基于arm嵌入式系统的lcd显示

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1、 嵌入式系统原理与设计嵌入式系统原理与设计 期末论文期末论文 题题 目：目：基于基于 ARMARM 嵌入式系统的嵌入式系统的 LCDLCD 显示显示 专专 业：业： 电子信息科学与技术电子信息科学与技术 学生姓名：学生姓名： 张昀张昀 学生学号：学生学号： 120304014120304014 院院 系：系： 物理与电子信息工程学院物理与电子信息工程学院 年级、班：年级、班： 20132013 级级 2 2 班班 指导教师：指导教师： 文良华文良华 2015 年 6 月 20 日 宜宾学院宜宾学院 YIBIN UN IVERSITYYIBIN UN IVERSITY 摘摘 要要 嵌入式系统是嵌

2、入到对象体系中的专用计算机系统。 以嵌入式计算机为核心的嵌入式系统 是继 IT 网络技术之后，又一个新的技术发展方向。本文以 LPC2124 为控制核心介绍和设计了 一款基于的 ARM 嵌入式系统的 LCD 显示系统。该系统在功耗，体积，集成度，成本等都有较好 的优势，具有一定的实用意义。 关关键词键词: : 嵌入式系统,优势,核心,集成度,体系 AbstractAbstract Embedded system is the dedicated computer system of embedded into the object system. An embedded computer wh

3、ich is as the core of embedded system, after following the IT network technology, is a new technology development. This paper describes the control core LPC2124 and designed a system based on the ARM embedded LCD display .The system has advantages on the system power consumption, size, integration,

4、cost and others .It is of practical significance. Keywords:Keywords: Embedded system, advantage, core, integration, system 目录目录 摘 要. II ABSTRACT. II 一、绪论 1 二、LPC2124 的简介及其系统结构分析 1 2.1 嵌入式系统概述 1 2.1.1 嵌入式系统的硬件特征. 1 2.1.2 嵌入式操作系统的分类. 2 2.2 LPC2100 系列简介. 2 2.3 LPC2100 系列系统结构分析. 2 三、1602 特点及使用方法 . 3 3.1

5、 1602 的简介 3 3.2 1602 的管脚功能 4 3.2.1 字符集. 6 3.2.2 显示地址. 7 3.2.3 指令集. 7 3.3 1602 的硬件连接 8 3.4 1602 的底层驱动问题 8 3.5 1602 液晶的初始化. 10 四、基于 ARM 嵌入式系统的 LCD 显示. 10 4.1 硬件设计 . 10 4.2 系统软件设计 . 12 4.2.1 主程序流程图. 12 4.2.2 主程序 main.c 12 五、总结. 15 参考文献. 15 基于 ARM 嵌入式系统的 LCD 显示 1 一、绪论一、绪论 由于 LCD 液晶显示器具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等诸多

6、其他显示器 无法比拟的优点，已广泛应用于各种智能型仪表和低功耗电子产品中。液晶显示 器分为笔段式、字符点阵式和图形点阵式三种。前两种可显示数字、字符和符号 等， 而图形点阵式液晶显示器还可以显示汉字和任意图形， 达到图文并茂的效果， 其应用已越来越广泛。本文以液晶显示器 1602 为例介绍了液晶显示器的基本原 理及在 ARM 嵌入式系统下的程序设计。 二、二、LPC2124LPC2124 的简介及其系统结构分析的简介及其系统结构分析 2.1 嵌入式系统概述 所谓嵌入式系统，是指用于执行独立功能的专用计算机系统，它由包括微处 理器、定时器、微控制器、存储器、传感器等一系列微电子芯片与器件，和嵌入

7、 在存储器中的微型操作系统、 控制应用软件组成， 共同实时诸如实时控制、 监视、 管理、移动计算、数据处理等各种自动化处理任务。嵌入式系统以应用为中心， 以微电子技术、控制技术和通讯技术为基础，强调硬件软件的协同性与整合性， 软件与硬件可裁减，以满足系统对功能、成本、体积和功耗等要求。 2.1.1 嵌入式系统的硬件特征 嵌入式系统的硬件必须根据具体的应用任务，以功耗、成本、体积、可靠性、 处理能力等为指标来选择。嵌入式系统的核心是系统软件和应用软件。由于存储 空间有限，因而要求软件代码紧凑、可靠，大多对实时性有严格的要求。 早期的嵌入式系统设计方法，通常是采用“硬件优先”原则。在粗略估计软 件

8、任务需求的情况下，首先进行硬件设计与实现。然后在此硬件平台上，再进行 软件设计。因为很难充分利用硬件软件资源，取得最佳性能的效果。同时，一旦 在测试时发现问题，需求对设计进行修改时，整个设计流程将重新进行，对成本 和设计周期的影响很大。这种传统的设计方法只能改善硬件/软件各自的性能， 在有限的设计空间不可能对系统做出较好的性能综合优化， 在很大程度上依赖于 设计者的经验和反复实验。 随着电子系统功能的日益强大和微型化，系统设计涉及的问题越来越多，难 度也越来越大。硬件和软件也不再是截然分开的两个概念。因而出现了软硬件协 同的设计方法。在系统目标要求下，协同设计软硬件体系结构，以最大限度地挖 掘

