《小车电子产品显示系统毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《小车电子产品显示系统毕业论文（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、小车电子产品显示系统毕业论文1 绪论 目前，科学技术处于不断的发展当中，电子产品日益更新，已经成为我们生活中必不可少的一部分，不论是日常生活还是工业应用等等，都已经与电子技术紧密的联系在一起。从瓦特发明蒸汽机开始，世界技术已经进入到了一个新的时期，伴随着第一台计算机的出世，科学技术就有了一个飞跃，伴随着科学技术的提高，而显示技术也应用广泛起来，从而提高了人民的生活水平。而今，随着信息社会的发展，在工业应用方面，显示系统也已经广泛的应用于各个领域。诸如温度检测的显示系统、智能仪表的显示系统等服务于社会的各行各业。在主控硬件开发方面，ARM微控制器已被广泛应用。ARM（Advanced RISC
2、Machines）微处理器是Acorn计算机面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器，更早称作Acorn RISC Machine。ARM处理器本身是32位设计，但也配备16位指令集。一般来讲，比等价32位代码节省达35，却能保留32位系统的所有优势，具有很高的性价比。ARM处理器是一种性能高、成本低的微处理器，具有很高的实用性，ARM的Jazelle技术使Java加速得到比基于软件的Java虚拟机 (JVM)高得多的性能，和同等的非Java加速核相比功耗降低80。同时ARM处理器的CPU功能上增加DSP指令集提供增强的16位和32位算术运算能力，提高了性能和灵活性。而且ARM还提供两个前沿
3、特性来辅助带深嵌入处理器的高集成SoC器件的调试，它们是嵌入式ICE-RT逻辑和嵌入式跟踪宏核(ETMS)系列。由于一系列的优点使得ARM微处理器具有很高的市场占有率，使得ARM处理器得以被广泛的应用于生活和科研中1。在软件开发方面，IAR软件是一款主流的开发集成环境软件，其中IAR为所有ARM开发者带来很大的益处，IAR Systems为所有使用ARM MCU的开发者提供了业界最领先的集成开发环境：IAR Embedded Workbench for ARM; 它支持很多知名公司的微处理器。它带有高度优化的C/C+编译器和先进的C-SPY调试器。此外，JTAG硬件调试工具IAR J-Link
4、也帮助成千上万的开发者解决了在使用ARM MCU进行开发过程中的许多问题，使得用户能够在IAR Embedded Workbench for ARM软件中进行全面的开发和调试。全球很多著名的公司都在使用IAR SYSTEMS提供的开发工具，用以开发最前沿的科技产品，从手机应用系统到航天航空、消费电子及工业制造等等2。目前的显示系统，在各个领域都有广泛的应用，尤其是在一些公共场合，像室外液晶显示，机场航班动态信息显示，证券交易、金融信息显示港口、车站旅客引导信息显示，体育场馆信息显示道路交通信息显示，调度指挥中心信息显示，电力调度、车辆动态跟踪、车辆调度管理，邮政、电信、商场购物中心等服务领域的
5、业务宣传及信息显示，这些足以证明，显示系统在我们当今的生活中变得越来越重要。图1 整体框图2 系统设计ARM控制器（LM3S811）外 部数 据数据接 收数据处 理中断处 理内部数 据数据处 理数据传 输12864显示器2.1 整体设计本设计是以仪器半导体技术LM3S811为主控芯片，12864LCD为显示模块及其他外围电路共同工作，实现对欢迎词及外部数据的实时显示。首先，控制器从传感器采集到各参数的数据，数据经过初步处理，在液晶上分为4行同步显示出来。由于主控芯片可以工作在中断方式，如果有串行中断到来，控制器会利用中断与主控制芯片进行通信，把数据传送到显示器，实现了数据的实时显示。2.2 显
6、示模块选择1602 液晶显示器采用57点阵，可以显示2行，每行16个字。1602液晶模块部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”3。 12864LCD 显示器 (LCD) 具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等，其它显示器无法比拟的优点，近年来被广泛用于单片机控制和微控制器控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。LCD主要分为段位式LCD、字
7、符式LCD和点阵式LCD三种，其中段位式 LCD和字符式LCD只能用于字符和数字的简单的显示，而不能满足图形曲线和汉字显示的要求，在很多方面有很大的弊端；而点阵式LCD不仅可以显示字符、数字，还可以显示各种图形、曲线和汉字，像12864TH点阵式液晶显示模块就可以显示汉字、图片，还可以显示自定义字符，是1602所不具有的功能4。 由于本设计需要显示汉字、图形等，用1602显示模块及其他简易的显示器已经不能满足本设计的需求，因此本文选用了12864(12864)LCD显示器，它是128(列)64(行)点阵的 LCD 显示模块。在该系统中，通过LM3S811微控制器输入输出接口，利用C语言编程控制
