課程設計--基于tms320f2812的人機接口設計

1、<p>　　基于TMS320F2812的人機接口設計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本課題主要介紹了基于TMS320F2812芯片的鍵盤輸入和LCD顯示輸出的軟硬件實現(xiàn)方案，對TMS320F2812硬件資源和相應外設進行了詳細的介紹。同時以實際事例分析了DSP與液晶、鍵盤的接口技術，以及軟件的編程方法。程序采用C語言進行設計，

2、充分顯示了TMS320F2812對于外設的強大控制能力。</p><p>　　關鍵字：DSP；接口；LCD顯示；鍵盤</p><p>　　Human-Machine Interface Design Based on TMS320F2812</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The

3、 hardware based on TMS320F2812 and software system about the keyboard input and LCD display was introduced in this paper, the hardware resourses and corresponding perpherals were introduced detailedly. Simultaneously, th

4、e interface technology of DSP was introduced, such as: liquid crystal display technology, keyboard input technology. The software was designed by C language, fully demonstrated the powerful controllability of TMS320F2812

5、.</p><p>　　Keywords: DSP; Interface; LCD Display; Keyboard</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.緒論1</b></p><p><b>　　1.1引言1</b></p&g

6、t;<p>　　1.2液晶顯示及其控制驅(qū)動與接口概述2</p><p>　　1.3人機接口的發(fā)展前景4</p><p><b>　　2.系統(tǒng)概述6</b></p><p>　　2.1TMS320F281x處理器功能概述6</p><p>　　2.2SEED-DPS2812M簡介7</p>

7、;<p>　　2.3LCD液晶顯示接口資源詳細介紹7</p><p>　　2.3.1點陣液晶顯示接口信號8</p><p>　　2.3.2T6963C的特點及資源9</p><p>　　3.系統(tǒng)功能框圖18</p><p>　　3.1SEED-DPS2812M開發(fā)模板系統(tǒng)功能框圖18</p><p&

8、gt;　　3.2顯示系統(tǒng)的組成19</p><p>　　4.鍵盤輸入與顯示輸出的軟件實現(xiàn)20</p><p>　　4.1CCS編程環(huán)境介紹20</p><p>　　4.1.1 CCS介紹20</p><p>　　4.1.2 CCS軟件設置21</p><p>　　4.1.3 CCS軟件設置錯誤排查21<

9、;/p><p>　　4.1.4 CCS組件23</p><p>　　4.1.5硬件仿真和實時數(shù)據(jù)交換23</p><p>　　4.2鍵盤輸入的軟件實現(xiàn)24</p><p>　　4.3液晶顯示的軟件實現(xiàn)26</p><p><b>　　5.結論29</b></p><p&g

10、t;　　5.1鍵盤輸入測試30</p><p>　　5.1.1鍵盤輸入主流程圖30</p><p>　　5.1.2鍵盤掃描流程圖31</p><p>　　5.1.3程序運行結果31</p><p>　　5.2液晶顯示輸出測試33</p><p>　　5.2.1液晶顯示主流程圖33</p>&l

11、t;p>　　5.2.2漢字顯示程序流程圖34</p><p>　　5.2.3液晶顯示程序結果35</p><p><b>　　6.總結37</b></p><p><b>　　7.致謝38</b></p><p>　　8.主要參考文獻39</p><p>&l

12、t;b>　　9.附錄40</b></p><p>　　10.外文資料翻譯60</p><p><b>　　1.緒論</b></p><p><b>　　1.1引言</b></p><p>　　傳統(tǒng)的信號處理或控制系統(tǒng)采用模擬技術進行設計和分析，處理設備和控制器采用模擬器件實現(xiàn)。

13、自20世紀60年代以來，數(shù)字信號處理器（Digital Signal Processing, DSP）日漸成為一項成熟的技術，并在多項應用領域逐漸替代了傳統(tǒng)模擬信號處理系統(tǒng)。隨著信息化技術的發(fā)展和數(shù)字化產(chǎn)品的普及，從消費電器到工業(yè)設備，從民用產(chǎn)品到軍用器材，嵌入式系統(tǒng)被應用到網(wǎng)絡、手持通信設備、國防軍事、消費電子和自動化控制等各個領域，作為數(shù)字信號處理領域的嵌入式處理器得到了廣泛應用，與模擬信號處理系統(tǒng)相比，數(shù)字信號處理技術及設備具有靈

14、活、精確、抗干擾能力強、設備尺寸小、速度快、性能穩(wěn)定和易于升級等優(yōu)點，所以目前大多設備采用數(shù)字技術設計實現(xiàn)，這已成為當前的發(fā)展趨勢。大多數(shù)數(shù)字信號處理系統(tǒng)離不開人機交互,系統(tǒng)在運行時需要操作者的干預(對系統(tǒng)進行輸入)以及系統(tǒng)對干預作出響應(系統(tǒng)輸出)。</p><p>　　數(shù)字信號處理的實現(xiàn)是以數(shù)字信號處理理論和電子計算機技術為基礎的，利用計算機或?qū)Ｓ玫奶幚碓O備，以數(shù)值計算的方式對信號進行采集、變換、綜合、估計與

15、識別等加工處理，從而達到提取信息和便于應用的目的。</p><p>　　在實際應用中，所有的信號都是模擬信號，為實現(xiàn)數(shù)字信號處理，用戶必須將模擬信號轉換成數(shù)字信號。模擬信號是連續(xù)的變量，它包括聲音強度、壓力、光強度等。如果需要使用計算機或其他的處理器實現(xiàn)對語音信號的數(shù)字處理，必須對其進行數(shù)字化。因為DSP具有快速計算的特點，所以具有廣泛的應用潛力。在電視會議系統(tǒng)里，大量應用DSP器件，視聽機器也都應用DSP。隨著

16、科學技術的發(fā)展，將會出現(xiàn)許許多多的DSP新利用領域。</p><p>　　1.2液晶顯示及其控制驅(qū)動與接口概述</p><p>　　液晶顯示LCD(Liquid Crystal Display)，是利用液晶材料在電場作用下發(fā)生位置變化而遮蔽/通透光線的性能制作成的一種重要平板顯示器件。通常使用的LCD器件有TN型(Twist Nematic，扭曲向列型液晶)、STN型(Super TN，超

