(guī)則旋轉(zhuǎn)90度排列，產(chǎn)生透光度的差別，如此在電源ON/OFF下產(chǎn)生明暗的區(qū)別，依此原理控制每個(gè)像素，便可構(gòu)成所需圖像。當(dāng)偏振光通過液晶時(shí)，偏振角發(fā)生變化，這個(gè)變化的角度稱為扭曲角，如圖31所示。液晶分子的電光效應(yīng)最顯著的是扭曲向列效應(yīng)。液晶是在1888年，由奧地利植物學(xué)家Reinitzer發(fā)現(xiàn)的，是一種介于固體與液體之間，具有規(guī)則性分子排列的有機(jī)化合物，既有晶體所特有的各向異性造成的雙折射性，又有液體所特有的流動(dòng)性。于是我們就可將液態(tài)又細(xì)分為許多型態(tài)。眾所周知，物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種狀態(tài)。TMS320VC540289C58LCDUSB按鍵D/A轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器SRAM電 源5V.MP3解碼音頻輸出耳機(jī)JTAG接口仿真系統(tǒng)HPI圖22 系統(tǒng)功能方框圖 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟本系統(tǒng)設(shè)計(jì)以模塊電路為基礎(chǔ)，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大致步驟如圖23所示。JTAG接口提供對(duì)DSP內(nèi)部FLASH的燒寫和仿真通訊。通過HPI接口和DSP相連，DSP程序通過單片機(jī)串口下載到單片機(jī)中，然后通過HPI口加載到DSP中運(yùn)行。本系統(tǒng)因此采取DSP的HPI口和單片機(jī)的P0口相連作為數(shù)據(jù)傳輸口的方案來實(shí)現(xiàn)兩者的交互。從而不會(huì)打斷DSP正常程序的運(yùn)行。而5402提供有HPI接口，專用于DSP和主機(jī)之間的通信。由于系統(tǒng)具有雙CPU結(jié)構(gòu)，DSP主處理器和單片機(jī)從處理器之問的數(shù)據(jù)通信是必不可少的．它們之間通信接口的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)是整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵問題。 系統(tǒng)功能方框圖系統(tǒng)以TI公司的DSP芯片TMS320VC5402為核心，整個(gè)系統(tǒng)按照功能可以劃分為以DSP芯片為核心的DSP模塊和LCD模塊、按鍵模塊等，通過硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)使其成為一個(gè)完整的系統(tǒng)。速度n 單周期定點(diǎn)指令的執(zhí)行時(shí)間25/20/15/(40MIPS/50MIPS/66MIPS/80 MIPS/100 MIPS)。n 可以控制關(guān)斷CLKOUT輸出信號(hào)。n 可編程定時(shí)器，并行主機(jī)接口(HPl ) 。n 外部總線關(guān)斷控制，以斷開外部的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制信號(hào)。n 可編程分區(qū)轉(zhuǎn)換邏輯電路。n 從中斷快速返回指令。n 并行存儲(chǔ)和并行加載的算術(shù)指令。n 32位長(zhǎng)操作數(shù)指令。指令系統(tǒng)n 單指令重復(fù)和塊指令重復(fù)操作。存儲(chǔ)器n 64 K字程序存儲(chǔ)器、64 K字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及64 K字I/0空間。n 指數(shù)編碼器可以在單個(gè)周期內(nèi)計(jì)算40位累加器中數(shù)值的指數(shù)。n 17位17位并行乘法器與40位專用加法器相連。該芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng)都是全新設(shè)計(jì)的，它的主要特點(diǎn)是：CPUn 先進(jìn)的多總線結(jié)構(gòu)。 DSP和單片機(jī)的成本都不高，在此基礎(chǔ)上，選用廣泛用于視音頻處理的TMS320VC5402和外圍接口控制能力比較強(qiáng)的AT89C58。DSP+MCU架構(gòu)正好可以大顯身手：DSP適合進(jìn)行高速實(shí)時(shí)數(shù)字運(yùn)算；而MCU可以在很低的功耗下運(yùn)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，并進(jìn)行通信和交戶等多種處理。諾曼結(jié)構(gòu)，程序和數(shù)據(jù)統(tǒng)一編址，不區(qū)分存儲(chǔ)器的程序空間和數(shù)據(jù)空間。DSP器件采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的程序