8、输入输出端口的高低电平，根据时序,以实现对LCD的控制，使得所需显示的数据以及功能得以在LCD显示模块上显示。3 硬件设计3.1 元件的创建 由于在Protel5画图时库中没有找到LM3S811和12864的元件，因此在画原理图的过程中，自己创建了元件如图2： 图2 LM3S811原理图图2为LM3S811元件，在创建的过程中，把管脚标识放在外面，影响原理图的连接及效果，如果要把管脚标识放在里面，需要对管脚的属性进行调整，在protel里面的操作为：点击Place选择Pins，双击放置的管脚，根据管脚需要的标识改动name，管教的标号number，再根据上下左右需要选择Orientatic（如
9、左边管脚选择180，右边0，上下分别为90和270），最终得到了LM3S811元件如图。希望能给以后的元件制作带来一些借鉴。图3则是12864元件图，共有20个引脚，经历了LM3S811的创建，此12864就方便了很多，其引脚功能后面有描述。 图3 12864原理图3.2 主控芯片LM3S811LM3S811有48个引脚，其大部分引脚具有复用功能，如LM3S811用作JTAG的五个管脚，同时也可以作为GPIO使用，这是LM3S811的一个缺点，但同时也是它的一个优点，由于JTAG被用来下载（烧写）程序使用，再用作GPIO可能会使得芯片锁死，这是它的缺点；但同时，它有防锁死的措施，如果使用者细心
10、加上防锁死程序，或者在不需要使用太多GPIO的情况下，可以尽量不用这五个管脚，如果需要，那么在加上防锁死程序后，就有五个GPIO管脚可以复用，这是它的一大优点。在LM3S811中，有很多功能模块，比如串口，可以应用在调试过程中，一个USB虚拟串口和一个实际串口，通过串口调试器的调试，在电脑上可以看到输入输出的结果，同时对照硬件的工作情况，可以更直观得到运行结果。在本设计中，定时器是必不可少的一部分，因为在小车的运动中，需要显示其运动总时间。LM3S811支持多种定时模式，主要有以下三种，32-位定时器模式、16-位定时器模式、16-位输入捕获模式。LM3S811的功能模块很多，其中主要有JTA
11、G、UART（串口）、PWM（脉冲宽度调制）、Timer(定时器)、ADC（模数转换）等等，在LM3S811的DATASHEET里面有详细解释。本设计主要使用GPIO端口为主，通过模拟同步串行时序来对显示模块进行控制。3.2.1 LM3S811申请在设计的过程中，通过LM3S811的熟悉，同时也了解了其生产厂家Ti公司的情况，该公司提供给大学生免费的LM3S811芯片，登录www.ti.，进行信息注册，得到公司的认可后，进行登录，再对样片进行选择，通过审核，公司就会发货给我们。公司发货给我的通知单：图4 LM3S811申请图3.2.2 GPIO（通用输入输出端口）LM3S8116中有五个GPI
12、O端口，分别为PORTA、PORTB、PORTC、PORTD及PORTE。其中各个端口所拥有的引脚数不相同，PE口具有两个引脚，在不作通用输入输出用时，此两个引脚作为脉冲编码调制使用，而PA口有六个管脚，在不作为GPIO使用时，它是作为SSI和UART两个功能模块使用的。在LM3S811芯片的引脚中，很多都具有复用功能，这也是的芯片的可用性有了很大的提高。在作为通用输入输出端口时，其中的PB7及PC0PC3一般不要使用，因为此五个引脚通常是用于JTAG的，它是用作烧写程序的，一旦被使用，可能芯片在执行命令时会出现无法估计的错误，导致把芯片锁死，无法再次使用。3.3 显示模块12864LCD本设
13、计使用的是TH12864显示模块，如图3所示。TH12864 液晶显示模块是128 64点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示中文汉字及字符，且含图形库，可显示自定义字符，置国标GB2312码简体中文字库（1616 点阵）、128个字符（816 点阵）及64256 点阵显示RAM（GDRAM）。与外部 CPU 接口采用并行或串行两种控制方式。其中TH12864的供电电源有3.3V和5V的，在本设计中使用的是3.3V。其引脚说明如下7：在本小车显示系统的设计中共使用了6条12864管脚与LM3S811进行连接，其12864 表1 12864引脚说明 引脚名称方向说明 1 VSS -GND（0V）
14、2 VDD - Supply Voltage For Logic(+3.3V) 3 V0 -Supply Voltage For LCD 4 RS(CS) 0H:Data L:Instruction Code 5 R/W(SID) 0H:Read L:Write 6 E(SCLK) 0Enable Signal7-14 DB0-DB7 |数据0-数据7 15 PSB 0H:Parallel Mode L:Serial Mode 16 NC -空脚 17 /RST 0Reset signal 低电平有效 18 NC -空脚 19 LEDA -背光电源正极（LED+3.3V） 20 LEDK -背
15、光电源负极（LED-0V）的引脚为1、2、4、5、6、15，其中1、2两条分别是接地和电源（3.3V）；4引脚在串行状态下为12864的芯片选择端，控制12864到底是使用还是禁止，高电平有效，并行状态下为12864的数据、命令选择端，高电平为数据端，低电平为命令端；5引脚在串行状态下12864的数据传送端，并行状态下为读写控制端，高电平读，低电平写；6引脚串行状态下为12864的同步时钟引脚，并行状态下为信号使能端；15引脚为设置12864为并行还是串行模式，高电平为并行，低电平为串行，在本设计中使用串行模式，低电平有效。3.4供电部分图5 电源原理图 图5是TLV1117供电电源的原理图，由于常用稳压电源为5V，而LM3S811主控芯片与12864显示模块所需的供电电压为3.3V，所以需要供电电源对电压进行转换，以匹配两者所需的不同电压值。通过TLV1117给芯片供电，使得电路得以正常