17、扭曲向列型液晶)和TFT型(Thin Film Transistor，薄膜晶體管型液晶)。TN、STN、TFT型液晶，性能依次增強，制作成本也隨之增加。TN和STN型常用作單色LCD。STN型可以設計成單色多級灰度LCD和偽彩色LCD，TFT型常用作真彩色LCD。TN和STN型LCD，不能做成大面積LCD，其顏色數(shù)在218種以下。218種顏色以下的稱為偽色彩，218種及其以上顏色的稱為真彩色。TFT型可以實現(xiàn)大面積LCD真彩顯示，其像素

18、點可以做成0.3mm 左右。TFT-LCD技術日趨成熟，長期困擾的難題己獲解決：視角達170°，亮度達500cd/m2(500尼特)，顯示器尺寸達101.6cm(40in)，變化速度達60幀/s。</p><p>　　進行LCD設計主要是LCD的控制/驅(qū)動和與外界的接口設計?？刂浦饕峭ㄟ^接口與外界通信、管理內(nèi)/外顯示RAM，控制驅(qū)動器，分配顯示數(shù)據(jù)；驅(qū)動主要是根據(jù)控制器要求，驅(qū)動LCD進行顯示。控制器

19、還常含有內(nèi)部ASCII 字符庫，或可外擴的大容量漢字庫。小規(guī)模LCD設計，常選用一體化控制/驅(qū)動器；中大規(guī)模的LCD設計，常選用若干個控制器、驅(qū)動器，并外擴適當?shù)娘@示 RAM、自制字符RAM或ROM字庫?？刂婆c驅(qū)動器大多采用低壓微功耗器件。與外界的接口主要用于LCD控制，通常是可連接單片機MCU的8/16位PPI并口或若干控制線的SPI串口。顯示RAM 除部分Samsung器件需用自刷新動態(tài)SD- RAM外，大多公司器件都用靜態(tài)SRAM

20、。嵌入式人機界面中常用的LCD類型及其典型控制/驅(qū)動器件與接口如下：</p><p>　　段式LCD，如HT1621(控/驅(qū))、128點顯示、4線SPI接口；</p><p>　　字符型LCD，如HD44780U(控/驅(qū))、2行×8字符顯示、4/8位PPI接口；</p><p>　　單色點陣LCD，如SED1520(控/驅(qū))、61段×16行點陣顯

21、示、8位PPI接口，又如T6963C(控)+T6A39(列驅(qū))+T6A40(行驅(qū))、640×64點雙屏顯示、8位PPI接口；</p><p>　　灰度點陣LCD，如 HD66421(控/驅(qū))、160×100點單色4級灰度顯示、8位PPI接口；</p><p>　　偽彩點陣LCD，如SSD1780(控/驅(qū))、104RGB×80點顯示、8位PPI或3/4線SPI接

22、口；</p><p>　　真彩點陣LCD，如HD66772(控/源驅(qū))+HD66774(柵驅(qū))、176RGB×240點顯示、8/9/16/18位PPI接口、6/16/18動畫接口、同步串行接口；</p><p>　　視頻變換LCD，如 HD66840(CRT-RGB→CD-RGB)、720×512點顯示、單色/8級灰度/8級彩色、4位PPI接口。</p>

23、<p>　　控制驅(qū)動器件的供電電路、驅(qū)動的偏壓電路、背光電路、振蕩電路等構成 LCD控制驅(qū)動的基本電路。它是LCD顯示的基礎。</p><p>　　LCD與其控制驅(qū)動、接口、基本電路一起構成LCM(Liquid Crystal　Module，LCD模塊)。常規(guī)嵌入式系統(tǒng)設計，多使用現(xiàn)成的LCM做人機界面；現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)設計，常把LCD及其控制驅(qū)動器件、基本電路直接做入系統(tǒng)。整體考慮，既結構緊湊，又降低成

24、本，并且有利于減少功耗、實現(xiàn)產(chǎn)品小型化。</p><p>　　控制LCD顯示，常采用單片機MCU，通過LCD部分的PPI或SPI接口，按照LCD控制器的若干條的協(xié)議指令執(zhí)行。MCU的LCD程序一般包括初始化程序、管理程序和數(shù)據(jù)傳輸程序。大多數(shù)LCD控制驅(qū)動器廠商都隨器件提供有匯編或C語言的例程資料，十分方便程序編制。</p><p>　　1.3人機接口的發(fā)展前景</p>&l

25、t;p>　　隨著數(shù)字化進程的加速，更多的數(shù)字消費類產(chǎn)品中都采用了DSP。</p><p>　　在激光影音產(chǎn)品中涉及到音、視頻的編碼和多制式的解碼技術領域的，大量采用DSP技術?；贒SP的數(shù)字相機，MPEG4類數(shù)字播放器新產(chǎn)品，將掀起新的消費高潮。即便是在傳統(tǒng)白色家電中，DSP應用也在深入進行，如數(shù)字變頻應用已由空調(diào)延伸到冰箱和洗衣機。</p><p>　　通信仍然是DSP最大的應用

26、市場。在無線通信應用中，手機終端無疑都有DSP核心，而2.5G和3G終端的發(fā)展將仰賴DSP平臺，其中包括智能手機。同時，無線基礎設施亦離不開高性能DSP，新一帶無線交換機和基站將會因采用更低功耗的DSP而縮小空間易于裝備。在寬帶網(wǎng)絡應用上，從局端到接入端設備，DSP無處不在。 </p><p>　　雖然在計算機中CPU仍是主角，但在一些嵌入式應用中DSP已經(jīng)在發(fā)揮作用，比如作為影像加速器、實時媒體編解碼器、嵌入式

27、調(diào)制解調(diào)器等。在某些場合的應用中，集成有RISC處理器的DSP平臺已經(jīng)可以勝任主處理器的工作，體現(xiàn)出通信與計算機應用的融合。</p><p>　　DSP推動了嵌入式指紋識別的應用，并已取得了長足進展。DSP平臺的持續(xù)創(chuàng)新及所表現(xiàn)出的高性能和低功耗特色，是這一技術應用于市場歷經(jīng)十多年而發(fā)展不衰的源泉。</p><p>　　DSP在數(shù)字控制中的應用也有很大發(fā)展。在工業(yè)變頻器中，DSP所占比例在

