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        基于單片機的LCD顯示終端設計

        2016-12-21 07:20:44趙媛媛
        數碼世界 2016年12期
        關鍵詞:單片機系統(tǒng)設計

        趙媛媛

        遼寧錦州渤海大學工學院

        基于單片機的LCD顯示終端設計

        趙媛媛

        遼寧錦州渤海大學工學院

        隨著社會經濟的不斷發(fā)展,從而帶動了工業(yè)的發(fā)展。先進工業(yè)中所用到的LCD顯示終端已經很難和工業(yè)中提出的新需求相互適應。實現我國經濟體制改革的不斷推進,促進了我國的工業(yè)發(fā)展。在新的工業(yè)環(huán)境中,工業(yè)生產過程中應用的LCD顯示技術已經不能適應新的生產需求。針對本地遠程命令目前所選擇的方式是漢字和ASCII碼,從而有了后期的基于單片機的LCD顯示終端的設計。本文主要介紹了基于單片機的LCD顯示終端的硬件設計以及軟件設計。

        單片機 LCD顯示 終端設計

        1 基于單片機LCD顯示終端的功能設計

        在現今的工業(yè)領域中要想使得LCD能夠和不同的工業(yè)環(huán)境相互適應,那么就必須要設計出基于單片機LCD的顯示終端,所以通常設計基于單片機的LCD顯示終端時,需要考慮到幾個功能,總結如下:

        (1)將控制部分和LCD顯示終端結合起來,從而所形成的控制系統(tǒng)是通過單片機實現的,接著就接收以及發(fā)送相關的指令,而這個過程需要LCD終端實現。此外可以根據具體的工業(yè)發(fā)展的需要從而設計出顯示文字部分,而且顯示是單色的方式。

        (2)在基于單片機的LCD顯示終端部分中也實現了顯示功能,關于這個部分的具體實現需要使得LCD顯示終端中有存儲外接圖形點陣的芯片,提供這個存儲芯片的意義重大,技術人員需要引起高度重視。

        (3)當設計基于單片機LCD顯示終端時,LCD緩沖區(qū)也需要引起技術人員的重視,執(zhí)行程控制指令以及對該指令進行更新都需要運用到LCD緩沖區(qū),當運行LCD終端的時候,由于遠程指令存在著不確定性的因素,所以當設置了緩沖區(qū)之后可以避免影響進入到預防終端中的信息。

        2 RTX51簡介

        作為一種加強微控制器的實時操作系統(tǒng),RTX51在MCS51系列單片機的領域中應用十分廣泛。在實現時間的任務調度功能中就需要用到RTX51,而且在驅動信號以及驅動事件中也會用到RTX51。關于RTX51的版本一共可以分為RTX51FULL與RTX51Tiny。其中RTX51Tiny是作為RTX51FULL中的子集,特點是個體小且精悍,所需用的RAM空間是任務數量的3倍,如果單片機系統(tǒng)中的存儲是無擴展的,那么通常會采用RTX51Tiny。RTX51Tiny運行的方式是按照系統(tǒng)函數實現的。函數供應用程序如表1所示。

        表1 函數供應用程序

        關于RTX51中任務可以實現協調,選擇的機制是同步的方式。任務之間所進行的同步以及通信的實現,需要用到一些基本的事件。當任務調用了os_wait函數觸發(fā)了等待信號事件,但是此時的Signal沒有發(fā)生置位,所以會導致這個任務會出現掛起的狀態(tài)。如果時間片是用完的狀態(tài),那么接著事件就會換到下一任務開始運行,所以每一個任務之間的進行是并發(fā)的方式的。RTX51任務切換圖如圖1所示。

        圖1 RTX51的任務切換圖

        3 基于單片機LCD顯示終端的軟件設計

        對基于單片機LCD顯示終端的設計進行分析時所采用的實時操作系統(tǒng)是RTX51。RTX51對控制單片機有著重要的作用。同時LCD顯示終端的軟件設計部分主要包括了對系統(tǒng)進行初始化、遠程控制以及調度系統(tǒng)的內核等。LCD顯示終端的軟件模塊框架圖如圖2所示。

