液晶显示接口模块设计报告(含pcd图).doc

淮阴工学院
DSP系统开发与应用工程实训报告
选题名称: 液晶显示接口模块设计
系（院）: 计算机工程学院
专 业:
班 级:
姓 名: 学 号:
指导教师:
学年学期: 2012 ~ 2013 学年 第 1 学期
2013 年 1 月 11 日

设计任务书
课题
名称
液晶显示接口模块设计
设计
目的
1. 了解液晶显示器的基本原理；
2. 理解基于DSP开发应用系统的基本思路及方法；
3. 学习基于DSP开发过程及资料收集与整理，学会撰写课程设计报告；
4. 学会对所学知识进行总结与提高；
实验
环境
1．Windows 2000以上操作系统；
2．CCS开发环境；
任务
要求
1. 利用课余时间去图书馆或上网查阅课题相关资料，深入理解课题含义及设计要求，注意材料收集与整理；制定完整的设计方案，结合框图进行说明。
2. 在第19周末之前完成预设计，并请指导教师审查。通过后方可进行下一步工作；
3. 按指导书要求设计软件，实现设计的功能，并显示正确的结果；
4. 要求形成稳定的程序软件，可以在实验箱上进行下载验证，方可申请参加答辩；
工作进度计划
序号
起止日期
工 作 内 容
1
2012.12.31~2013.1.1
CCS环境的安装、熟练驱动安装和配置、DSP基础硬/软件实验练习
2
2013.1.2~2013.1.3
了解课题任务并进行初步规划
3
2013.1. 4~2013.1.6
绘制原理图、PCB图并进行优化
4
2013.1.7~2013.1.11
提交软件代码、硬件电路成果和设计报告，参加答辩。
指导教师（签章）：
年 月 日

摘要：
液晶显示屏已广泛应用于人们的日常生活中，在各种领域中起到越来越重要的作用，以其特有的优势正广泛应用于仪器、仪表、电子设备等低功耗产品中。因此，掌握和控制液晶显示屏是非常重要的技能。本文简要介绍了液晶、液晶显示器件以及数字信号处理器的相关背景和基本原理。其次，文章又以实际应用为背景引出稳定性高、价格便宜、方便使用的图形点阵式液晶显示模块，以及数字信号处理器TMS320VC5416的功能特性。液晶显示器(LCD)具有功耗低、体积小、质量轻、超薄和可编程驱动等其他显示方式无法比拟的优点，不仅可以显示数字、字符，还可以显示各种图形、曲线、及汉字，并且可实现屏幕上下左右滚动、动画、闪烁、文本特征显示等功能；以TMS320VC5416芯片为主要模块，与电源模块， JTAG仿真模块及液晶显示模块共同组成了DSP的最小系统。借助PROTEL画出了原理图。人机界面更加友好，使用操作也更加灵活、方便，使其日益成为智能仪器仪表和测试设备的首选显示器件。

关键词：TMS320C54xDSP；LCD；液晶显示模块

目 录
1 课题综述 1
1.1 课题来源、意义、预期目标 1
1.2 面对问题 1
2 系统分析 2
2.1 基础知识 2
2.2 总体方案 3
3 硬件设计 3
3.1 12864引脚说明 3
3.2 显示器模块电路图 3
3.3 电路原理图 4
4 软件设计 5
4.1 软件简介 5
4.2 12864液晶显示器 5
4.2 关键步骤 6
4.3 流程图 8
5 代码编写 9
5.1 主程序 9
5.2 指针定义 9
5.3 清除屏幕函数 10
5.4 文本显示函数 10
5.4 主函数 11
5.5 字库定义 11
6 程序调试 13
7 运行与测试 15
总 结 16
致 谢 17
参考文献 18