28、逐年增加。更多的DSP微控制項目不但會圍繞工業(yè)應用，而且將拓展到健身器材，醫(yī)療器械，電子識別等新的市場。</p><p>　　展望未來，DSP技術將在公共場所和企事業(yè)應用中、嵌入式應用、日常生活領域中占有更廣闊的發(fā)展空間。不難想象，隨著DSP技術的高速發(fā)展，諸如網(wǎng)絡相機，全數(shù)字化家電，便攜式數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品將可以進入家庭。語音識別、人臉識別、虹膜識別，車載移動電話設備等新興DSP嵌入技術將更快、更好的用于工業(yè)領域。D

29、SP技術將會進入到一個更為迅速發(fā)展的新時代。</p><p>　　在人機設備控制中，目前最常用的就是TI公司的TMS320F281x，得益于其強大的功能與適中的價格，281x成為在工業(yè)控制中的首選DSP，比如在電力公司的項目中，281x就占據(jù)了主導地位。除此之外，就像上面所述的那樣，在各種數(shù)碼產(chǎn)品中甚至也會出現(xiàn)DSP的影子，目前已知了在一些品牌的mp3播放器中就以經(jīng)理用到了DSP的相關技術?；诖?，人機交互就變得

30、更加重要，人機界面逐漸體現(xiàn)出它必要的一方面，從某種意義上講，甚至能夠左右人們對設備的操作習慣，因此一個好的人機接口設計，對任何設備、產(chǎn)品來說都是不無裨益的。相信在未來的嵌入式領域、控制領域中，DSP和人機接口技術所占的地位與比重將會越來越大。</p><p><b>　　2.系統(tǒng)概述</b></p><p>　　2.1TMS320F281x處理器功能概述</p&

31、gt;<p>　　TMS320F281x系列DSP（數(shù)字信號處理器）是TI公司最新推出的數(shù)字信號處理器，該系列處理器是基于TMS320C2xx內(nèi)核的頂點數(shù)字信號處理器，是目前控制領域最先進的處理器之一。其頻率高達150MHz，大大提高了控制系統(tǒng)的控制精度和芯片處理能力。與F24x系列數(shù)字信號處理器相比，F(xiàn)281x系列數(shù)字信號處理器提高了運算的精度（32位）和系統(tǒng)的處理能力（達到150MIPS）。該系列數(shù)字信號處理器還集成了

32、128KB的Flash存儲器，4KB的引導ROM，數(shù)學運算表以及2KB的OTP ROM，從而大大改善了引用的靈活性。整合平臺的高性能DSP內(nèi)核、Flash存儲器、高精確度模擬外設、數(shù)字控制及通信外設等，為用戶提供了高性能控制的解決方案。</p><p>　　TMS320F2812芯片基于C/C++高效32位TMS320C28x DSP內(nèi)核，并提供浮點數(shù)學函數(shù)庫，從而可以在定點處理器上方便地實現(xiàn)浮點運算。在高精度伺

33、服控制、可變頻電源、UPS電源等領域廣泛應用，同時是電機等數(shù)字化控制產(chǎn)品升級的最佳選擇。</p><p>　　TMS320F2812 DSP集成的128KB的閃存，可用于開發(fā)及對現(xiàn)場軟件進行升級時的簡單再編程。優(yōu)化過的事件管理器包括脈沖寬度調(diào)制（PWM）產(chǎn)生器、可編程通用計時器，以及捕捉譯碼器接口等；該器件還包括12位模數(shù)轉換器（ADC），吞吐量每秒可達16.7MB的采樣，其雙采樣裝置可實現(xiàn)控制環(huán)路的同步采樣。片

34、上標準通信端口可為主機、測試設備、顯示器及其他組件提供簡便的通信端口，為電機及其他運動控制領域應用的實現(xiàn)提供了良好的平臺。此外代碼和指令與F24x系列數(shù)字信號處理器完全兼容，從而保證了項目或產(chǎn)品設計的可延續(xù)性，簡化了產(chǎn)品升級工作。</p><p>　　2.2SEED-DPS2812M簡介</p><p>　　SEED-DPS2812M是在SEED-DPS2812基礎上，根據(jù)用戶的要求，專為

35、電力監(jiān)控而設計、開發(fā)的高性能低成本DSP電力應用系統(tǒng)解決方案，并照顧發(fā)展的需要，在保證各種應用性的基礎上，還兼具良好的擴展性。其上包括：高性能的32位定點DSP：TMS320F2812，128K×16-位高速Flash（具有加密功能，更好地保護開發(fā)者的知識產(chǎn)權），18K×16位0等待SRAM，2路異步串口，1路CAN總線，及多達56個通用I/O引腳。外擴有：存儲器：最大 512K×16-位的高速 SRAM；

36、參數(shù)存儲：帶56字節(jié)NvRAM 的實時時鐘、SPI 接口的 EEPROM（最大 128K×8-位）；輸入/輸出：12-路±10V/±5V（可選）模擬輸入、4-路±10V/±5V（可選）模擬輸出、48 路 I/O及功能擴展口線、128×64LCD 接口、4×4 鍵盤、8位數(shù)據(jù)及 3位地址總線擴展；接口通信接口：10M以太網(wǎng)接口、保留的I/O口線可使用戶方便的實現(xiàn)RS48

37、5/RS232/CAN/SPI等多種形式的通訊；SEED-DPS2812M結構緊湊，布局合理，外部接口信號根據(jù)信號特點合理劃分，提高了模板</p><p>　　在 SEED-DPS2812M中主要集成了DSP、SRAM、片外D/A、片外A/D、UART、串行EEPROM、RTC實時時鐘、工業(yè)以太網(wǎng)等外設。這樣使其能夠應用在電力系統(tǒng)繼電保護和電力測量方面。</p><p>　　2.3LCD液

38、晶顯示接口資源詳細介紹</p><p>　　在SEED-DPS2812模板上提供一個點陣液晶顯示接口，用于與帶T6963C控制器的240×128點陣的LCD接口，以顯示圖形和字符等信息。</p><p>　　2.3.1點陣液晶顯示接口信號</p><p>　　點陣液晶顯示接口包含下列信號：</p><p>　　DB[7:0]數(shù)據(jù)

