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1、Lcd点阵控制显示设 计 人：*专 业：电子信息工程班 级：电子081501学 号：200815020129 指导教师：*二零一二年一月目 录 1 绪 论. .21.1课题研究背景. .2 1.2 课题研究的现状. 31.3设计要求. .4 2系统总体设计. .5 2.1 系统的设计方法. . 5 2.2系统总体功能框图. 63 LCD模块硬件设计. .83.1 设计原理. .84软件设计. .10 4.1 CCS(CODE COMPOSER STUDIO)简介. .114.2 DSP的C语言编程. . .13 4.3 软件设计部分. .15 1 、绪 论1.1课题研究背景 DSP（digit
2、al signal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。近年来，随着低价格、高性能DSP芯片的出现，DSP已越来越多地被应用于高速信号采集、语音处理、图像分析处理等领域中，并且日益显示其巨大的优越性。而液晶显示屏更以其显示直观、便
3、于操作的特点被用作各种便携式系统的显示前端。传统的液晶显示往往采用单片机控制。但在系统有大量高速实时数据的情况下，单片机由于受到处理速度的限制就显得力不从心。 DSP应用的快速发展为数字信息产品带来广阔的发展空间，并将支持通信、计算机和消费类电子产品的数字化融合。在无线领域，DSP遍及无线交换设备、基站、手持终端和网络领域，并涵盖从骨干基础设施到宽带入户的设备，包括VoIP网关和IP电话、DSL和Cable Modem等。面向群体应用，DSP在媒体网关、视频监控、专业音响、数字广播、激光打印等应用中表现出色；面向个人应用，DSP在便携式数字音频和影像播放器、指纹识别和语音识别等应用中表现不俗；
4、针对嵌入式数字控制应用，DSP极大地满足了工业界的需求，如数字变频电力电源设备、工业缝纫机等；DSP也极大地满足了消费电子的需求，如空调、冰箱、洗衣机等。1.2 课题研究的现状 随着数字信号处理领域不断发展，DSP也由应用推动发展。SoC集成意味着更多的存储器和不同的内核与专用外设一起均能集成到同一器件上，这就使DSP产品能够按特定市场的需求进行定制。在此环境中，浮点功能已成为整体 DSP 产品组合中的另一要素。移动电话、数码相机等DSP产品的主要应用领域走势良好，需求旺盛，推动着DSP市场持续增长。 在无线领域，我国手机用户继续大规模增加，手机需求的大幅增加带动了我国DSP市场的高速增长。在
5、数字消费领域，我国新兴的数字消费类电子产品进入增长活跃期，市场呈现高增长态势，用户认知率和普及率大幅提高，数码消费市场的高速增长推动了DSP市场的发展。此外，计算机、通信和消费类电子产品的数字化融合也为DSP提供了进一步的发展机会。目前，在VoIP、DSL、Cable Modem、3G、数字相机和马达控制等需要实时处理大量数字信息的应用中，都可见到DSP的身影，DSP无疑已经成为推动数字化进程的动力。1.3、设计要求5个拨码开关，1拨到0n状态，LCD第一行显示“太原科技大学”； 2拨到0n状态，LCD第二行显示“电子信息工程学院”；3拨到0n状态， LCD第三行显示“欢迎您”； 4拨到0n状
6、态，LCD第四行显示“谢谢”； 5拨到0n状态，LCD清屏。2、系统总体设计2.1 系统的设计方法 本系统设计以模块电路为基础，主要采用实验和仿真的设计方法对各模块电路硬件和软件展开设计。整个系统设计的大致步骤如图2.1所示： 分析实验内容确定系统功能软硬件分工绘制系统原理图电路的实现或仿真模块电路方法分析软件编程与调试软件流程图软件实现方法分析硬件实现方法确定各模块电路开发实验项目图2.1 系统设计的大致步骤图整个系统设计的大致步骤如图2.1所示，设计过程分软件设计与硬件设计两大方向，其中，软件部分的设计步骤为： 1、根据需要用C语言编写程序 2、将程序转化成DSP汇编，并送到编译器进行编译
7、，生成目标文件。 3、将目标文件送链接器进行链接，得到可执行文件。 4、将可执行文件调入调试器进行调试，检查运行结果是否正确。如果正确继续，否则返回修改。 硬件部分设计步骤为: 1、设计硬件实现方案，即根据性能指标、功能要求等确定最优硬件实现方案，并画出其硬件系统框图。 2、进行器件选型，根据功能、成本和使用经验等要求确定系统中的主要器件，最重要的是根据需要选择系统中主要芯片的芯片型号。2.2系统总体功能框图LCD电源DSPTMS32OVC5416AD/DA时钟CPLD图2.2 系统总体功能框图本实验开发系统，借鉴了现有实验系统的成功经验，同时对存在的问题得到了较好的解决。系统以TI公司的DS