DSP系统开发与应用工程实习报告

1 课题综述
20世纪80年代初期出现了数字信号处理器（DSP)，原是用于信号处理领域的芯片，随着世界各大DSP生产商对产品性能的提高，DSP的控制能力不断提升，既具备了高速的数据信号处理能力，又具备了很强大的I/O控制功能，很适合作为电动机的复杂控制器，近年来，包括TI，MOTOROLA，AD等大公司在内的许多DSP厂商都相继推出了电机控制专用DSP芯片，如TMS320系列、DSP56F80X系列等。这类芯片都以DSP处理器为核心，使用其高效的指令集，同时在片内集成了包括A／D，PWM等在内的电机控制接口电路，不仅简化了系统硬件电路，同时也提高了可靠性和性价比。其中，TI公司生产的高性能的电机控制处理器TMS320vc5402，它是功能强大的32位定点DSP芯片，具有功耗小、性能高、运算速度快、数据和程序存储器容量大、AD采样和处理精度高等特点，能满足电动汽车液晶显示要求
1.1 课题来源、意义、预期目标
1.1.1 课题来源、意义
数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。
1.1.2 预期目标
通过实训中的案例分析及自己设计，了解DSP系统的基本开发过程及其典型应用，掌握DSP芯片的基本工作原理、DSP外围电路设计、DSP软件设计等知识，最后设计完成基于DSP的液晶显示接口模块，完成相应的功能。达到加深理解、验证巩固课堂教学内容；其目的在于掌握运用所学知识分析和解决实际问题的能力，增强工程实践能力和动手能力，为今后的学习和工作打下良好的基础。
1.2 面对问题
首要的问题是确定硬件实现方案，是在考虑系统性能指标、工期、成本、算法需求、体积、功耗等因素基础上，选择系统的最优实现方案。然后还要完成器件选择，除了DSP芯片外，还包括ADC、DAC、存储器、电源、控制逻辑、通信、人机接口、总线等基本部件。原理图设计包括：系统结构设计、模拟数字混合电路的设计、存储器设计、通信接口的设计、电源和时钟电路的设计、控制电路的设计。PCB设计以及硬件调试。
2 系统分析
2.1 基础知识
2.1.1 液晶显示器件
液晶显示器件的电极图形虽然是看不见的透明导电图形，但导电极的引出方式却决定了该器件所采用的控制与驱动方式。根据显示像素液晶显示器件可分为段型和点阵型两大类，它们的驱动方式又可分为静态驱动和动态驱动。

图2-1 静态驱动段型液晶显示器件的电极排布
动态驱动点阵型液晶显示器件的电极实际上就是 X 方向和 Y 方向的两组平行直线电极分布于前后玻璃基板上。如图 2.4 所示。在相应的行列电极间加上一定的驱动电压就可以使交点像素呈显态，通过行驱动器依次扫描行电极就可以实现动态驱动。

图2-2 矩阵型液晶显示器件的电极排布
2.2 总体方案
系统框图如图3-4所示。该系统主要包括了以DSP为主控制器，同时与JTAG仿真电路，液晶显示模块等组成DSP的小模块。
DSP芯片
仿真电路
电源电路
液晶显示模块
图2-3 硬件平台系统框图

3 硬件设计
3.1 12864引脚说明

图3-1 引脚图
3.2 显示器模块电路图
带中文字库的12864是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。下图3-2是显示器的电路图。

图3-2 显示模块的电路图
3.3 电路原理图
通过PROTEL，画出了液晶显示器设计电路原理图如图3-3所示。

图3-3 电路原理图
通过PROTEL，画出了液晶显示器设计电路PCB如图3-4所示。

图3-4 PCB图
4 软件设计
4.1 软件简介
Code Composer Studio，英文缩写: CCS。Code Composer Studio 包含一整套用于开发和调试嵌入式应用的工具。它包含适用于每个 TI 器件系列的编译器、源码编辑器、项目构建环境、调试器、描述器、仿真器以及多种其它功能。CCS IDE 提供了单个用户界面，可帮助您完成应用开发流程的每个步骤。CCS 将 Eclipse 软件框架的优点和德州仪器 (TI) 先进的嵌入式调试功能相结合，为嵌入式开发人员提供了一个引人注目、功能丰富的开发环境。
4.2 12864液晶显示器
12864A-1汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。

图4-1 实物图1

图4-2 实物图2
4.2 关键步骤
4.2.1 驱动安装
运行光盘的“driver/驱动安装”，如下图所示。

图4-3 驱动安装

图4-4 选择芯片
安装完成后查看设备管理器，会添加驱动如下图所示。

图4-5 安装完成
4.2.2 XDS5160的设置
运行CCS Studio Setup显示如下图4-6，选择Clear。

图4-6 运行CCS Studio Setup
选择import a Configuration File，如图4-7。

图4-7 选择import a Configuration File
选择C5416 XDS510 Emulator，如图4-8所示。

图4-8 选择C5416 XDS510 Emulator
右击属性，完成以下配置：

图4-9 配置1

图4-10 配置2

图4-11 配置3

图4-12 配置4
4.3 流程图
根据液晶显示接口模块的原理，编写如下流程图。

开始
结束
定义字库
定义汉字指针
执行主函数
调用show_welcom函数
调用lcd_cls函数
调用lcd_printf函数
运行调试显示结果
4-13 程序流程图

