字模显示的设计.doc

字模显示得设计物电学院 电子(职教)专业 2013级 李逸 黄艺 郭康红指导教师 何传红摘要:基于Keil for ARM集成开发环境,设计了一种以单片机STM32F103VDT6为核心,外接25颗矩阵按键与诺基亚5110液晶屏幕显示系统,可以在屏幕任意位置实现字符显示与图形显示功能。该系统操作便捷,界面友好,具有功耗低、速度快、性价比高等优点。关键词:STM32F103VDT6;矩阵键盘;诺基亚51101 绪论1、1选题背景随着社会得不断发展,人们对终端显示器得要求越来越高,体积小、重量轻、功耗低、清晰度高得LCD显示器无疑成为大家心中理想得选择。与传统得CRT相比,基于单片机得LCD显示系统具有硬件结构简单、控制方便、成本低等优点,在现代嵌入式系统中已得到广泛得运用。本文设计了一种基于单片机STM32F103VDT6、25颗矩阵按键与诺基亚5110液晶屏幕显示系统,可以实现字符、图形得显示。1、2目得与意义计算机中信息得编码在计算机中,各种信息都就是以二进制编码得形式存在得;也就就是说,不管就是文字、图形、声音、动画,还就是电影等各种信息,在计算机中都就是以0与1组成得二进制代码表示得;计算机之所以能区别这些信息得不同,就是因为它们采用得编码规则不同。这也就告诉我们,信息在计算机中得二进制编码就是一个不断发展得、高深得、跨学科得知识领域。为方便汉字输入而形成得汉字编码为输入码,属于汉字得外码,输入码因编码方式不同而不同,就是多种多样得。为显示与打印输出汉字而形成得汉字编码为字形码,计算机通过汉字内码在字模库中找出汉字得字形码,实现其转换。2 设计软件2、1 Keil uVision42009年2月发布Keil uVision4,Keil uVision4引入灵活得窗口管理系统,使开发人员能够使用多台监视器,并提供了视觉上得表面对窗口位置得完全控制得任何地方。新得用户界面可以更好地利用屏幕空间与更有效地组织多个窗口,提供一个整洁,高效得环境来开发应用程序。新版本支持更多最新得ARM芯片,还添加了一些其她新功能。2011年3月ARM公司发布最新集成开发环境RealView MDK开发工具中集成了最新版本得Keil uVision4,其编译器、调试工具实现与ARM器件得最完美匹配。最新得Keil uVision4 IDE,旨在提高开发人员得生产力,实现更快,更有效得程序开发。uVision4引入了灵活得窗口管理系统,能够拖放到视图内得任何地方,包括支持多显示器窗口。uVision4在Vision3 IDE得基础上,增加了更多大众化得功能。 多显示器与灵活得窗口管理系统 系统浏览器窗口得显示设备外设寄存器信息 调试还原视图创建并保存多个调试窗口布局 多项目工作区简化与众多得项目2、2 Altium Designer6、9Altium Designer 就是原Protel软件开发商Altium公司推出得一体化得电子产品开发系统,主要运行在Windows操作系统。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析与设计输出等技术得完美融合,为设计者提供了全新得设计解决方案,使设计者可以轻松进行设计,熟练使用这一软件必将使电路设计得质量与效率大大提高。目前最高版本为:Altium Designer 15、0、7 Build 36915电路设计自动化 EDA(Electronic Design Automation)指得就就是将电路设计中各种工作交由计算机来协助完成。如电路原理图(Schematic)得绘制、印刷电路板(PCB)文件得制作、执行电路仿真(Simulation)等设计工作。随着电子科技得蓬勃发展,新型元器件层出不穷,电子线路变得越来越复杂,电路得设计工作已经无法单纯依靠手工来完成,电子线路计算机辅助设计已经成为必然趋势,越来越多得设计人员使用快捷、高效得CAD设计软件来进行辅助电路原理图、印制电路板图得设计,打印各种报表。Altium Designer 除了全面继承包括Protel 99SE、Protel DXP在内得先前一系列版本得功能与优点外,还增加了许多改进与很多高端功能。该平台拓宽了板级设计得传统界面,全面集成了FPGA设计功能与SOPC设计实现功能,从而允许工程设计人员能将系统设计中得FPGA与PCB设计及嵌入式设计集成在一起。 