        圖2 LCD顯示終端的軟件模塊框架圖

        3.1 LCD顯示任務的設計

        在運行基于單片機LCD顯示終端系統(tǒng)的時候,在0號任務是執(zhí)行完了以后,繼續(xù)進行的是系統(tǒng)任務,即LCD的顯示任務。該顯示任務在LCD的顯示終端中充當著重要的角色,所以標注成任務1。當程序進行到1號時,遠程控制端就會操作內容以及時間的顯示。因此,當任務進行到1號時,就會有很大的不確定性因素存在。通過單獨設置這個1號任務的時候,就能夠及時執(zhí)行以及及時解釋。將1號任務定義成 TASK_DISPLAY 1。

        3.2 蜂鳴報警功能的設計

        蜂鳴報警是設計LCD顯示終端系統(tǒng)中的一個默認存在的功能。在設計LCD顯示終端系統(tǒng)時候,可以設置單個的任務,對其中正常任務所就具有的操作模式按照一定的順序進行,從而不管在在什么時候都能夠調用該任務,最終達到蜂鳴報警的目的。如果站在宏義的角度來進行分析的話,可以將蜂鳴報警功能中的任務定義成:#define TASK_ID_INIT 2。

        4 硬件設計

        根據具體的系統(tǒng)需求從而進行系統(tǒng)的硬件設計。系統(tǒng)硬件結構圖如圖3所示。

        圖3 系統(tǒng)硬件結構

        4.1 LCD字庫和緩沖區(qū)的設計

        在AT89C52單片機系統(tǒng)中,系統(tǒng)中的字庫所具有的存儲芯片的存儲容量是256kB,系統(tǒng)的存儲方式選擇的是點陣漢字庫。然而,現實中很多的LCD顯示終端在進行設計的時候,芯片的存儲容量是大于單片機直接尋址的區(qū)域的。如果要正常訪問LCD終端系統(tǒng)里的所有字庫,不得不擴展芯片地質線。詳細的實現原理是轉換地址,將單片機中I/O端口的低4位轉換為4-16位的地址。

        4.2 通信電路和復位部分的控制

        通信電路的設計部分需要實現的就是對遠程控制端進行通信,并且發(fā)送系統(tǒng)中工作狀態(tài),以及對遠程控制的指令進行接收。然而,單片機無法與計算機實現直接的連接,因此需要實現設備轉換過程。轉換過程的實現需要應用到芯片RS-485,同時轉換電平。在設置蜂鳴器時,根據情況的不同實現蜂鳴。設計復位部分應用場合是當系統(tǒng)遇到了故障或者出現了死機,此時進行復位控制能夠起到很大作用?;趩纹瑱C的LCD顯示終端系統(tǒng)中硬件部分分為:微控制器、譯碼電路、字庫等。

        (1)微控制。微控制器中的的存儲器選擇的是8KByteFlash,RAM的空間是256Byte。微控制器中的工作頻率是18.432MHz。

        (2)譯碼電路。譯碼電路中需要用到的器件主要包括了GAL16V8D,地址譯碼電路的編程語言選擇的是abel。

        (3)字庫。字庫的實現中選擇的芯片是27C020OTP,27C020OTP芯片中存儲的容量空間是256KByte,該芯片能夠將12×12點陣漢字庫保存起來。

        5 結語

        設計基于單片機LCD顯示終端,需要用到的機制是引入多任務,這樣所實現的LCD顯示終端中還能夠進行其他的多種功能,當所設計的LCD終端滿足了以上的這些功能要求之外,就能在系統(tǒng)的開發(fā)過程中起到很好的作用。

        設計基于單機LCD顯示終端系統(tǒng)在工業(yè)生產中有著很大的意義,通過基于單機LCD顯示終端系統(tǒng)能夠控制遠程通信而且還能編譯指令,對工業(yè)生產中的運行狀態(tài)進行管理,進一步地執(zhí)行任務?;趩螜CLCD顯示終端系統(tǒng)迎合了工業(yè)生產的需求,有著重要的理論意義與實踐意義。

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