39、總線，8位。</p><p>　　CE：片選信號。</p><p>　　C/D：命令/數(shù)據(jù)選擇信號。</p><p><b>　　RD：讀信號。</b></p><p><b>　　WE：寫信號。</b></p><p>　　RESET：復位信號。</

40、p><p>　　A：背光，發(fā)光二極管陽極。接+5V</p><p>　　K：背光，發(fā)光二極管陰極。</p><p>　　FS：字符顯示方式選擇：1：6×8點陣模式，0：8×8點陣模式。接地</p><p>　　Vee：LCD偏置電壓</p><p>　　Vcc：電源，+5V<

41、;/p><p><b>　　GND：地</b></p><p>　　LCD背光采用發(fā)光二極管，A為陽極，K為陰極，SEED-DPS2812中，A直接接+5V電源K則由XF控制達林頓三極管來實現(xiàn)對地的通/斷，從而達到控制LCD背光燈的亮滅。</p><p>　　對于點陣LCD液晶顯示接口來說，對其的讀/寫訪問通過1個8位的命令口和1個8位的數(shù)據(jù)口

42、進行。在SEED-DPS2812中，將LCD液晶顯示接口分配在’F2812的ZONE0空間中，占用2個地址單元：0x00,2A00，LCD液晶顯示接口的數(shù)據(jù)口：0x00,2A01，LCD液晶顯示接口的命令口。</p><p>　　2.3.2T6963C的特點及資源</p><p>　　2.3.2.1T6963C的特點：</p><p>　　T6963C是點陣式液晶圖

43、形顯示控制器；</p><p>　　T6963C的字符字體由硬件設置，在SEED-DPS2812中固定使用8×8字體；</p><p>　　T6963C的占空比可從1/16到1/128；</p><p>　　T6963C可以圖形方式、文本方式及圖形和文本合成方式進行顯示，以及文本方式下的特征顯示，還可以實現(xiàn)圖形拷貝操作等等；</p><

44、p>　　T6963C具有內(nèi)部字符發(fā)生器CGROM，共有128個字符T6963C可管理64K顯示緩沖區(qū)及字符發(fā)生器CGROM。</p><p>　　2.3.2.2T6963C的指令集</p><p>　　T6963C 的指令可帶1個、2個參數(shù)或無參數(shù)。每條指令的執(zhí)行都是先送入?yún)?shù)，再送入指令代碼。每次操作之前最好先進行狀態(tài)字檢測。</p><p>　　T6963

45、C狀態(tài)字如下所示：</p><p>　　STA0:指令讀寫狀態(tài)</p><p><b>　　準備好</b></p><p><b>　　0忙</b></p><p>　　STA1:數(shù)據(jù)讀寫狀態(tài)</p><p><b>　　1準備好</b

46、></p><p><b>　　0忙</b></p><p>　　STA2:數(shù)據(jù)自動讀狀態(tài)</p><p><b>　　1準備好</b></p><p><b>　　0忙</b></p><p>　　STA3:數(shù)據(jù)自動

47、寫狀態(tài)</p><p><b>　　1準備好</b></p><p><b>　　0忙</b></p><p>　　STA4:未用</p><p>　　STA5:控制器運行檢測可能性</p><p><b>　　1可能</b>

48、;</p><p><b>　　0不能</b></p><p>　　STA6:讀屏/拷貝出錯狀態(tài)</p><p><b>　　1出錯</b></p><p><b>　　0正確</b></p><p>　　STA7:閃爍狀態(tài)

49、檢測</p><p><b>　　1正常顯示</b></p><p><b>　　0關顯示</b></p><p>　　由于狀態(tài)位的作用不一樣，因此執(zhí)行不同指令必須檢測不同狀態(tài)位。在 DSP一次讀、寫指令和數(shù)據(jù)時，STA0和STA1要同時有效，即處于“準備好”狀態(tài)。</p><p>　　

50、當DSP讀、寫數(shù)組時，判斷STA2或STA3狀態(tài)。</p><p>　　屏讀、屏拷貝指令使用STA6。</p><p>　　STA5和STA7反映T6963C內(nèi)部運行狀態(tài)。</p><p>　　2.3.2.2.1指針設置指令</p><p>　　指針設置指令格式如下：</p><p>　　D1、D2為第一和第二個參數(shù)，

51、后一個字節(jié)為指令代碼，根據(jù) N0，N1，N2的取值，該指令有三種含義（N0，N1，N2不能有兩個同時為1）</p><p><b>　　光標指針設置</b></p><p>　　D1表示光標在實際液晶屏上離左上角的橫向距離（字符數(shù)），D2表示縱向距離（字符行）。</p><p>　　CGRAM偏執(zhí)地址寄存器設置</p><p

52、>　　設置了CGRAM在顯示64K RAM內(nèi)的高5位地址。</p><p><b>　　地址指針設置</b></p><p>　　設置將要進行操作的顯示緩沖區(qū)（RAM）的一個單元地址，D1、D2為該單元地址的低位和高位地址。</p><p>　　2.3.2.2.2顯示區(qū)域設定指令</p><p>　　顯示區(qū)域設定指

53、令格式如下：</p><p>　　根據(jù)N1，N0的不同取值，該指令有四種指令功能形式：</p><p>　　文本區(qū)和圖形區(qū)首地址對應顯示屏上左上角字符位或字節(jié)位，修改該地址可以產(chǎn)生卷動效果。D1，D2分別為該地址的低位和高位字節(jié)。</p><p>　　文本區(qū)寬度（字節(jié)數(shù)／行）設置和圖形區(qū)寬度（字節(jié)數(shù)／行）設置用于調(diào)整一行顯示所占顯示RAM的字節(jié)數(shù)，從而確定顯示屏與顯

54、示RAM單元的對應關系。</p><p>　　T6963C硬件設置的顯示窗口寬度是指T6963C掃描驅(qū)動的有效列數(shù)。需說明的是當硬件設置6×8字體時，圖形顯示區(qū)單元的低6位有效，對應顯示屏上6×1顯示位。</p><p>　　2.3.2.2.3顯示方式設置指令</p><p>　　顯示方式設置指令格式如下：</p><p>

