(最新整理)基于ARM嵌入式系統(tǒng)的LCD顯示(2)

1、(完整)基于arm嵌入式系統(tǒng)的lcd顯示 (2)(完整)基于arm嵌入式系統(tǒng)的lcd顯示 (2) 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)基于arm嵌入式系統(tǒng)的lcd顯示 (2)）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時(shí)也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。本文可編輯可修改，如果覺得對(duì)您有幫助請(qǐng)收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績(jī)進(jìn)步，以下為(完整)基于arm嵌入式系統(tǒng)的lcd顯示 (2)的全部?jī)?nèi)容。13arm 嵌入式綜訓(xùn)

2、報(bào)告目錄一 前言二 嵌入式系統(tǒng)概述1、 嵌入式系統(tǒng)的硬件的特征2、 嵌入式操作系統(tǒng)的分類三 主芯片及l(fā)cd1602簡(jiǎn)介四 綜訓(xùn)目的和要求1、 綜訓(xùn)的目的2、 綜訓(xùn)的要求3、 功能五 硬件設(shè)計(jì)圖六 程序設(shè)計(jì)的流程圖七 仿真八 結(jié)論姓名：曾晏林 班級(jí)：電子13310地點(diǎn)：jdb303 老師：韓代云時(shí)間：2015年6月30-2015年7月4日前言嵌入式系統(tǒng)是面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應(yīng)用的，它必須與具體應(yīng)用相結(jié)合才會(huì)具有生命力、才更具有優(yōu)勢(shì)。因此嵌入式系統(tǒng)是與應(yīng)用緊密結(jié)合的，它句有很強(qiáng)的專用性，必須結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)需求進(jìn)行合理的裁剪利用.嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、電子技術(shù)和各個(gè)行業(yè)的具體

3、應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物,這一點(diǎn)就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)必須根據(jù)應(yīng)用需求對(duì)軟硬件進(jìn)行剪裁,滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積等要求。所以，如果能建立相對(duì)通用的軟硬件基礎(chǔ)，然后在其上開發(fā)出適應(yīng)各種需要的系統(tǒng)，是一個(gè)比較好的發(fā)展模式。目前的嵌入式系統(tǒng)的核心往往是一個(gè)幾kb到幾十kb大小的微內(nèi)核，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行功能擴(kuò)展或者剪裁，由于微內(nèi)核的存在，這種擴(kuò)展能夠非常順利的進(jìn)行。arm，既可以認(rèn)為是一個(gè)公司的名字，也可以認(rèn)為是對(duì)一類微處理器的統(tǒng)稱，還可以認(rèn)為是一種技術(shù)的名字.1991年arm公司成立于英國劍橋，主要出售芯片設(shè)計(jì)的授權(quán).目前ar

4、m微處理器，已遍及工業(yè)控制、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場(chǎng),arm技術(shù)正在逐步滲入到我們的生活各個(gè)方面。二、嵌入式系統(tǒng)的概述所謂嵌入式系統(tǒng),是指用于執(zhí)行獨(dú)立功能的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它由包括微處理器、定時(shí)器、微控制器、存儲(chǔ)器、傳感器等一系列微電子芯片與器件，和嵌入在存儲(chǔ)器中的微型操作系統(tǒng)、控制應(yīng)用軟件組成，共同實(shí)時(shí)諸如實(shí)時(shí)控制、監(jiān)視、管理、移動(dòng)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理等各種自動(dòng)化處理任務(wù)。嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，以微電子技術(shù)、控制技術(shù)和通訊技術(shù)為基礎(chǔ),強(qiáng)調(diào)硬件軟件的協(xié)同性與整合性，軟件與硬件可裁減，以滿足系統(tǒng)對(duì)功能、成本、體積和功耗等要求。1、嵌入式系統(tǒng)的硬件的特征嵌入式系統(tǒng)的硬

