基于ARM7的LCD显示电路仿真.docx
《基于ARM7的LCD显示电路仿真.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于ARM7的LCD显示电路仿真.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
基于ARM7的LCD显示电路仿真
第一章问题描述
1.1系统基本背景
近年来，随着计算机技术及集成电路技术的发展，嵌入式技术日渐普及，在通讯、网络、工控、医疗、电子等领域发挥着越来越重要的作用。
嵌入式系统无疑成为当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。
液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。
通过显示器同步显示元器件的状态可以更深刻地理解控制的原理。
通过Proteus模拟ARM7芯片设计，可以增强我们的自学能力和思考能力，掌握科学研究的方法，提高信息检索的能力以及获取与时俱进知识的能力。
同时，使我们深刻学习了ARM的相关知识，增强对实际电路的感性认识，提高了分析问题，处理问题的能力。
运用Keil编译C语言，连接生成Hex文件，使用PROTEUS7.8SP2仿真,选用ARM7LPC2106芯片和LM016L，导入Hex文件，然后进行软件仿真调试。
本学期我专业开设了《嵌入式系统课程设计》这门课程，是《嵌入式系统》课程的辅助教学课程。
通过课程设计，进一步掌握嵌入式ARM的基本概念，结合实际的操作和设计，巩固课堂教学内容，此外也让我们进一步掌握嵌入式系统的基本概念、原理和技术，将理论与实际相结合，应用现有的仿真工具和嵌入式软件开发平台，规范、科学地完成一个小型LCD显示电路的设计与实现，把理论课与实验课所学内容统一起来，并在此基础上强化实践意识、提高其实际动手能力和创新能力。
1.2芯片及开发软件的选择
本课程设计采用了LPC2106ARM嵌入式处理器和LM016L液晶显示模块，在实现软件上使用了ProteusVersion7.5进行电路仿真和设计，程序设计上采用RealViewMDK来设计实现，下面我们对芯片LPC2106和LM016L以及开发软件ProteusVersion7.5和RealViewMDK做一下介绍：
1.2.1芯片LPC2106简介
LPC2106包含一个支持仿真的ARM7TDMI-SCPU、与片内存储器控制器接口的ARM7局部总线、与中断控制器接口的AMBA高性能总线（AHB）和连接片内外设功能的VLSI外设总线（VPB，ARMAMBA总线的兼容超集）。
LPC2106将ARM7TDMI-S配置为小端（little-endian）字节顺序。
AHB外设分配了2M字节的地址范围，它位于4G字节ARM存储器空间的最顶端。
每个AHB外设都分配了16k字节的地址空间。
LPC2106的外设功能（中断控制器除外）都连接到VPB总线。
AHB到VPB的桥接将VPB总线与AHB总线相连。
VPB外设也分配了2M字节的地址范围，从3.5GB地址点开始。
每个VPB外设在VPB地址空间内都分配了16k字节地址空间。
它拥有以下特性：
◆ARM7TDMI-S处理器
◆128k字节片内Flash程序存储器，具有ISP和IAP功能。
◆Flash编程时间：
1ms可编程512字节，扇区擦除或整片擦除只需400ms。
◆64/32/16K字节静态RAM（LPC2106）
◆向量中断控制器
◆仿真跟踪模块，支持实时跟踪
◆RealMonitor模块支持实时调试
◆标准ARM测试/调试接口，兼容现有工具
◆极小封装：
TQFP48（7×7mm2）
◆双UART，其中一个带有完全的调制解调器接口
◆I2C串行接口
◆SPI串行接口
◆两个定时器，分别具有4路捕获/比较通道
◆多达6路输出的PWM单元
◆实时时钟
◆看门狗定时器
◆通用I/O口
◆CPU操作频率可达60MHz
◆双电源
－CPU操作电压范围：
1.65V~1.95V（1.8V±8.3%）
－I/O电压范围：
3.0V~3.6V（3.3V±10%）
◆两个低功耗模式：
空闲和掉电
◆通过外部中断将处理器从掉电模式中唤醒
◆外设功能可单独使能/禁止，实现功耗最优化
◆片内晶振的操作频率范围：
10MHz~25MHz
◆片内PLL允许CPU以最大速度运行，可以在超过整个晶振操作频率范围的情况下使用。
由于拥有以上特性，LPC2106适用于internet网关、串行通信协议转换器、访问控制、工业控制、医疗设备及其它各种类型的应用。
1.2.2芯片LM016L简介
1.液晶显示原理
液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。
液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。
2.LM016LLCD相关参数
◆LM016LLCD主要技术参数：
显示容量:
16×2个字符
芯片工作电压:
4.5—5.5V
工作电流:
2.0mA（5.0V）
模块最佳工作电压:
5.0V
字符尺寸:
2.95×4.35（W×H）mm
◆引脚功能说明
LM016LLCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表1所示：
表1-1引脚接口说明表
编号
符号
引脚说明
编号
符号
引脚说明
1
VSS
电源地
9
D2
数据
2
VDD
电源正极
10
D3
数据
3
VL
液晶显示偏压
11
D4
数据
4
RS