8、P芯片TMS32OVC5416为核心，外围电路的选择充分考虑了进行DSP实验和开发的需要。整个系统按照功能可以划分为以DSP芯片为核心的最小系统电路和应用电路两大部分进行设计，最小系统电路主要包括电源电路、时钟电路。应用电路主要包括MCBSP串行通信(A/D和D/A)模块，1/0端口应用液晶显示模块等。通过硬件设计和软件设计，并把以上电路连接在一起使其成为一个完整的系统，使该系统能开设出DSP课程的常用实验和实训项目，并可以作为基本的开发系统。3 、LCD模块硬件设计 3.1 设计原理 1.拨码开关原理：2扩展IO 接口： TMS320VC5416DSP为核心的DSP模块，它通过扩展接口与显示
9、/控制模块连接，可以控制其各种外围设备。3液晶显示模块的访问、控制是由VC5416DSP 对扩展接口k操作完成。 控制口的寻址：命令控制接口的寄存器为 CTRLCDCMDR，数据控制接口的寄存器为CTRLCDLCR 和CTRLCDRCR，辅助控制接口的寄存器为CTRLCDCR。 4显示控制方法： 液晶显示模块中有两片显示缓冲存储器，分别对应屏幕显示的象素，向其中写入数值将改变显示，写入“1”则显示一点，写入“0”则不显示。其地址与像素对应方式如下：表3.1 地址与象素的对应方式发送控制命令：向液晶显示模块发送控制命令的方法是通过向命令控制接口写入命令控制字，然后再向辅助控制接口写入0。5.液晶
10、显示器与DSP的连接6数据信号的传送： 由于液晶显示模块相对运行在高主频下的DSP 属于较为慢速设备，连接时需要考虑数据线上信号的等待问题； 电平转换：由于DSP 为3.3V 设备，而液晶显示模块属于5V 设备，所以在连接控制线、数据线时需要加电平隔离和转换设备，在ICETEK-CTR上使用了74LS245。4、软件设计 本实验系统由于采用了TI公司的TMS320VC5416 DSP芯片，所以主要编程语言为相应的DSP语言，采用的编译环境是TI公司的CCS(Code Composer Studio)。软件的编写，主要包括程序的编译、编译和链接。在软件调试的工作中，一般都需要用到仿真器，目标DS
11、P与PC机通过仿真器连接、编译、链接得到的可执行程序，通过仿真器下载到目标DSP中，目标DSP的状态通过仿真器上传到PC机显示。 TMS320VC5416DSP提供两种编程语言：汇编语言和C语言。对于完成一般功能的代码，这两种语言都可以使用。使用汇编语言程序虽然具有速度快的优点，但用汇编语言编写程序比较费时费力，使用C语言编程可以提高程序开发的效率，同时使阅读程序变得容易一些。 本论文采用的软件环境是C语言环境。4.1 CCS(Code Composer Studio)简介 CCS(Code Composer Studio)是一种针对TMS320系列DSP的集成开发环境,在Windows操作系
12、统下，采用图形接口界面，提供有环境配置、源文件编辑、程序调试、跟踪和分析等工具。CCS有两种工作模式，即软件仿真器模式：可以脱离DSP芯片，在PC机上模拟DSP的指令集和工作机制，主要用于前期算法实现和调试。硬件在线编程模式：可以实时运行在DSP芯片上,与硬件开发板相结合在线编程和调试应用程序。【12】 CCS的开发系统主要由以下组件构成：TMS320C54x集成代码产生工具；CCS集成开发环境；DSP/BIOS实时内核插件及其应用程序接口API；实时数据交换的RTDX插件以及相应的程序接口API；由TI公司以外的第三方提供的各种应用模块插件。 CCS的功能十分强大，它集成了代码的编辑、编译、
13、链接和调试等诸多功能，而且支持C/C+和汇编的混合编程，其主要功能如下： 1. 具有集成可视化代码编辑界面，用户可通过其界面直接编写C、汇编、.cmd文件； 2. 含有集成代码生成工具，包括汇编器、优化C编译器、链接器等，将代码的编辑、编译、链接和调试等诸多功能集成到一个软件环境中； 3. 高性能编辑器支持汇编文件的动态语法加亮显示，使用户很容易阅读代码，发现语法错误； 4. 工程项目管理工具可对用户程序实行项目管理。在生成目标程序和程序库的过程中，建立不同程序的跟踪信息，通过跟踪信息对不同的程序进行分类管理； 5. 基本调试工具具有装入执行代码、查看寄存器、存储器、反汇编、变量窗口等功能，并
14、支持C源代码级调试； 6. 断点工具，能在调试程序的过程中，完成硬件断点、软件断点和条件断点的设置； 7. 探测点工具，可用于算法的仿真，数据的实时监视等； 8. 分析工具，包括模拟器和仿真器分析，可用于模拟和监视硬件的功能、评价代码、执行的时钟； 9. 数据的图形显示工具，可以将运算结果用图形显示,包括显示时域/频域波形、眼图、星座图、图像等，并能进行自动刷新； 10. 提供GEL工具。利用GEL扩展语言，用户可以编写自己的控制面板/菜单，设置GEL菜单选项，方便直观地修改变量，配置参数等。4.2 DSP的C语言编程 C语言是目前世界上流行、使用最广泛的高级程序设计语言。C语言对操作系统和系统使用程序以及需要对硬件进行操作的场合，用C语言明显优于其它高级语言，许多大型应用软件都是用C语言编写的。 C语言具有绘图能力强，可移植性，并具备很强的数据处理能力，因此适于编写系统软件，三维，二维图形和动画它是数值计算的高级语言。 4.2.1 DSP软件c语言程序开发流程 TI公司的DSP芯片既可以使用汇编语言，也可以使用C语