5、件必須根據(jù)具體的應(yīng)用任務(wù),以功耗、成本、體積、可靠性、處理能力等為指標(biāo)來選擇.嵌入式系統(tǒng)的核心是系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。由于存儲(chǔ)空間有限，因而要求軟件代碼緊湊、可靠，大多對(duì)實(shí)時(shí)性有嚴(yán)格的要求。早期的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，通常是采用“硬件優(yōu)先”原則.在粗略估計(jì)軟件任務(wù)需求的情況下，首先進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。然后在此硬件平臺(tái)上，再進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。因?yàn)楹茈y充分利用硬件軟件資源，取得最佳性能的效果。同時(shí),一旦在測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,需求對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改時(shí)，整個(gè)設(shè)計(jì)流程將重新進(jìn)行,對(duì)成本和設(shè)計(jì)周期的影響很大。這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法只能改善硬件/軟件各自的性能，在有限的設(shè)計(jì)空間不可能對(duì)系統(tǒng)做出較好的性能綜合優(yōu)化，在很大程度上依

6、賴于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)實(shí)驗(yàn)。隨著電子系統(tǒng)功能的日益強(qiáng)大和微型化，系統(tǒng)設(shè)計(jì)涉及的問題越來越多，難度也越來越大.硬件和軟件也不再是截然分開的兩個(gè)概念.因而出現(xiàn)了軟硬件協(xié)同的設(shè)計(jì)方法。在系統(tǒng)目標(biāo)要求下,協(xié)同設(shè)計(jì)軟硬件體系結(jié)構(gòu)，以最大限度地挖掘系統(tǒng)軟硬件能力,得到高性能低代價(jià)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。2 嵌入式操作系統(tǒng)的分類目前流行的嵌入式操作系統(tǒng)可以分為兩類:一類是從運(yùn)行在個(gè)人電腦上的操作系統(tǒng)向下移植到嵌入式系統(tǒng)中，形成的嵌入式系統(tǒng),如微軟公司的windows ce，sun公司的java操作系統(tǒng),嵌入式linux等。另一類是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),如windriver公司的vxworks，isi的psos，ati的nu

7、cleus,和免費(fèi)公開源代碼的uc/os-ii等。三、主芯片介紹 a、特性 1、 arm7tdmi-s處理器 128k字節(jié)片內(nèi)flash程序存儲(chǔ)器，具有isp和iap功能。2、 flash編程時(shí)間：1ms可編程512字節(jié)，扇區(qū)擦除或整片擦除只需400ms. 64/32/16k字節(jié)靜態(tài)ram（lpc2106/2105/2104） 3、 向量中斷控制器 4、 仿真跟蹤模塊，支持實(shí)時(shí)跟蹤 realmonitor模塊支持實(shí)時(shí)調(diào)試 標(biāo)準(zhǔn)arm測(cè)試/調(diào)試接口，兼容現(xiàn)有工具 5、 極小封裝：tqfp48 (77mm2) 6、 雙uart，其中一個(gè)帶有完全的調(diào)制解調(diào)器接口 i2c串行接口 spi串行接口兩個(gè)定

8、時(shí)器，分別具有4路捕獲/比較通道 多達(dá)6路輸出的pwm單元實(shí)時(shí)時(shí)鐘看門狗定時(shí)器 7、 通用i/o口 8、 cpu操作頻率可達(dá)60mhz 9、 雙電源 cpu操作電壓范圍：1。65v1。95v(1.8v8.3%） i/o電壓范圍:3。0v3.6v(3.3v10)10、 兩個(gè)低功耗模式：空閑和掉電 通過外部中斷將處理器從掉電模式中喚醒外設(shè)功能可單獨(dú)使能/禁止，實(shí)現(xiàn)功耗最優(yōu)化 11、 片內(nèi)晶振的操作頻率范圍:10mhz25mhz 片內(nèi)pll允許cpu以最大速度運(yùn)行，可以在超過整個(gè)晶振操作頻率范圍的情況下使用. b、應(yīng)用 internet網(wǎng)關(guān)串行通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器、訪問控制、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備 c、 結(jié)構(gòu)

