基于TMS34010的雷达光栅扫描显示软件设计

丁建林 华东电子工程研究所，合肥 230031

基于TMS34010的雷达光栅扫描显示软件设计

丁建林 华东电子工程研究所，合肥 230031

本文详细介绍了基于TMS34010图形处理板的雷达终端光栅显示器显控软件的设计，重点阐述了采用模块化和分层结构设计技术。对TMS34010图形处理、82530串行口芯片、34075彩色查找表芯片、高速RAM等使用都有较为详尽的描述。对基于标准计算机键盘、鼠标、串行通信接口在TMS34010上的使用给出了完整系统的说明。该系统应用方便、实用、灵活。

光栅扫描显示器；显控软件；模块化；图形处理器；彩色查找表

Raster scan display; Display controls the software; Modulation; Graphics processor; Colored search table

引言

设计本系统，采用标准的计算机键盘和鼠标，串行通信接口，用标准TMS34010C编译、链接。本系统能实时、快捷、方便、灵活地完成雷达目标的显示和跟踪等，能同时显示固定地图背景，并可用鼠标和键盘等输入设备，发送各种控制命令。

由于采用模块化和分层结构设计，本系统具有有良好的人机界面，便捷的使用方法，丰富的功能，便于进行移植和扩展。

本系统可以在主机引导下工作（即主引导方式），也可以在自引导方式下工作。主引导方式是通过引导程序，由计算机经PC总线把工作程序送入图形控制板运行；自主方式工作，是通过在RESET信号和8个RAS刷新周期结束后，由GSP取出0级中断向量地址，进入复位中断服务程序。

1 系统硬件结构

支持此显控系统的硬件逻辑结构如图1所示，其中虚线部分是主引导方式下工作需要添加的。

1.1 图形处理器TMS34010

图形处理器(Graphics System Processor) TMS34010，简称GSP，既具有通用处理器的功能，又兼有图形控制器功能的多功能的图形处理器，可以和计算机主机进行联机工作，也可以自成系统[1]。GSP特点是速度快、可编程性强和硬件支持的高效数据处理类型，如像素及二维像素阵等；其独特的内存接口减少了完成位排列和位屏蔽等任务所需要的时间，而在结构上又支持多种大小的像素、帧存及屏幕大小。GSP有自己的指令系统，包括一组完整的通用指令和图形功能指令，利用这些指令，可以完成多种高级功能。[2][3]

系统的中断结构：

外部中断1（INT1）数据交换和键盘中断 （地址：0XFFFFFFC0）

外部中断2（INT2）鼠标中断（地址：0XFFFFFFA0）

1.2 视频接口TLC34075

视频接口TLC34075有256-word的彩色查找表RAM，通过两个8位的读/写寄存器对R A M 进行寻址，寄存器在每次RAM 读/写后自动增加，而且允许整个查找表只通过一个地址进行读写。当地址寄存器超过RAM范围后，地址寄存器复位的第一个位置即0地址。

彩色查找表的写入是通过首先向地址寄存器写入起始地址，然后连续三次向查找表寄存器写入8位红、绿、蓝数据。在蓝色数据写结束后，三色数据合成一个24位数，存入地址寄存器确定的RAM中，然后地址寄存器自动递增指向下一个R A M空间。[4]

1.3 串行通信接口82530

串行通讯控制口82530，有两个独立的串口通道：A和B，每个通道有独立的波特率产生器（BRG）和数据锁存器，传送数据模式独立可编程，其中A通道优先级高于B通道。

图1 系统硬件逻辑结构框图

设置数据传输波特率是通过波特率常数（BTRC）来设置的，其相互转换公式如下所示：

其中波特率因子为16或32可选。得到的BTRC的高字节写入WR13寄存器，低字节写入WR12寄存器。[5]

2 显控系统软件设计

2.1 模块基本组成

基本模块组成如图2所示：

图2 显控软件主要模块间结构示意图

2.2 初始化模块

初始化模块包括3个方面，即GSP34010的初始化、串口82530的初始化以及软件参数初始化。

2.3 键盘处理模块

键盘处理模块包括键盘接收模块和键盘处理模块两部分。

1）将药品审评审批、质量标准管理和药品监管（例如：药品注册管理、药品说明书的管理[9]等）有机结合起来，将药品质量标准的发布、修订、勘误等信息及时在国家标准管理部门网站公布，以便相关企业、药检机构和社会公众查询、执行和使用，切实提高质量标准的可及性。

计算机键盘每个键产生两类扫描码，当键按下时产生一个一字节产生码，键释放时产生一个两个字节释放码。用同一个字节表示键在按下和释放释放是生成的扫描码，但释放码为两个字节长，而第一个字节的值总是0XF0。

当中断程序接收到来自键盘的扫描码后，立即把扫描码转换成相应的ASCII码存放在键盘数据缓冲区。主程序循环检测键盘数据缓冲区，有键盘数据需要处理，则分析键盘输入数据，然后转到相应的功能模块进行处理。

2.4 鼠标处理模块

鼠标状态改变时会连续发送三个字节的数据，即状态、X方向增量和Y方向增量。

鼠标处理模块包括鼠标的中断接收模块和状态处理模块两部分。

当中断程序接收到来自鼠标的三组数据后，分析鼠标状态，并且保存鼠标状态值。主程序循环检测鼠标状态，发现鼠标状态改变后，则进行处理，包括鼠标移动，鼠标按键状态的变化等，通过对鼠标在显示屏幕上不同位置的状态改变分析鼠标当前的功能，进行相应的处理。

