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基于PROTEUS技術(shù)的ARM7顯示系統(tǒng)PCB設(shè)計與仿真實現(xiàn)
來源:pcb多層線路板 發(fā)布時間:2016-02-18
 隨著科技的發(fā)展,ARM在社會各個方面的應(yīng)用越來越廣。ARM芯片廣泛應(yīng)用于無線產(chǎn)品、PDA、GPS、網(wǎng)絡(luò)、消費電子產(chǎn)品、STB及智能卡。LPC2138是Philips公司生產(chǎn)的基于ARM7TDMI的RISC微處理器,主頻可達(dá)50MHz。液晶顯示是嵌入式系統(tǒng)中反映系統(tǒng)輸入/輸出的人機(jī)交互界面,液晶顯示以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、模塊化,接口電路簡單等諸多優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用。本文在介紹以HD44780為控制器的LM 016L液晶模塊的引腳結(jié)構(gòu)、功能的基礎(chǔ)上,搭建LM016L與Lpc2138芯片的硬件接口電路、用c語言編寫顯示程序,采用Proteus軟件進(jìn)行功能仿真。
  1 液晶模塊結(jié)構(gòu)及功能簡介
  LM016L液晶模塊采用HD44780控制器。HD44780具有簡單而功能較強(qiáng)的指令集,可以實現(xiàn)字符移動、閃爍等功能。HD44780控制器由兩個8位寄存器、指令寄存器(IR)和數(shù)據(jù)寄存器(DR)、忙標(biāo)志(BF)、顯示數(shù)據(jù)RAM(DDRAM)、字符發(fā)生器ROM(CGROM)、字符發(fā)生器RAM(CGRAM)、地址計數(shù)器(AC)構(gòu)成。IR用于寄存指令碼,只能寫入不能讀出;DR用于寄存數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動寫入DDRAM和CGRAM,或者暫存從DDRAM和CGRAM讀出的數(shù)據(jù)。BF為1時,液晶模塊處于內(nèi)部處理模式,不響應(yīng)外部操作指令和接受數(shù)據(jù)。DDRAM用來存儲顯示的字符,能存儲80個字符碼。CGROM由8位字符碼生成5 x 7點陣字符160種和5×10點陣字符32種,8位字符編碼和字符的對應(yīng)關(guān)系。CGRAM是為用戶編寫特殊字符留用的,它的容量僅64字節(jié)??梢宰远x8個5×7點陣字符或者4個5×10點陣字符。AC可以存儲DDRAM和CGRAM地址,如果地址碼隨指令寫入IR,則IR自動把地址碼裝入AC,同時選擇DDRAM或者CGRAM單元。
  2 基于Proteus ISIS 7的液晶模塊仿真
  2.1 接口PCB設(shè)計
  運(yùn)行Proteus ISIS 7進(jìn)入PCB設(shè)計界面,依照在元件庫中選擇需要的元件。lpc2138的P0.0-P0.7端口作為8位數(shù)據(jù)的輸出端,P0.8、P0.9、P0.10作為控制信號的輸出端,連接完成的電路。
  2.2 軟件PCB設(shè)計
  電路圖繪制好之后,就可以編寫LM016L的驅(qū)動程序。LM016L的操作有兩大類:讀操作和寫操作。一般情況下不需要從液晶中讀取數(shù)據(jù),所以對液晶操作主要是寫指令和寫數(shù)據(jù)兩個寫操作,對于忙標(biāo)志(BF),查詢的方法,保證液晶模塊有足夠時間進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)處理。在寫源程序時,需要根據(jù)液晶模塊的時序圖編寫程序。
  根據(jù)電路圖1定義引腳:RS BIT P0.8;RW BIT P0.9;LCD E BIT PO.10。
  本PCB設(shè)計的開發(fā)環(huán)境為keil uvision3,程序大體分為初始化、控制信息與數(shù)據(jù)傳輸3部分。下面就將結(jié)合程序源代碼略加說明:
  用keil軟件編譯后生成HEX文件,在Proteus中打開lpc2138芯片屬性對話框,將生成的HEX文件加載進(jìn)去,再進(jìn)行仿真運(yùn)行就可以看到圖3的結(jié)果,說明PCB設(shè)計成功。
  3 結(jié)束語
  利用Proteus實現(xiàn)了對ARM7+LM016L液晶模塊的仿真,實現(xiàn)了字符串的顯示。Proteus為ARM學(xué)習(xí)提供了很好的軟件平臺,使初學(xué)者可以拋開電路PCB設(shè)計中的一些細(xì)枝末節(jié),快速掌握ARM的核心內(nèi)容。同時該方法不需要硬件資源,也為學(xué)校開設(shè)ARM課程闖出一條最佳途徑。
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