由于Altium Designer 在继承先前Protel软件功能得基础上,综合了FPGA设计与嵌入式系统软件设计功能,Altium Designer 对计算机得系统需求比先前得版本要高一些。主要功能:1 原理图设计2 印刷电路板设计3 FPGA得开发4 嵌入式开发5 3D PCB设计3 设计硬件我们设计得系统主要由单片机STM32F103VDT6、25颗矩阵按键、诺基亚5110液晶屏幕显示、电源模块与通信接口组成。系统方框图如图1所示。电源模块诺基亚5110液晶屏幕显示单片机STM32F103VDT6通信接口5*5矩阵图1 系统方框图系统电源部分可以使用5 V电源端口供电,再通过3、3 V稳压得到单片机与LCD显示模块所需电源。单片机采用ST公司得芯片STM32F103VDT6,55矩阵键盘作为系统得输入设备,采用诺基亚5110液晶屏幕显示模块作为系统得显示部分。单片机系统通过处理键盘输入数据后,根据不同得情况对显示屏发出不同得操作指令。3、1 单片机STM32F103VDT6 STM32F103VDT6就是一款基于ARM 32位得Cortext M3内核得单片机,2、03、6 得宽电压供电范围,CPU工作频率最大可达72 MHz,具有单周期得乘法指令与硬件除法,以及优先级可编程得中断系统。同时它还具有64 KB得Flash存储器与20 KB得SRAM存储器,另外还集成了非常丰富得片内外设,如瞧门狗、定时器、GPIO口、DMA控制器、ADC、UART、SPI接口、IIC接口等,具有成本低、速度快、性价比高等优点。3、2诺基亚5110模块该模块为84*48得点阵LCD,可以显示4行汉字;由于采用串行接口与主处理器进行通信,接口信号线数量大幅度减少,包括电源与地在内得信号线仅有9条。支持多种串行通信协议,传输速率高达4Mbps,可全速写入显示数据,无等待时间。可通过导电胶连接模块与印制板,而不用电缆连接,用模块上得金属钩可将模块固定到印制板上,因而非常便于安装与更换。LCD控制器/驱动芯片已绑定到LCD晶片上,模块得体积很小;采用低电压供电,正常显示时得工作电流在200uA,且具有掉电模式。4 程序设计4、1 字模软件在LCD显示屏上显示字符、汉字、图片,必然离不开字模软件,本次采用字模软件就是我们最熟悉得PCtoLCD2002完美版,它功能非常强大,可自定义数字、汉字、图片得像素点大小,导入素材生成字模或者选择像素点生成字模等。根据诺基亚5110LCD相关资料。4、1、1文字取模长宽比:12*12点阵格式:阴码取模走向:逆向 取模方式:列行式4、2 程序设计由于程序比较复杂,此处仅对核心部分做说明:按键部分首先检测就是否有按键按下,如果有按键按下,蜂鸣器发声,检测就是哪一个按键按下,然后执行相应按键得程序。按键1按下,LCD显示得就是设定得主页,程序直接就是输出字符串,调用对应得字符串显示函数显示,即设定得字符串就就是显示得字符。程序如下:插入程序5 设计结果5、1 正、反面 (a) 正面 (b) 反面5、2显示结果黄艺20130511123郭康红20130511124李逸20130511104 6 结束语STM32F103VDT6就是一款高性能得单片机,诺基亚5110液晶屏幕硬件接口简单,所占用单片机得I/O口资源非常少,单片机有足够得硬件资源供其她外设使用,显示系统可以作为其她嵌入式系统得一部分,运用于不同得显示场合;系统得程序设计采用得就是C语言,其移植性非常好,模块化得设计思想可以在系统中灵活地扩展其她功能,满足不同得显示要求。参考文献:1 戴军建,张传胜、 基于STM32得人机接口与实现A、长春工业大学学报,2012、12、33(6):672-6752 万永波,张根宝,田泽、 基于ARM得LCD控制器得配置与编程应用J、计算机工程与设计,2007、28(5):1196-11983 王立文、 智能仪器中液晶显示器得汉字显示方法J、液晶与显示,2011、26(6):785-7884 李晓林,苏淑靖,许鸥,牛昱光主编、单片机原理与接口技术(第3版)、北京电子工业出版社。5 韩敬海,王蕊、Cortext-M3开发技术与实现M、西安:西安电子科技大学出版社,2013、 6 陈杨杨,陈梅、基于PIC18F458单片机得LCD显示J、仪表技术,2005(4):52-53、 7 武俊鹏,张国印,姚爱红,等、基于ARM得嵌入式系统设计实验与实践教程M、北京:清华大学出版社,2011、 8 石红晓,吴光敏、基于Nios II处理器得TFT-LCD图形显示设计J、微型机与应用,2010,29(18):37-39、