ARMLCD显示设计方案与实现开题

1、作者： Pan Hongliang仅供个人学习西安工业大学北方信息工程学院毕业设计 （论文 ）开题报告题目：基于ARM的LCD显示设计与实现系别电子信息系专业通信工程班级B090310姓名杨海竹学号B09031044导师任安虎2012年12月26日1.毕业设计题目背景、研究意义及过内外相关研究情况1.1课题研究背景在当前的数字信息技术和网络技术高速发展的后PC时代，嵌入式系统技术已经广泛地渗透到人们生活的各个方面。由于嵌入式系统的交互性比较强，液晶 屏做为输出设备对汉字显示又尤为重要， 但很多关于嵌入式系统开发、应用的教 材中，对于液晶屏的程序设计也只是初始化和测试的编程，没有进一步的应用开

2、发。所以选择了该毕业设计题目，以完善液晶屏的汉字显示功能。在选定了毕业 设计题目之后，随着开发研究的不断深入，主要完成了以下工作：首先，对三种 常用的嵌入式操作系统进行了分析比较， 对项目开发是否选用操作系统提出了自 己的见解，结合本次毕业设计的实际应用，选择了不使用操作系统的方法。其次, 选定硬件开发系统后，把单片机的传统调试方法与 ARM的边界扫描技术进行了 分析比较，并在实际应用开发中采用了边界扫描技术。 再次，由于在C语言程序 运行前需要加入一些必要的初始化代码，于是又完成了对LCD初始化程序的分析与设计。最后，在编写汉字显示程序时，采用了读取字库法显示汉字方案和读 取字模数据输出汉字

3、方案分别实现了液晶屏的汉字显示，并取得了良好的效果。 本文不但说明了如何利用 ARM处理器实现液晶屏的汉字显示，还讲述了开发 ARM处理器应用程序的一个完整的过程。随着嵌入式技术的不断普及，对ARM 处理器的学习、应用、开发都有一定的帮助作用。1.2研究意义踏着改革的开放，社会的进步的步伐，各种显示类技术也发生了翻天覆地的 变化，其发展经历了起步阶段、数量型发展阶段、规模化发展阶段以及品牌建设 阶段，至此已取得了令人瞩目的成绩，初步形成了投资主体多元化、经营业态多 元化、经营方式连锁化、品牌建设特色化、市场需求大众化、从传统产业向现代 产业转型的发展新格局。最大限度的满足广大消费者的不同需求。

4、随着经济的复苏和市场的进一步改革开放， 人民的生活水平在不断的奔向小 康，促进着电子显示的快速发展，同时许多电子类产品商家也敏锐地嗅到了这一 产业的商机，注定着这个行业的竞争越来越激烈。因此，要在这个竞争激烈的市 场中获胜并且稳步前进就要降低的成本， 提高效益。虽然不同的电子类产品所要 显示的内容和格式的标准不同，但是每个显示方向都可以使用管理信息工具来提 高本企业的核心竞争力。综上所述，LCD显示运用嵌入式系统设计的思想，采用目前最先进的嵌入式 技术，从而实现实时显示的要求。1.3内外相关研究情况虽然嵌入式系统是近几年才风靡起来的， 但是这个概念并非新近才出现。从 20世纪70年代单片机的出

5、现到今天各种各样的嵌入式处理器、微控制器的大规 模应用，嵌入式系统已经有了 30多年的发展历史。综观嵌入式技术的发展，大 致经历了以下4个阶段：第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，同时具有与监测、 伺服、指示设备相配合的功能，应用于一些专业性强的工业控制系统中。这种系 统一般没有操作系统的支持，通过汇编语言编程对系统进行直接控制。这一阶段 系统的主要特点是：系统结构和功能都相对单一，处理效率较低，存储容量较小， 几乎没有用户接口。第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。 这一阶段系统的主要特点是：CPU种类繁多，通用性比较弱；系统开销小，效率 高；操作系

6、统达到了一定的兼容性和扩展性；应用软件较专业化，用户界面不够 友好；主要用于控制系统负载的运行以及监控应用程序的运行。第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。这一阶段系统的主要特点是：嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上，兼容性好；操作系 统内核小、效率高，并且具有高度的模块化和扩展性；具备文件和目录管理、多 任务、设备支持、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能；具有大量的应用程 序接口 (API)，开发应用程序简单；嵌入式应用软件丰富。第四阶段是以基于Intemet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的 阶段。目前大多数嵌入式系统还孤立于In ternet之外，但随着In

7、 temet的发展以及 In temet技术与信息家电、工业控制技术等结合日益密切，嵌入式设备与In ternet的结合将代表着嵌入式技术的真正未来。2.本课题研究的主要内容和采用的研究方案、研究方法2.1本课题研究的主要内容采用模块化分析，以ARM7为控制核心，设计了系统对温度传感器 DS18B20 实测数据读取的温度传感器模块， 建立了在12864液晶上显示时间、日期和实时 温度值的显示模块。系统采用独立式键盘模块设定初始时间、日期。2.2本课题硬件系统设计 1）硬件系统方框图系统直接控制设备运行，硬件部分包括微处理器，存储部分，LCD显示屏模 块，以及其他基本的外围电路部分（复位模块，电