9、概述 1、 lpc2106/2105/2104a、 包含一個(gè)支持仿真的arm7tdmis cpu、與片內(nèi)存儲(chǔ)器控制器接口的arm7局部總線、與中斷控制器接口的amba高性能總線（ahb）和連接片內(nèi)外設(shè)功能的vlsi外設(shè)總線(vpb，arm amba總線的兼容超集）。b、 lpc2106/2105/2104將arm7tdmis配置為小端（littleendian）字節(jié)順序。 ahb外設(shè)分配了2m字節(jié)的地址范圍，它位于4g字節(jié)arm存儲(chǔ)器空間的最頂端。每個(gè)ahb外設(shè)都分配了16k字節(jié)的地址空間.c、 lpc2106/2105/2104的外設(shè)功能（中斷控制器除外）都連接到vpb總線.ahb到vpb的

10、橋接將vpb總線與ahb總線相連。vpb外設(shè)也分配了2m字節(jié)的地址范圍，從3.5gb地址點(diǎn)開始。每個(gè)vpb外設(shè)在vpb地址空間內(nèi)都分配了16k字節(jié)地址空間。 片內(nèi)外設(shè)與器件管腳的連接由管腳連接模塊控制。該模塊必須由軟件進(jìn)行控制以符合外設(shè)功能與管腳在特定應(yīng)用中的需求. 2、arm7tdmi-s處理器 1、arm7tdmi-s是通用的32位微處理器,它具有高性能和低功耗的特性.arm結(jié)構(gòu)是基于精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（risc)原理而設(shè)計(jì)的。指令集和相關(guān)的譯碼機(jī)制比復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)要簡(jiǎn)單得多。這樣使用一個(gè)小的、廉價(jià)的處理器核就可實(shí)現(xiàn)很高的指令吞吐量和實(shí)時(shí)的中斷響應(yīng). 2、由于使用了流水線技術(shù)，處理和存儲(chǔ)系

11、統(tǒng)的所有部分都可連續(xù)工作.通常在執(zhí)行一條指令的同時(shí)對(duì)下一條指令進(jìn)行譯碼，并將第三條指令從存儲(chǔ)器中取出。 3、 arm7tdmis處理器使用了一個(gè)被稱為thumb的獨(dú)特結(jié)構(gòu)化策略，它非常適用于那些對(duì)存儲(chǔ)器有限制或者需要較高代碼密度的大批量產(chǎn)品的應(yīng)用. 在thumb后面一個(gè)關(guān)鍵的概念是“超精簡(jiǎn)指令集”.4、基本上，arm7tdmi-s處理器具有兩個(gè)指令集： 標(biāo)準(zhǔn)32位arm指令集 16位thumb指令集 thumb指令集的16位指令長(zhǎng)度使其可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)arm代碼兩倍的密度，卻仍然保持arm的大多數(shù)性能上的優(yōu)勢(shì),這些優(yōu)勢(shì)是使用16位寄存器的16位處理器所不具備的.因?yàn)閠humb代碼和arm代碼一樣，

12、在相同的32位寄存器上進(jìn)行操作。 thumb代碼僅為arm代碼規(guī)模的65,但其性能卻相當(dāng)于連接到16位存儲(chǔ)器系統(tǒng)的相同arm處理器性能的160。2、lcd1602的簡(jiǎn)介 由于lcd液晶顯示器具有功耗低、體積小、重量輕、超薄等諸多其他顯示器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于各種智能型儀表和低功耗電子產(chǎn)品中。液晶顯示器分為筆段式、字符點(diǎn)陣式和圖形點(diǎn)陣式三種.前兩種可顯示數(shù)字、字符和符號(hào)等，而圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器還可以顯示漢字和任意圖形，達(dá)到圖文并茂的效果，其應(yīng)用已越來越廣泛。本文以液晶顯示器1602為例介紹了液晶顯示器的基本原理及在arm嵌入式系統(tǒng)下的程序設(shè)計(jì)。工業(yè)字符型液晶,能夠同時(shí)顯示16x02即3