55、;　　N3字符發(fā)生器選擇位</p><p>　　1選擇CGRAM，字符代碼為00H～FFH。</p><p>　　0選擇CGROM，由于CGROM字符代碼為00H～7FH。因此選用80H～FFH字符代碼時，將自動選擇CGRAM。</p><p>　　N[2:0]:合成顯示方式控制位，其組合功能如下表：</p><p>　　00

56、0邏輯“或”合成</p><p>　　001邏輯“異或”合成</p><p>　　011邏輯“與”合成</p><p><b>　　100文本特征</b></p><p>　　當設置文本方式和圖形方式均打開時，上述合成顯示方式設置才有效。其中的文本特征方式是指將圖形區(qū)改為文本特征區(qū)。該區(qū)大小與文本區(qū)相同。

57、每個字節(jié)作為對應文本區(qū)的每個字符顯示的特征，包括字符顯示與不顯示，字符閃爍及字符的“反白”顯示。通過這種方式，T6963C可以控制每個字符的文本特征。文本特征區(qū)內(nèi)，字符的文本特征碼由一個字節(jié)的低4位組成，即：</p><p>　　D3：字符閃爍控制位</p><p><b>　　1閃爍</b></p><p><b>　　

58、0不閃爍</b></p><p>　　D[2:0]：顯示效果選擇</p><p>　　000正常顯示</p><p>　　101反白顯示</p><p>　　011禁止顯示，空白</p><p>　　啟用文本特征方式時可在原有圖形區(qū)和文本區(qū)外用圖形區(qū)域設置指令另開一區(qū)作為文本特征

59、區(qū)，以保持原圖形區(qū)的數(shù)據(jù)。顯示緩沖區(qū)可劃分如下：</p><p><b>　　單屏結構：</b></p><p>　　2.3.2.2.4顯示開關指令</p><p>　　顯示開關指令格式如下：</p><p>　　N3：圖形顯示控制</p><p><b>　　1圖形顯示啟用&l

60、t;/b></p><p><b>　　0圖形顯示禁止</b></p><p>　　N2：文本顯示控制</p><p><b>　　1文本顯示啟用</b></p><p><b>　　0文本顯示禁止</b></p><p><

61、b>　　N1：光標控制</b></p><p><b>　　1光標顯示啟用</b></p><p><b>　　0光標顯示禁止</b></p><p><b>　　N0：光標閃爍控制</b></p><p><b>　　1光標閃爍啟用

62、</b></p><p><b>　　0光標閃爍禁止</b></p><p>　　2.3.2.2.5光標形狀選擇指令</p><p>　　光標形狀選擇指令格式如下：</p><p>　　光標形狀為8點（列）×N行，N的值為0～7。</p><p>　　2.3.2.2.6數(shù)

63、據(jù)自動讀/寫方式設置指令</p><p>　　數(shù)據(jù)自動讀／寫方式設置指令格式如下：</p><p>　　該指令執(zhí)行后，MPU可以連續(xù)的讀／寫顯示緩沖RAM的數(shù)據(jù)，每讀／寫一次，地址指針自動增1。自動讀／寫結束時，后須寫入自動結束命令以使 T6963C退出自動讀／寫狀態(tài)，開始接受其它指令。</p><p>　　N1、N0組合功能如下：</p><p

64、>　　2.3.2.2.7數(shù)據(jù)單次讀/寫方式指令</p><p>　　數(shù)據(jù)單次讀/寫格式如下：</p><p>　　D1為需要寫的數(shù)據(jù)，讀時無此數(shù)據(jù)。</p><p>　　2.3.2.2.8屏讀指令</p><p><b>　　屏讀指令格式如下：</b></p><p>　　該指令將屏上地址指

65、針處文本與圖形合成后顯示的一字節(jié)內(nèi)容數(shù)據(jù)送到 T6963C的數(shù)據(jù)幀內(nèi)，等待MPU讀出。地址指針應為圖形區(qū)內(nèi)設置。</p><p>　　2.3.2.2.9屏拷貝指令</p><p>　　屏拷貝指令格式如下：</p><p>　　該指令將屏上當前地址指針（圖形區(qū)內(nèi)）處開始的一行合成顯示內(nèi)容拷貝到相對應的圖形顯示區(qū)的一組單元內(nèi)，該指令不能用于文本特征方式下或雙屏結構液晶顯

66、示器的應用上。</p><p>　　2.3.2.2.10位操作指令</p><p>　　位操作指令格式如下：</p><p>　　該指令可將顯示緩沖區(qū)某單元的某一位清零或置 1，該單元地址當前地址指針提供。</p><p>　　N3=1置1，N3=0清零。</p><p>　　N2～N0：操作位，對應該單元的D0～D7

67、位。</p><p><b>　　3.系統(tǒng)功能框圖</b></p><p>　　3.1SEED-DPS2812M開發(fā)模板系統(tǒng)功能框圖</p><p>　　圖3.1 DPS2812M系統(tǒng)框圖</p><p>　　SEED-DPS2812M系統(tǒng)主要包含兩部分，如圖3.1所示，分別為SEED-DPS2812M的硬件系統(tǒng)與相應的

68、測試軟件。</p><p>　　相應的測試軟件包括以下幾個部分：</p><p>　　DSP 對片外 SRAM 的操作示例；</p><p>　　外部 D/A 的操作示例；</p><p>　　外部 A/D 的操作示例；</p><p>　　DSP 片內(nèi)外設 SCI 的操作示例；</p><p>

69、;　　DSP 片內(nèi)外設 CAN 的操作示例；</p><p>　　EEPROM 的操作示例；</p><p>　　RTC 的操作示例；</p><p><b>　　以太網(wǎng)的操作示例；</b></p><p>　　DIDO 的操作示例；</p><p>　　LCD 的操作示例；</p>

70、<p><b>　　鍵盤的操作示例；</b></p><p>　　FLASH 的操作示例；</p><p>　　3.2顯示系統(tǒng)的組成</p><p>　　顯示系統(tǒng)由DSP控制器、LCD控制器和LCD顯示屏組成，如下圖所示：</p><p>　　圖3.2 顯示系統(tǒng)組成</p><p>　

