赵媛媛
辽宁锦州渤海大学工学院
基于单片机的LCD显示终端设计
赵媛媛
辽宁锦州渤海大学工学院
随着社会经济的不断发展,从而带动了工业的发展。先进工业中所用到的LCD显示终端已经很难和工业中提出的新需求相互适应。实现我国经济体制改革的不断推进,促进了我国的工业发展。在新的工业环境中,工业生产过程中应用的LCD显示技术已经不能适应新的生产需求。针对本地远程命令目前所选择的方式是汉字和ASCII码,从而有了后期的基于单片机的LCD显示终端的设计。本文主要介绍了基于单片机的LCD显示终端的硬件设计以及软件设计。
单片机 LCD显示 终端设计
在现今的工业领域中要想使得LCD能够和不同的工业环境相互适应,那么就必须要设计出基于单片机LCD的显示终端,所以通常设计基于单片机的LCD显示终端时,需要考虑到几个功能,总结如下:
(1)将控制部分和LCD显示终端结合起来,从而所形成的控制系统是通过单片机实现的,接着就接收以及发送相关的指令,而这个过程需要LCD终端实现。此外可以根据具体的工业发展的需要从而设计出显示文字部分,而且显示是单色的方式。
(2)在基于单片机的LCD显示终端部分中也实现了显示功能,关于这个部分的具体实现需要使得LCD显示终端中有存储外接图形点阵的芯片,提供这个存储芯片的意义重大,技术人员需要引起高度重视。
(3)当设计基于单片机LCD显示终端时,LCD缓冲区也需要引起技术人员的重视,执行程控制指令以及对该指令进行更新都需要运用到LCD缓冲区,当运行LCD终端的时候,由于远程指令存在着不确定性的因素,所以当设置了缓冲区之后可以避免影响进入到预防终端中的信息。
作为一种加强微控制器的实时操作系统,RTX51在MCS51系列单片机的领域中应用十分广泛。在实现时间的任务调度功能中就需要用到RTX51,而且在驱动信号以及驱动事件中也会用到RTX51。关于RTX51的版本一共可以分为RTX51FULL与RTX51Tiny。其中RTX51Tiny是作为RTX51FULL中的子集,特点是个体小且精悍,所需用的RAM空间是任务数量的3倍,如果单片机系统中的存储是无扩展的,那么通常会采用RTX51Tiny。RTX51Tiny运行的方式是按照系统函数实现的。函数供应用程序如表1所示。
表1 函数供应用程序
关于RTX51中任务可以实现协调,选择的机制是同步的方式。任务之间所进行的同步以及通信的实现,需要用到一些基本的事件。当任务调用了os_wait函数触发了等待信号事件,但是此时的Signal没有发生置位,所以会导致这个任务会出现挂起的状态。如果时间片是用完的状态,那么接着事件就会换到下一任务开始运行,所以每一个任务之间的进行是并发的方式的。RTX51任务切换图如图1所示。
图1 RTX51的任务切换图
对基于单片机LCD显示终端的设计进行分析时所采用的实时操作系统是RTX51。RTX51对控制单片机有着重要的作用。同时LCD显示终端的软件设计部分主要包括了对系统进行初始化、远程控制以及调度系统的内核等。LCD显示终端的软件模块框架图如图2所示。
图2 LCD显示终端的软件模块框架图
3.1 LCD显示任务的设计
在运行基于单片机LCD显示终端系统的时候,在0号任务是执行完了以后,继续进行的是系统任务,即LCD的显示任务。该显示任务在LCD的显示终端中充当着重要的角色,所以标注成任务1。当程序进行到1号时,远程控制端就会操作内容以及时间的显示。因此,当任务进行到1号时,就会有很大的不确定性因素存在。通过单独设置这个1号任务的时候,就能够及时执行以及及时解释。将1号任务定义成 TASK_DISPLAY 1。
3.2 蜂鸣报警功能的设计
蜂鸣报警是设计LCD显示终端系统中的一个默认存在的功能。在设计LCD显示终端系统时候,可以设置单个的任务,对其中正常任务所就具有的操作模式按照一定的顺序进行,从而不管在在什么时候都能够调用该任务,最终达到蜂鸣报警的目的。如果站在宏义的角度来进行分析的话,可以将蜂鸣报警功能中的任务定义成:#define TASK_ID_INIT 2。
根据具体的系统需求从而进行系统的硬件设计。系统硬件结构图如图3所示。
图3 系统硬件结构
4.1 LCD字库和缓冲区的设计
在AT89C52单片机系统中,系统中的字库所具有的存储芯片的存储容量是256kB,系统的存储方式选择的是点阵汉字库。然而,现实中很多的LCD显示终端在进行设计的时候,芯片的存储容量是大于单片机直接寻址的区域的。如果要正常访问LCD终端系统里的所有字库,不得不扩展芯片地质线。详细的实现原理是转换地址,将单片机中I/O端口的低4位转换为4-16位的地址。
4.2 通信电路和复位部分的控制
通信电路的设计部分需要实现的就是对远程控制端进行通信,并且发送系统中工作状态,以及对远程控制的指令进行接收。然而,单片机无法与计算机实现直接的连接,因此需要实现设备转换过程。转换过程的实现需要应用到芯片RS-485,同时转换电平。在设置蜂鸣器时,根据情况的不同实现蜂鸣。设计复位部分应用场合是当系统遇到了故障或者出现了死机,此时进行复位控制能够起到很大作用。基于单片机的LCD显示终端系统中硬件部分分为:微控制器、译码电路、字库等。
(1)微控制。微控制器中的的存储器选择的是8KByteFlash,RAM的空间是256Byte。微控制器中的工作频率是18.432MHz。
(2)译码电路。译码电路中需要用到的器件主要包括了GAL16V8D,地址译码电路的编程语言选择的是abel。
(3)字库。字库的实现中选择的芯片是27C020OTP,27C020OTP芯片中存储的容量空间是256KByte,该芯片能够将12×12点阵汉字库保存起来。
设计基于单片机LCD显示终端,需要用到的机制是引入多任务,这样所实现的LCD显示终端中还能够进行其他的多种功能,当所设计的LCD终端满足了以上的这些功能要求之外,就能在系统的开发过程中起到很好的作用。
设计基于单机LCD显示终端系统在工业生产中有着很大的意义,通过基于单机LCD显示终端系统能够控制远程通信而且还能编译指令,对工业生产中的运行状态进行管理,进一步地执行任务。基于单机LCD显示终端系统迎合了工业生产的需求,有着重要的理论意义与实践意义。
[1]陈享成, 耿长青. 基于单片机的LCD显示终端设计[J].电力自动化设备, 2007, 27(9):110-112
[2]王成飞, 董明明, 樊钊. 基于单片机的LCD显示终端设计技术研究[J]. 电子测试, 2016(16)
[3]杨树德, 高曼曼, 潘天文. 基于ARM的LCD终端显示系统驱动设计[J]. 液晶与显示, 2011
[4]魏坤, 武富春, 刘博. 某战车显示终端LCD控制器设计[J].火力与指挥控制, 2009(s1):82-84