13、2個(gè)字符。（16列2行）1602是一款最常用也是最便宜的液晶顯示屏。最多可以顯示兩行標(biāo)準(zhǔn)字符，每行最多可以顯示16個(gè)字符。1602可以顯示內(nèi)部常用字符（包括阿拉伯?dāng)?shù)字，英文字母大小寫,常用符號(hào)和日文假名等）,也可以顯示自定義字符(單或多個(gè)字符組成的簡(jiǎn)單漢字，符號(hào)，圖案等,最多可以產(chǎn)生8個(gè)自定義字符)。3、基于arm嵌入式系統(tǒng)的lcd顯示顯示的方式很多,主要分為兩類:led顯示,lcd顯示。前者顯示亮度高，制作成本低，適合做遠(yuǎn)距離顯示，但由于其耗電較大，所用端口隨顯示的數(shù)據(jù)位數(shù)增加而增加。如果采用動(dòng)態(tài)掃描方式顯示，則占用cpu的時(shí)間，如果采用靜態(tài)顯示則需要加鎖存器,耗費(fèi)硬件制作時(shí)間，就該題目要求

14、來說,需要設(shè)定電壓顯示，又與實(shí)際電壓比較再顯示，lcd顯示更為清晰、直觀，從上面諸多因素來看，采用lcd顯示比較理想。lcd最常用的就是1602液晶模塊。lcd1602可以在lcd顯示屏上完整顯示32個(gè)英文字符和日文等一些字符，適合顯示英文文字信息量較小的地方，可以清晰顯示出同時(shí)還可以應(yīng)用在計(jì)算器，頻率計(jì),信號(hào)發(fā)生器，時(shí)鐘等產(chǎn)品上。四、綜訓(xùn)目的及要求1、 綜訓(xùn)目的：培養(yǎng)學(xué)生分析問題，設(shè)計(jì)程序的能力，了解嵌入式技術(shù)應(yīng)用軟件項(xiàng)目開發(fā)流程，逐步掌握面向過程程序設(shè)計(jì)思想，能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。本次綜訓(xùn)完整全面地了解并使用了基于嵌入式系統(tǒng)的綜訓(xùn)任務(wù)。a：利用專業(yè)開發(fā)工具設(shè)計(jì)程序。 b：利用專業(yè)開發(fā)工具對(duì)

15、程序進(jìn)行調(diào)試.c：利用專業(yè)開發(fā)工具對(duì)程序進(jìn)行修改。2、 任務(wù)要求本次任務(wù)在lcd1602上顯示計(jì)數(shù)，即1s計(jì)一次數(shù)。a 利用codewarrior for arm developer suite 軟件設(shè)計(jì)程序，并調(diào)試程序無錯(cuò)，生成hex文件。b 利用 protel 99 se 軟件設(shè)計(jì)硬件電路圖和pcb原理圖。c 利用isis 7 professional 軟件仿真3、 功能實(shí)現(xiàn)在lcd1602計(jì)數(shù)，每秒計(jì)數(shù)一次。 五、硬件設(shè)計(jì)圖sch圖pcb圖六、主程序設(shè)計(jì)的流程圖向lcd輸出計(jì)數(shù)值中斷初始化檢查總線是否忙寫函數(shù)寫數(shù)據(jù)函數(shù)lcd初始化函數(shù)顯示文本函數(shù)顯示計(jì)數(shù)值七、仿真圖仿真前l(fā)cd沒有顯示值仿真lcd顯示計(jì)數(shù)八、結(jié)論通過對(duì)上述應(yīng)用實(shí)例長(zhǎng)時(shí)間觀察，系統(tǒng)一直穩(wěn)定的運(yùn)行，系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到設(shè)計(jì)要求，由此可知在proteus中畫出以lpc2106系列arm器件為處理核心的lcd顯示原理圖并進(jìn)行仿真分析是成功的.可以說arm功耗低，體積小,集成度高，成本低，使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)rtos，使實(shí)時(shí)性得到大大提高。并且一般的arm芯片內(nèi)都有較豐富的內(nèi)部外設(shè)