71、　4.鍵盤輸入與顯示輸出的軟件實現(xiàn)</p><p>　　4.1CCS編程環(huán)境介紹</p><p>　　4.1.1CCS介紹</p><p>　　可編程DSP芯片的開發(fā)需要一整套完整的軟、硬件開發(fā)工具。通常，DSP芯片的開發(fā)工具可以外為代碼生成具和代碼調(diào)試工具兩大類。</p><p>　　代碼生成工具的作用是將用C語言、代數(shù)語言、匯編語言或兩者

72、的混合語言編寫的DSP程序編譯、匯編并鏈接成為可執(zhí)行的DSP程序，代碼生成工具主要包括：C編譯器、匯編器和鏈接器等。此外，還有一些輔助廠具程序，如文件格式轉換程序、庫生成和文檔管理程序等。</p><p>　　1999年，TI推出了Code Composer Studio，即CCS集成開發(fā)環(huán)境.CCS的出現(xiàn)是DSP開發(fā)軟件的一次革命性的變化。CCS集成的源代碼編輯環(huán)境，使程序的調(diào)試與修改更為方便；CCS集成的代碼

73、生成工具，使開發(fā)設計人員不必在DOS窗口鍵入大量的命令及參數(shù)；CCS集成的調(diào)試工具，使程序調(diào)試一目了然，大量的觀察窗口使程序調(diào)試與修改得心應手。</p><p>　　更為重要的是，CCS加速和增強了實時、嵌入信號處理的開發(fā)過程，提供了配置、構造、調(diào)試、跟蹤和分析程序的工具，在基本代碼產(chǎn)個工具的基礎上增加了調(diào)試和實時分析的功能。開發(fā)設計人員可在不中斷程序運行的情況下查看算法的對錯，實現(xiàn)對硬件的實時跟蹤調(diào)試，從而大大

74、縮短了程序的開發(fā)時間。</p><p>　　圖4.1 CCS軟件調(diào)試流程</p><p>　　4.1.2CCS軟件設置</p><p>　　在安裝CCS軟件之后運行CCS軟件之前。需首先運行CCS設置程序。CCS設置程序用于建立CCS集成開發(fā)環(huán)境與目標板或Simulator之間的通信接口。CCS軟件集成了TI公司的Simulator和Emulator的驅(qū)動程序，用戶

75、可以直接使用TI的仿真器進行開發(fā)調(diào)試。如果用戶使用的不是TI的仿真器，則要安裝相應仿真器的驅(qū)動程序。CCS是一個開放的環(huán)境，通過設置不同的驅(qū)動完成對不同環(huán)境的支持。</p><p>　　4.1.3CCS軟件設置錯誤排查</p><p>　　當CCS設置程序設置不正確時，CCS將不能正常運行。以下是兩種可能出現(xiàn)的錯誤提示：</p><p>　　1 .You are a

76、ttempting to start Code Composer with no boards. Please enter the setup program and select appropriate hardware.</p><p>　　運行Code Composer Stepu程序，System Configuration欄中將發(fā)現(xiàn)My System下提示“System Needs a Board”，這

77、是因為在系統(tǒng)配置中需要一個以上的目標板和處理器。如果有硬件仿真器，則將仿真器安裝到系統(tǒng)中。這樣，就可以使用CCS的軟件仿真功能了。</p><p>　　2 .Can not initialize Target DSP. Target initialization failed.Check target power and JTAG connection. I/O point=<address><

78、/p><p>　　出現(xiàn)這種情況可能有以下一些原因：</p><p>　?。?）目標DSP的I/O設置有誤</p><p>　　目標DSP被設置到一個無效的I/O地址，應確保目標板上的DIP跳線設置與CCS設置程序設置的I/O地址一致。</p><p>　　目標板上的I/O地址有沖突，確保計算機中沒有其他硬件占用此I/O端口。使用Windows控制

79、而板可以查看是否存在此類沖突。</p><p>　?。?）CCS設置程序設置有誤</p><p>　　CCS設置程序中設置的驅(qū)動程序不正確，應確保CCS設置程序中選擇的驅(qū)動程序就是所使用仿真器的驅(qū)動程序。</p><p>　　多處理器配置不正確，請查看設置程序的在線幫助。</p><p>　　CCS設置程序與CCS執(zhí)行程序不在同—個目錄下 應

80、確保二者位于同—日錄下。</p><p>　?。?）目標DSP設置有誤</p><p>　　應確保DSP芯片不處于“Hold”或“Reset”狀態(tài)并被正確加電。</p><p>　　目標處理器應處于“Ready”狀態(tài)以執(zhí)行調(diào)試程序。如果在“Ready”狀態(tài)出現(xiàn)硬件故障，可嘗試讓處理器處于微計算機模式并重新運行調(diào)試程序。在微計算機模式下，所有的存儲器存取均在片內(nèi)進行且

81、“Ready”信號線不起作用。</p><p>　　目標處理器的Hold引腳應處于釋放狀態(tài)。</p><p>　　為保證在仿真器和目標DSP之間提供高質(zhì)量的信號，仿真頭和處理器之間。</p><p>　　距離不應超過6英寸(1英寸＝2．54cm)，否則應加緩沖。</p><p>　　在電路和時鐘模式下檢查處理器的時鐘，處理器應接收和產(chǎn)生正確的

82、時鐘信號。</p><p>　　EMU0/1引腳通過上拉電阻置為高電平。</p><p>　　4.1.4CCS組件</p><p>　?。?）代碼產(chǎn)生工具。</p><p>　?。?）CCS集成開發(fā)環(huán)境(Integrated Developing Environment,IDE)。</p><p>　　（3）DSP／B

83、IOS(Basic input and Output System)插件及API(Application program Interface)函數(shù)。</p><p>　　（4）RTDX(Real Time Data eXchange)插件、主機(Host)接口及API函數(shù)。</p><p>　　4.1.5硬件仿真和實時數(shù)據(jù)交換</p><p>　　TI DSP芯片提

84、供片上仿真支持，使CCS能控制程序運行并實時監(jiān)視程序活動。主機與目標DSP通信是通過—個JTAG接口來完成的，這種連接方式對DSP目標系統(tǒng)的實時性能沒有太大的影響。仿真器提供與主機通信的JTAG接口，評估板則提供板上的JTAG仿真接口。</p><p>　　片上仿真硬件提供以下功能：</p><p>　　運行、停止或復位DSP芯片；</p><p>　　將代碼和數(shù)據(jù)