本显控系统充分利用鼠标的特点，把原来由键盘完成的操作功能全部用鼠标和画面相结合来实现。因此，在实现时增加了命令识别模块、目标拾取模块、对话框处理模块、页面转换模块等。

2.5 数据处理模块

数据处理模块包括三个模块：数据接收模块、发送模块和处理模块。

当中断接收到检测录取分机送来的数据后，对数据进行基本的格式比较，符合格式的数据存入接收数据缓冲区中，等待处理；不符合的则作为误码传送，舍弃。

当光栅显示器需要将处理过的数据回送到检测录取分机时，按规定的格式向录取分机发送。

主程序循环检测接收数据缓冲区，发现有待处理的数据组，则根据这组数据的功能代码进入相应的处理模块。

2.6 背景画面显示模块

通过GSP的图形功能指令产生各种控制键、菜单、对话框、按键等画面，整个显示画面可分为几个显示区域。

主画面显示区主要显示目标航迹、距离和方位刻度、状态信息、地图等。

参数显示区分为四个页面，包括显示参数页、目标参数页、相对参数页和全屏显示页，其中显示参数页中的故障显示按钮又可弹出故障显示页面。这样设计既可以简化界面，又可以显示更多信息。

因为画面显示的内容比较多而复杂，按预定义的区域范围，采取各显示区域独立处理，以减少处理的复杂度和调试难度。

TMS34010C是基于DOS系统的编译系统，不能像 Windows系统下的编译系统可以自动生成菜单、对话框、命令按键等，因此，显示画面的处理根据显示内容的不同采用不同的显示模块。

2.7 航迹处理模块

航迹处理模块主要包括接收的航迹参数处理、手动录取、航迹显示、微表处理、游标处理以及目标的属性等处理。

由于航迹批号的范围一般在001～999范围内，而录取目标的数目相对较少，如果用目标批号直接对应目标信息，则浪费大量的系统存储空间。因此采用目标批号索引的方法，以减少存储空间。两者之间的对比如图4所示。

手动录取主要包括手动目标实时方位排队、预置等。

航迹显示主要包括目标点迹、标牌、游标的显示。目标可以自动保留128个历史点，根据需要在0～128之间显示点迹数。

微表的处理主要包括单微表的显示、插入、删除、查找、翻页以及相对微表的显示等。目标自动按序号插入到单微表的显示序列，也可以通过鼠标或键盘插入或删除。

2.8 地图显示模块

此模块主要包括地图显示、地图编辑和储存等。地图显示和叠加，同方位、距离刻度一起，可以使操作员或指挥人员能方便地进行目标定位、目标引导。

地图编辑主要是通过地图菜单，利用鼠标定位，制作矢量图。可以提供五种不同的线型、标准的16×16点阵汉字、数字符号、字母以及军标符号等。还可以根据要求，画出杂波图范围。

编辑后的地图，以距离、方位的形式存储在EEROM中，在需要显示时，以位图形式叠加在显示缓存中。在叠加过程中，与当前显示器的扫描状态、量程相关，完成平移、放大、窗口剪裁。

2.9 数据转换模块

因为在显控软件中，存在不同坐标系，处理需要进行数据转换处理。主要有屏幕坐标和极坐标的互换，直角坐标和极坐标互换，屏幕坐标和直角坐标互换等。

3 结束语

本系统在自引导方式工作，是一个独立的终端配置，可与任何雷达录取器配接；在主引导方式下，它可作为主控设备的显示控制器。目前本系统用于多种雷达的终端显示。

随着计算机显卡性能的不断提高，计算机性能、速度的不断加速，使得用计算机来实现雷达一次、二次信息的叠加成为可能。因此采用Windows等高级软件平台的显示技术将是未来雷达终端光栅显示的基础。

[1]中国科学院科理数学图形图像公司. TMS34010图形系处理器.1988,8

[2]Texas Instruments Graphics Products. TMS34010Math/Graphics Function Library User’s Guide. 1998，4

[3]TMS34010C Compiler ’Usse rGuide，1998，4

[4]Texas Instruments Graphics Products , 1998，4

[5]周海清.雷达光栅扫描显示器的技术特点及发展[J].现代电子.1999(3):25-29,34

[6]孙广彬, 赵书俊, 刘文彬.串行通信控制器85C30及其应用.国外电子元器件.2003年10期

Software Design of the Radar Raster Scan Display on TMS34010

Ding Jianling East China Research Instiute of Electronic Engineering,HeFei 230031,China

This article introduced in detail reveals based on the TMS34010graph processing board radar terminal raster scan display the software the design, elaborated with emphasis uses modular and the stratification structure design technology. This article has a more exhaustive description about TMS34010graph processing, 82530serial port chip, 34075colored search uses and so on table chip, high speed RAM. And based on the standard computer keyboard, the mouse, the serial communication connection has made the complete system explanation on TMS34010usage.This system application convenient, practical and flexible.

TN957

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.053

丁建林、1965年9月生、男、汉族、山东禹城人、工程师、华东电子工程研究所数字技术部雷达终端显控软件专业，研究方向为计算机图形图像处理。