9、系统软硬件能力，得到高性能低代价的优化设计方案。 2 2.1.2 嵌入式操作系统的分类 目前流行的嵌入式操作系统可以分为两类： 一类是从运行在个人电脑上的操 作系统向下移植到嵌入式系统中， 形成的嵌入式系统， 如微软公司的 Windows CE， SUN 公司的 Java 操作系统，嵌入式 Linux 等。 另一类是实时操作系统，如 WindRiver 公司的 VxWorks，ISI 的 pSOS，ATI 的 Nucleus，和免费公开源代码的 uC/OS-II 等。 2.2 LPC2100 系列简介 LPC2114/2124 微控制器具有 2 个端口P0 和 P1，可以作为 GPIO 使用的

10、 引脚为 46 个。LPC2210/2212/2214 微控制器则包含另外 2 个端口P2 和 P3， 这 2 个端口与外部存储器总线复用，当它们全部作为 GPIO 使用时，GPIO 引脚数 多达 112 个。 2.3 LPC2100 系列系统结构分析 LPC210X 控制器包含 LPC2104、LPC2105、LPC2106，除了片内静态 RAM 不同 外，其他完全相同。该系列器件具有 32 个 GPIO 口（P0.0P0.31） ，没有外部总 线，大多 GPIO 口是复用口，所以它一般不适合连接大屏幕液晶显示器，但驱动 小规模液晶模块进行工业控制上的参量显示还是非常合适的。 GPIO 包含

11、四个寄存器，如表 1 所列。 IOxPIN:该寄存器反映了当前引脚的状态。 IOxPIN中的x对应于某一个端口， 如 P1 口对应于 IO1PIN.所以芯片存在多少个端口，就有多少个 IOxPIN 分别与之 对应。 表 1 IOPIN 地址与菜单 IOPIN 0xE0028000 引脚值寄存器，引脚当前状态都从该寄存器读出 IOxDIR：当引脚设置为 GPIO 输出模式时，可使用该寄存器控制引脚的方向。向某位写入 1 使对应引脚作为输出功能，写入 0 时作为输入功能。作为输入功能时，引脚处于高阻态。 表 2 IODIR 地址与菜单 IODIR 0xE002800C 方向控制寄存器。控制每个 I

12、/O 方向 IOxSET：当引脚设置为 GPIO 输出模式时，可使用该寄存器从引脚输出高电 平。向某位写入 1 使对应引脚输出高电平。写入 0 无效。从该寄存器读回的数据 为 GPIO 输出寄存器的值。该值不反映外部环境对引脚的影响。 基于 ARM 嵌入式系统的 LCD 显示 3 表 3 IOSET 地址与菜单 IOSET 0xE0028004 输出置位寄存器，只能写 1，对应引脚输出高电平 IOxCLR：当引脚设置为 GPIO 输出模式时，可使用该寄存器从引脚输出低电 平。向某位写入 1 使对应引脚输出低电平。写入 0 无效。注意：读取该寄存器无 效，不能读回输出寄存器的值。 表 4 IOC

13、LR 地址与菜单 IOCLR 0xE0028008 输出清零寄存器，只能写 1，对应引脚输出低电平 使用GPIO注意要点： 1、 引脚设置为输出方式时， 输出状态由IOxSET和IOxCLR 中最后操作的寄存器决定；2、大部分 GPIO 输出为推挽方式（个别引脚为开漏输 出） ，正常拉出/灌入电流均为 4mA（短时间极限值 40 mA） ；3、复位后默认所以 GPIO 为输入模式。 另外 GPIO 口还包含两个引脚连接模块寄存器 PINSEL0、PINSEL1，用来为 32 个引脚配置 I/O 功能或其他特殊功能 LPC210X 可直接驱动 5V 液晶模块考虑到功耗，不赞成连接 LCD 接口信

14、号说明： 表 5 LCD 接口信号说明表 三、三、16021602 特点及使用方法特点及使用方法 3.1 1602 的简介 工业字符型液晶，能够同时显示 16x02 即 32 个字符。 （16 列 2 行） 1602 是一款最常用也是最便宜的液晶显示屏。最多可以显示两行标准字符， 每行最多可以显示 16 个字符。 1602 可以显示内部常用字符(包括阿拉伯数字，英文字母大小写，常用符号 和日文假名等)，也可以显示自定义字符(单或多个字符组成的简单汉字，符号， 4 图案等，最多可以产生 8 个自定义字符)。 显示操作的过程： 首先确认显示的位置，即在第几行，第几个字符开始显示。也就是要显示的 地

15、址，如下图所示的显示地址。 图 1 显示地址表 第一行的显示地址是 0x800x8F，第二行的显示地址是 0xC00xCF。例如 想要在第 2 行，第 3 个位置显示一个字符，那么地址码就是 0xC2。在编程过程 中，通常编写一个函数确定在某行某个位置显示数据。函数需要 行参数（y） ， 和 列参数（x）来确定显示位置。 显示常用字符。 1602 液晶模块内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，如下表所示，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 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”。 3.2 1602 的管脚功能 图 2 1602 管脚图 1602 字符型 LCD 通常有 14 条引脚线或 16 条引脚线的 LCD， 多出来的 2 条线 基于 ARM 嵌入式系统的 LCD 显示 5 是背光电源线 VCC(15 脚)和地线 GND(16 脚)，其控制原理与 14 脚的 LCD 完全一 样，其中： 表 6 1602 管脚表 引脚 符号 功能说明 1 VSS 一般接地 2 VDD 接电源（+5V） 3 V0 液晶显示器对比度调整端，接