85、加載到DSP芯片；</p><p>　　檢查DSP中寄存器和存儲器；</p><p>　　檢查硬件指令或數(shù)據(jù)相關的斷點；</p><p>　　各種計算功能，包括精確到指令周期的剖切(Profiling)功能；</p><p>　　提供主機和目標DSP間的實時數(shù)據(jù)交換。</p><p>　　CCS軟件支持這些片上仿真功能

86、，而更為重要的是，CCS的RTDX功能使主機和DSP之間能雙向?qū)崟r通信。RTDX提供一個實時和連續(xù)的可視環(huán)境，使開發(fā)者能看到DSP應用程序工作的真實過程。RTDX允許系統(tǒng)開發(fā)者在不停止運行目標應用程序的情況下在計算機和DSP芯片之間傳輸數(shù)據(jù)，同時還可在主機上利用對象鏈接嵌入(OLE)技術分析和觀察數(shù)據(jù)。這樣可以提供給開發(fā)者一個真實的系統(tǒng)工作過程，從而縮短開發(fā)時間。</p><p>　　4.2鍵盤輸入的軟件實現(xiàn)&l

87、t;/p><p>　　SEED-DPS2812模板上配備了4路鍵盤掃描輸出和4路鍵盤掃描輸入，可外接一個4×4鍵盤，測試板上采用4×5的薄膜開關用來測試鍵盤接口，測試中只需用到左上角的16個鍵即可。</p><p><b>　　鍵盤的測試過程</b></p><p><b>　　測試過程如下：</b><

88、;/p><p>　　將KEYBOARD目錄拷貝到CCS集成開發(fā)環(huán)境下的myprojects目錄下；</p><p>　　在CCS中調(diào)用Project→Open命令，加載KEYBOARD目錄下SEED-DPS2812-KEYBOARD.pjt；</p><p>　　在CCS中用File→Load GEL...命令，加載KEYBOARD目錄下的F2812.gel；</

89、p><p>　　在CCS中用File→Load Program...命令，加載KEYBOARD\Debug目錄下的SEED-DPS2812-KEYBOARD.out；</p><p>　　在CCS中用Debug→Go Main命令，執(zhí)行程序到C的main()函數(shù)處；</p><p>　　在CCS中用View→Watch Window命令，打開變量視窗，點擊Watch1頁

90、面，輸入Save_keyvalue和a，Save_keyvalue是一個數(shù)組，用來保存鍵值，a為輸入鍵值的個數(shù)。</p><p>　　運行程序，輸入鍵值，刷新Watch window，觀察數(shù)組Save_keyvalue和變量a的變化。例如：輸入1、5、6三個鍵值，然后刷新得如下結果。</p><p>　　圖4.2 鍵盤測試圖例</p><p>　　4.3液晶顯示的軟

91、件實現(xiàn)</p><p><b>　　LCD的測試</b></p><p>　　‘F2812片上有1個LCD液晶顯示接口，CPU為T6963C。</p><p><b>　　LCD的測試過程</b></p><p>　　LCD的測試過程如下：</p><p>　　將DPS281

92、2-LCD目錄拷貝到CCS集成開發(fā)環(huán)境下的myprojects目錄下；</p><p>　　在CCS中用Project→Open...命令，加載DPS2812-LCD目錄下的DPS2812-LCD.pjt；</p><p>　　在CCS中用File→Load GEL...命令，加載DPS2812-LCD目錄下的F2812.gel；</p><p>　　在CCS中用F

93、ile→Load Program...命令，加載DPS2812-LCD目錄下的DPS2812-LCD.out；</p><p>　　在CCS中用Debug→Go Main命令，將程序執(zhí)行到C的入口函數(shù)main()處；</p><p>　　按下圖設置斷點，按F5運行程序，可以在LCD上看見“液晶”兩個字。</p><p>　　圖4.3 液晶顯示測試圖例</p&g

94、t;<p><b>　　5.結論</b></p><p>　　程序測試用到了上面介紹過的開發(fā)設備，這里給出全部測試平臺圖。從圖中可以看到開發(fā)板分別連+5V、+26V和GND，白色的盒子是仿真器，通過JTAG接口和USB分別連接到板子和電腦上。連接完畢后接通電源，按上一章說明的步驟進行操作。</p><p><b>　　圖5.1 測試平臺<

95、/b></p><p><b>　　5.1鍵盤輸入測試</b></p><p>　　5.1.1鍵盤輸入主流程圖</p><p>　　圖5.2 鍵盤測試主流程圖</p><p><b>　　初始化系統(tǒng)包括：</b></p><p><b>　　屏蔽看門狗<

96、/b></p><p>　　配置PLL和外設時鐘</p><p><b>　　寄存器設置</b></p><p><b>　　設置I/O口</b></p><p><b>　　初始化中斷包括：</b></p><p>　　屏蔽CPU中斷，清CPU中

97、斷標識</p><p>　　初始化PIE中斷控制</p><p><b>　　初始化PIE矢量表</b></p><p>　　5.1.2鍵盤掃描流程圖</p><p>　　圖5.3 鍵盤掃描程序流程圖</p><p>　　5.1.3程序運行結果</p><p>　　圖5.4

98、 鍵盤測試結果</p><p>　　測試心得和遇到的問題及分析：</p><p>　　其中利用到了掃描的特點來實現(xiàn)對外設輸入的檢測，CPU每隔20毫秒掃描一次是否有輸入，沒有則循環(huán)進行，有則將其顯示。</p><p>　　此外某些按鍵在程序運行中是無效的，就是說在實際運行過程中并不是用到了所有的按鍵，后來參考測試說明并經(jīng)過多輪測試后得出，應該是軟件程序中定義的只是一

99、部分而已。測試說明中表明只需用到16個鍵即可，實際上或許并沒有定義這么多，在查看器中能夠觀測到的也只有9個按鍵鍵值的變化。</p><p>　　5.2液晶顯示輸出測試</p><p>　　5.2.1液晶顯示主流程圖</p><p>　　圖5.5 主程序流程圖示</p><p>　　5.2.2 漢字顯示程序流程圖</p><