5 代码编写
5.1 主程序
#include "lcd.c"
void show_welcome();
void main()
{
show_welcome();
while(1)show_welcome();;
}
5.2 指针定义
unsigned char* hz_ma1 = hzdot; /*马 */
unsigned char* hz_dai = hzdot+ 0x20 ; /*岱 */
unsigned char* hz_lao = hzdot+ 0x40; /*老 */
unsigned char* hz_shi1 = hzdot+0x60 ; /*师 */
unsigned char* hz_nin = hzdot+ 0x80; /*你 */
unsigned char* hz_hao = hzdot+0xa0 ; /*好 */
unsigned char* hz_qing = hzdot + 0xe0; /*请 */
unsigned char* hz_gei = hzdot + 0x100; /*给 */
unsigned char* hz_gao = hzdot + 0x120; /*高 */
unsigned char* hz_fen = hzdot + 0x140; /*分 */
unsigned char* hz_tanhao = hzdot + 0x160; /*叹号 */
unsigned char* ascii_D = chardot+0x70; /*S */
unsigned char* ascii_S = chardot+0x80; /*P */
unsigned char* ascii_P = chardot+0x90; /*x */
unsigned char* ascii_I = chardot+0xa0; /*I */
unsigned char* ascii_o = chardot+0xc0; /*o */
unsigned char* ascii_v = chardot+0xd0; /*v */
unsigned char* ascii_e = chardot+0xe0; /*e */
unsigned char* ascii_L = chardot+0xb0; /*L */
5.3 清除屏幕函数
void lcd_cls(int x0, int y0, int x1, int y1)
{
int y;
unsigned char* data;

for(; x0 <= x1; x0++)
{
data = lcd_buffer+x0*128+y0*8;