8、源模块，晶振模块等） 。根据 下位机要实现的功能，系统方框图如图 2.1所示。温度采集模块时钟模块电源模块LCD显示模块本系统主要是通过ARM处理器发送数据，通过LCD显示模块显示数据。a. 液晶显示模块：控制器通过SPI协议，发送数据给显示屏，显示相应的字 符或者汉字信息。随着科学技术的发展，LCD屏显示系统越来越重要。实现LCD屏显示的一 般流程为：首先根据需求确定 LCD时序，设置ARM LCD接口控制寄存器；然 后定义对应的帧缓冲设备驱动程序；最后编写相应的用户程序，对帧缓冲设备进 行操作，便能实现字符显示。b. 温度传感模块：温度传感器作为系统前端采集，将数据传递给控制器，控 制器对

9、数据进行处理。c. 时钟模块：实时时钟，产生一套计数器在系统上电和关闭操作时对时间进 行测量。计时器，提供当前时间。d. 复位模块：复位就是让电路到开始状态。2）LCD显示模块LCD显示屏采用12864液晶显示屏。此屏满足带中文字库的LCD12864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128W4,内置8192个16X16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8X4行16X16 点阵的汉字。也可完成图形显

10、示。低电压低功耗是其又一显著特点。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。3）温度采集模块传统的测温系统一般都是由温度传感器、 A/D转换、单片机处理、显示驱动 芯片和LED显示组成，而本测温系统则是用一线测温器件DS18B20与ARM单片机共同组成了最小的测温系统。 DS18B20是美国DALLAS公司生产的一线数 字温度传感器。它的测温范围从-55C到+125C，分辨力为0.0625C，在-10C到 +85C范围内其测温准确度为 ±）5C。它体积小、功耗低、抗干扰能力强、

11、易与 微处理器连结，它无需任何外围硬件即可方便地进行温度测量，与单片机交换信 息仅需要一根I/O 口线，其读写及温度转换的功率也可来源于数据总线，而无需 额外电源。单总线数字温度传感器 DS18B20简介：DS18B20的性能特点：采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其他I/O 口线与微机接口，无须经过其他的变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位）。测温范围为-55C到+125C，测量分辨率为0.0625C。 内含64位经过激光修正的只读寄存器 ROM。适配各种单片机或系统机。用户可 分别设定各路温度的上、下限。内含寄生电源。DS18B20内部结构主要由四部分组成：64

12、位光刻ROM，温度传感器，非挥 发的温度报警触发器TH和TL，高速暂存器。64位光刻ROM是出厂前被光刻 好的，它可以看做是该 DS18B20的地址序列号。4）时钟模块采用ARM7控制器上的RTC实时时钟，进行时间的计算。实时时钟RTC提 供一套计数器在系统上电和关闭操作时对时间进行测量。RTC消耗的功率非常低。2.3软件设计软件设计新产品开发中，技术应用研究，产品原理及其零件图纸设计、工艺 方案的设计等等，都是技术性工作，属于硬件设计，而市场供需预测、设计过程 的计划和组织，有关质量、零件以及工艺各方面的技术分析等等，都是经营管理 性的工作，属于软件设计，硬件设计在软件设计成果的指导下进行，

13、而软件设计 又贯穿在硬件设计的始终。1）流程图程序开始，进入初始化各模块，设定时间初始值。接下来采集温度，读取当 前的时间。然后到时钟温度显示程序，接着判断是否按键，如果没有按下，返回 采集温度，读取当前时间，如果按下，则通过按键 S3、S4、S5对时间进行设置, 在设置时间的过程中，判断按键2是否被按下，如果按下，则说明时间设置完毕, 可返回采集温度读取当前时间，如果没有按下按键2,则说明时间设置没有完成， 则继续设置时间程序流程图如图 2.2所示。2）具体设计语言软件设计采用嵌入式C语言。3前期已开展工作1）搜集ARM7的GPIO, SPI等基本功能，了解其基本框架；2）搜集有关LCD液晶

14、显示器的实验教程，试着编写程序代码;3）搜集有关温度传感器相关资料；4) 学会嵌入式C语言的简单编程。4. 本课题研究的重点及难点1) 硬件平台的搭建；2) 温度采集模块的驱动设计及测试；3) LCD液晶显示驱动程序设计及测试。5. 本课题的工作方案及进度计划第16周第 17周学习相关参考文献，对课题做初步了解；第18周第19周整理思路，构思开题报告，准备开题答辩；第1周一-第3周查阅相关资料，完成硬件模块框图；第4周一-第8周搭建硬件环境；第9周一-第11周完成LCD液晶屏驱动程序设计及调试；第12周第13周系统调试，实现所有编程，达到设计功能要求;第14周-第15周撰写论文，定稿、打印、准

15、备毕业答辩。6指导教师意见(对课题的深度、广度及工作量的意见)。指导教师：年 月 日7所在系审查意见：系主管领导：年 月 日参考文献1 周立功，张华深入浅出ARM7 LPC213x/214xM.北京:北京航空航天大学出版社,2005.2 黄嘉华，葛海.液晶光阀大屏幕电视显示J.电视技术，1980年02期3 潘宗衢，赵益民，路宏敏基于ARM的LCD图像显示设计系统J. 2012,07-0126-03.4 Sami SAHIN.期刊：The Turkish Online Journal of Distanee Education.5 Bhanderi Dinesh，Choudhary Sushil

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18、括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is Pan Hon glia ng's pers onal own ership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律 的规定，不得侵犯本网站及相关权利人的合法权利。除此以外，将本 文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人的书面 许可，并支付报酬。Users may use the contents or services of this articlefor pers onal study, research or appreciati on, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisi ons of copyright law and other releva nt laws, and shall n ot infringe upon the leg