100、p>　　圖5.6漢字顯示程序流程圖</p><p>　　5.2.3 液晶顯示程序結果</p><p>　　初始程序顯示結果如下：</p><p>　　圖5.7初始程序顯示結果</p><p>　　程序個性化修改后顯示結果如下：</p><p>　　圖5.8 修改后顯示結果</p><p>

101、　　液晶顯示的一些調(diào)試心得：</p><p>　　液晶調(diào)試程序很正常，達到了預期結果。在點陣式液晶顯示器上顯示漢字，一般按圖形的方式來顯示，漢字調(diào)用在字庫中的編號進行顯示。經(jīng)過字模工具分解漢字，已成功在LCD上顯示出“北方工業(yè)大學電氣傳動研究室”字樣。</p><p><b>　　6.總結</b></p><p>　　本次實驗好的經(jīng)驗在于它提供

102、了一個良好的鍛煉機會，對硬件的大致特性，系統(tǒng)運行的流程，軟件實現(xiàn)原理以及各種分析方法等等都是一次很好的了解機會。更具體一點來說，設計時候?qū)τ谫Y料的查詢，知識的理解，問題的解決等能力都是一個磨練。</p><p>　　不足之處在于對實驗的創(chuàng)新方面不是很好，受制于能力所限并沒有對實驗加以延伸，比如對程序稍作修改以增加功能等等。此外對現(xiàn)有手頭所有的資料的理解還不完全透徹，所以在實際中還是可能會造成理解上的誤差的。<

103、;/p><p>　　不過總的來說這次的實驗是成功的，也達到了預期的目標，比如像程序運行結果也都進行得十分順利，效果也比較好。</p><p><b>　　7.致謝</b></p><p>　　在整個畢業(yè)設計的過程中，首先我要感謝的是我的指導老師周京華老師，周老師在各方面都對我予以了很大的幫助，像在相關資料的查找和聯(lián)系設備廠家上都花了不少時間，在此對

104、周老師的幫助以誠摯的謝意！</p><p>　　另外還要感謝喬森師兄，對我的論文的寫作和注意要求等給予了專業(yè)性的講解，在平時也都及時解決我提出的每一個問題，甚至占用了自己做實驗的時間，這里也對師兄予以感謝！</p><p><b>　　8.主要參考文獻</b></p><p>　　[1]蘇奎峰、呂強、耿慶鋒、陳圣儉編著；TMS320F2812原

105、理與開發(fā)；北京：電子工業(yè)出版社；2006.3</p><p>　　[2]張雄偉；DSP芯片的原理與開發(fā)應用；北京：電子工業(yè)出版社；1997</p><p>　　[3]劉和平；TMS320LF240x DSP結構、原理及應用；北京：北航出版社；2002</p><p>　　[4]何詠、馬孝江、王永剛；基于DSP的人機接口技術；機床與液壓；2004.No.11；P110

106、～112</p><p>　　[5]朱宇翔、程明霄、李明；基于DSP的液晶顯示器的軟硬件設計及實現(xiàn)；微型機與應用；2005年第2期；P15～17</p><p>　　[6]Texas Instruments. Literature Number. SP RS 174N April 2001 – Revised May 2006. TMS320F2810, TMS320F2811, TMS3

107、20F2812, TMS320C2810, TMS320C2811, TMS320C2812 Digital Signal Processors Data Manual</p><p><b>　　9.附錄</b></p><p>　　附錄1：鍵盤測試主程序</p><p>　　#include "DSP28_Device.h&quo

108、t;</p><p>　　interrupt void Scan(void);</p><p>　　void KeyValue(unsigned int k);</p><p>　　unsigned int Save_keyvalue[9] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0};</p><p>　　unsigned int a,k

109、,x;</p><p>　　unsigned int flag[9] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0};</p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　a = 0;</b></p><p>

110、<b>　　x = 0;</b></p><p><b>　　//初始化系統(tǒng)</b></p><p>　　InitSysCtrl();</p><p><b>　　//關中斷</b></p><p><b>　　DINT;</b></p>&

111、lt;p>　　IER = 0x0000;</p><p>　　IFR = 0x0000;</p><p><b>　　//初始化PIE</b></p><p>　　InitPieCtrl();</p><p>　　//初始化PIE中斷矢量表</p><p>　　InitPieVectTabl

112、e();</p><p>　　//初始化CPUtimer</p><p>　　InitCpuTimers();</p><p>　　//設置timer0中斷入口地址</p><p><b>　　EALLOW;</b></p><p>　　PieVectTable.TINT0 = &Sca

113、n;</p><p><b>　　EDIS;</b></p><p>　　ConfigureCputimer();</p><p>　　Setport();</p><p><b>　　//使能中斷</b></p><p>　　PieCtrl.PIEIER1.bit.INTx

114、7 = 1;/*使能cputimer0中斷*/</p><p>　　//啟動CpuTimer0</p><p>　　StartCpuTimer0();</p><p><b>　　/*開中斷*/</b></p><p>　　IER |= M_INT1;</p><p>　　EINT; //使能

115、INTM</p><p><b>　　ERTM;</b></p><p><b>　　for(;;)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(x != 0)</p><p><b>　　{</b>

116、</p><p>　　Save_keyvalue[x-1] = x;</p><p><b>　　a++;</b></p><p><b>　　x = 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}<

117、/b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　interrupt void Scan(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB13 = 0;</p><p>

118、　　GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB14 = 1;</p><p>　　GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB15 = 1;</p><p>　　KeyValue(1);</p><p>　　GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB13 = 1;</p><p>　　GpioDa

119、taRegs.GPBDAT.bit.GPIOB14 = 0;</p><p>　　GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB15 = 1;</p><p>　　KeyValue(2);</p><p>　　GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB13 = 1;</p><p>　　GpioDataRegs.G

120、PBDAT.bit.GPIOB14 = 1;</p><p>　　GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB15 = 0;</p><p>　　KeyValue(3);</p><p>　　PieCtrl.PIEACK.bit.ACK7 = 1;</p><p><b>　　EINT;</b></

121、p><p><b>　　}</b></p><p>　　void KeyValue(unsigned int k)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIOA8 == 1)</p><p>&l