for( y = y0*8; y <= y1*8+8; y++)
{
*data++ = 0;
}
}
}
5.4 文本显示函数
void lcd_printf( int x, int y, unsigned char* data, int flag)
{
int index;
x = x * 128;
y = y * 8;
/* 写数据 */
if( flag == CHS_DOT )
{
for ( index = 0; index < 16 ; index++)
{
lcd_buffer[x+y+index] = data[index];
}
for ( index = 0; index < 16 ; index++)
{
lcd_buffer[x+y+128+index] = data[index+16];
}
}
else
{
for ( index = 0; index < 8 ; index++)
{
lcd_buffer[x+y+index] = data[index];
}
for ( index = 0; index < 8 ; index++)
{
lcd_buffer[x+y+128+index] = data[index+8];
}
}
}
5.4 主函数
void show_welcome()
{
lcd_cls(0, 0, 7, 15);
lcd_printf(0, 2, hz_nin, CHS_DOT);
lcd_printf(0, 4, hz_hao, CHS_DOT);
lcd_printf(0, 6, hz_ma1, CHS_DOT);
lcd_printf(0, 8, hz_dai, CHS_DOT);
lcd_printf(0, 12, hz_shi1, CHS_DOT);
lcd_printf(3, 3, ascii_I, EN_DOT);
lcd_printf(3, 5, ascii_L, EN_DOT);
lcd_printf(3, 6, ascii_o, EN_DOT);
lcd_printf(3, 7, ascii_v, EN_DOT);
lcd_printf(3, 8, ascii_e, EN_DOT);
lcd_printf(3, 10, ascii_D, EN_DOT);
lcd_printf(3, 11, ascii_S, EN_DOT);
lcd_printf(3, 12, ascii_P, EN_DOT);
lcd_printf(6, 3, hz_qing, CHS_DOT);
lcd_printf(6, 5, hz_gei, CHS_DOT);
lcd_printf(6, 7, hz_gao, CHS_DOT);
lcd_printf(6, 9, hz_fen, CHS_DOT);
lcd_printf(6, 11, hz_tanhao, CHS_DOT);
lcd_refresh();
}
5.5 字库定义
unsigned char hzdot[1856] = {
//"马",
0x00,0x00,0x02,0x02,0xFA,0x02,0x02,0x02,
0x02,0x02,0xFF,0x02,0x00,0x80,0x00,0x00,
0x08,0x08,0x08,0x08,0x09,0x09,0x09,0x09,
0x09,0x09,0x4D,0x89,0x41,0x3F,0x01,0x00,
//"岱",
0x40,0x20,0x10,0xFC,0x13,0x10,0x10,0x1F,
0x68,0x8A,0x0C,0x08,0x08,0xCC,0x08,0x00,
0x00,0x00,0x7C,0x41,0x40,0x40,0x40,0x7F,
0x40,0x40,0x41,0x41,0xFD,0x01,0x00,0x00,
//"老",
0x40,0x40,0x48,0x48,0x48,0x48,0x7F,0xC8,
0x4C,0x68,0x50,0x48,0x4C,0x60,0x40,0x00,
0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x7E,0x91,0x90,
0x88,0x88,0x84,0x86,0x80,0xE0,0x00,0x00,
//"师",
0x00,0xFC,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x02,0xF2,
0x12,0x12,0xFE,0x12,0x12,0xFB,0x12,0x00,
0x00,0x8F,0x40,0x30,0x0F,0x00,0x00,0x3F,
0x00,0x00,0xFF,0x10,0x20,0x1F,0x00,0x00,
//"您",
0x40,0x20,0x10,0xFC,0x23,0x10,0x8C,0x67,
0x04,0xF4,0x04,0x44,0x94,0x8C,0x00,0x00,
0x40,0x30,0x00,0x77,0x80,0x81,0x88,0x92,
0xB4,0x83,0x80,0xE0,0x00,0x11,0x60,0x00,
//"好",
0x10,0x10,0xF0,0x1F,0x10,0xF0,0x80,0x82,
0x82,0x82,0xE2,0x92,0x8A,0xC6,0x80,0x00,
0x40,0x22,0x15,0x08,0x14,0x63,0x00,0x00,
0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
/*"，", */0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x46,0x2F,0x1F,0x06,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
/*"请", */0x20,0x22,0xEC,0x00,0x20,0x22,0xAA,0xAA,
0xAA,0xBF,0xAA,0xAA,0xEB,0xA2,0x20,0x00,
0x00,0x00,0x7F,0x20,0x10,0x00,0xFF,0x0A,
0x0A,0x0A,0x4A,0x8A,0x7F,0x00,0x00,0x00,
/*"给", */0x20,0x30,0xAC,0x63,0x30,0x40,0xA0,0x90,
0x8C,0x83,0x8C,0x90,0xA0,0x60,0x20,0x00,
0x22,0x67,0x22,0x12,0x12,0x00,0xFC,0x44,
0x44,0x44,0x44,0x44,0xFE,0x04,0x00,0x00,
/*"高",*/
0x04,0x04,0x04,0xF4,0x94,0x94,0x95,0x96,
0x94,0x94,0x94,0xF4,0x04,0x06,0x04,0x00,
0x00,0xFE,0x02,0x02,0x7A,0x4A,0x4A,0x4A,
0x4A,0x4A,0x7A,0x02,0x82,0xFF,0x02,0x00,
/*"分", */
0x00,0x80,0x40,0x20,0x98,0x86,0x80,0x80,
0x83,0x8C,0x90,0x20,0xC0,0x80,0x80,0x00,
0x01,0x00,0x80,0x40,0x20,0x1F,0x00,0x40,
0x80,0x40,0x3F,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,
/*"！", */
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x7C,0xFE,
0xFE,0x7C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x3B,
0x3B,0x10,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
};
unsigned char chardot[320] = {
/*D */
0x04,0xFC,0xFC,0x04,0x0C,0xF8,0xF0,0x00,
0xC8,0xCF,0xCF,0xC8,0xCC,0xC7,0xC3,0xC0,
/*S */
0x18,0x3C,0x64,0x44,0xC4,0x9C,0x18,0x00,
0xC6,0xCE,0xC8,0xC8,0xC8,0xCF,0xC7,0xC0,
/*P */
0x04,0xFC,0xFC,0x44,0x44,0x7C,0x38,0x00,
0xC8,0xCF,0xCF,0xC8,0xC0,0xC0,0xC0,0xC0,
//I
0x00,0x00,0x04,0x04,0xFC,0x04,0x04,0x00,
0x00,0x00,0x20,0x20,0x3F,0x30,0x30,0x00,
/*L */
0x00,0x04,0xFC,0x04,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,
/*o */
0x00,0x00,0x80,0x40,0x40,0x40,0x80,0x00,
0x00,0x00,0x1F,0x20,0x20,0x20,0x1F,0x00,
/*v */
0x00,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0x00,
0x00,0x01,0x06,0x08,0x30,0x08,0x06,0x01,
/*e */
0x00,0x00,0x80,0x40,0x40,0x40,0x80,0x00,
0x00,0x1F,0x24,0x24,0x24,0x24,0x37,0x00,
};
6 程序调试
新建工程如图6-1所示。

图 6-1 创建工程
选择编译，编译成功后如图6-2所示。

图6-2 编译成功
选择“File->Load Program”加载到试验箱，如图6-3所示。

图6-3 加载到实验箱
7 运行与测试
调试成功后，加载到试验箱然后点击运行，我没会在实验箱的128*64的液晶显示屏上显示如图7-1所示。

图7-1 实验结果

总 结

这次DSP工程实训历时两个星期，在整整两个星期的日子，虽然有些苦，但是可以学的到很多很多的东西，同时不仅可以巩固以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次设计，进一步加深了对DSP的了解，让我对它有了更加浓厚的兴趣。
从一定程度上说，编一个程序并不难，难的是要把这个程序完全调试正确。我在编写此程序时遇到了很多问题，例如在写程序之前，没有预先作好规划，也没有画好流程图，导致最后编译时有很多问题，有的连自己都不知道，不得不一个一个的找出来，浪费很多时间。因此，在些程序前一定要规划好程序流程图，但从实用角度来说，本设计还不具备很好的拓展性，还需加以改进。
提出利用高速率DSP芯片控制液晶屏显示的技术，并编写出针对DSP液晶模块的驱动程序，能够广泛地应用于各种图像的处理和显示场合，在调试和仿真过程中取得了良好的显示效果。此电路的设计思想也可以应用在其他液晶模块的接口设计中，只要对程序稍加改动就可以，加以这次实训的时间很紧迫，再加上各方面的经验不足，也遇到很多问题。
总的来说，这次实训对我很有帮助，我发觉老师上课讲的很多东西对我们都很有用，让我受到不少的启发。

致 谢
感谢淮阴工学院计算机工程学院给我们这么好的学习环境，给我们提供如此好的实践机会，以及提供的DSP的硬件设备和CCS的软件环境，感谢在实验室的工作人员给了我们一个整洁干净的实习环境。
特别感谢我们的指导老师马老师，他渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本课题从选题到完成，每一步都是在老师的指导下完成的，倾注了老师大量的心血。在此，谨向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！
我还要感顾老师，在我做液晶显示接口模块的实训中，顾老师给了我很大的支持和鼓励，从开始着手准备到最后的完成，顾老师都给了我莫大的帮助，调试的过程中出现问题时及时的对我进行指导、提点。当我真的开始着手时，还的确是困难重重。俗话说的好，“磨刀不误砍柴工”，当每次遇到不懂得问题时，我都会第一时间通过百度等搜索器寻求答案或是记在本子上面，找老师解答，顾老师从来都不会因为我的问题稍过简单加以责备，而是一再的告诫我做设计该注意的地方，从课题的选择到最终完成，顾老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持，真正起到了“传道授业解惑”的作用，让人的敬佩油然而生。感谢她对我的对我倾囊赐教、鞭策鼓励。
除此之外，另外两位同学也给了我很大的支持和帮助。

参考文献
1 王忠勇，陈恩庆.DSP原理及应用技术.北京：电子工业出版社，2009
2 方勇.数字信号处理――原理与实践.北京：清华大学出版社，2006
3 张雄伟.DSP芯片的原理与开发应用.北京：电子工业出版社，2009
4 陈子为，姚振东.DSP系统应用与实训.西安：西安电子科技大学出版社，2008
5 尹军等.DSP集成开发环境CCS开发指南.北京：北航出版社，2003.11
6 姚振东.DSP器件及应用.西安：西安电子科技大学出版社，2008
7 郑红等. TMS320C54x DSP应用系统设计.北京：北航出版社，2002. 5
8 戴明桢，周建江.TMS320C54x DSP结构、原理及应用.北京：北京航空航天大学出版社，2007
9 清源科技.TMS320C54X DSP硬件开发教程.北京：机械工业出版社，2003
指导教师评语
学号
1091306437
姓名
邹敏文
班级
嵌入式1091
选题
名称
液晶显示接口模块设计
序号
评价内容
权重（%）
得分
1
考勤记录、学习态度、工作作风与表现。
15

2
自学情况：
上网检索机时数、文献阅读情况（笔记）。
10

3
论文选题是否先进，是否具有前沿性或前瞻性。
5

4
成果验收：
是否完成设计任务；能否运行、可操作性如何等。
30

5
报告的格式规范程度、是否图文并茂、语言规范及流畅程度；主题是否鲜明、重心是否突出、论述是否充分、结论是否正确；是否提出了自己的独到见解。
30

6
文献引用是否合理、充分、真实。
10

合计

指导教师（签章）：
年 月 日

19