数据/命令选择
12
D5
数据
5
R/W
读/写选择
13
D6
数据
6
E
使能信号
14
D7
数据
7
D0
数据
15
BLA
背光源正极
8
D1
数据
16
BLK
背光源负极
第1脚：
VSS为地电源。
第2脚：
VDD接5V正电源。
第3脚：
VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。
第4脚：
RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第5脚：
R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。
第6脚：
E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
第7～14脚：
D0～D7为8位双向数据线。
第15脚：
背光源正极。
第16脚：
背光源负极。
◆LM016LLCD的指令说明及时序
LM016L液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表2所示：
表1-2控制命令表
序号
指令
RS
R/W
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
1
清显示
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
2
光标返回
0
0
0
0
0
0
0
0
1
*
3
置输入模式
0
0
0
0
0
0
0
1
I/D
S
4
显示开/关控制
0
0
0
0
0
0
1
D
C
B
5
光标或字符移位
0
0
0
0
0
1
S/C
R/L
*
*
6
置功能
0
0
0
0
1
DL
N
F
*
*
7
置字符发生存贮器地址
0
0
0
1
字符发生存贮器地址
8
置数据存贮器地址
0
0
1
显示数据存贮器地址
9
读忙标志或地址
0
1
BF
计数器地址
10
写数到CGRAM或DDRAM）
1
0
要写的数据内容
11
从CGRAM或DDRAM读数
1
1
读出的数据内容
LM016L液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。
（说明：
1为高电平、0为低电平）
指令1：
清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置。
指令2：
光标复位，光标返回到地址00H。
指令3：
光标和显示模式设置。
I/D：
光标移动方向，高电平右移，低电平左移
S：
屏幕上所有文字是否左移或者右移。
高电平表示有效，低电平则无效。
指令4：
显示开关控制。
D：
控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示C：
控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标B：
控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。
指令5：
光标或显示移位S/C：
高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。
指令6：
功能设置命令DL：
高电平时为4位总线，低电平时为8位总线N：
低电平时为单行显示，高电平时双行显示F:
低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。
指令7：
字符发生器RAM地址设置。
指令8：
DDRAM地址设置。
指令9：
读忙信号和光标地址。
BF：
为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。
指令10：
写数据。
指令11：
读数据。
3.ProteusVersion7.5简介
Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等。
在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。
在Proteus绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：
*.hex（或者*.axf），可以在Proteus的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。
Proteus不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。
前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。
它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。
这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：
元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。
4.RealViewMDK简介
RealViewMDK（RealViewMicrocontrollerDevelopmentKit）开发套件源自德国Keil公司，被全球超过10万的嵌入式开发工程师验证和使用，是ARM公司目前最新推出的针对各种嵌入式处理器的软件开发工具。
RealViewMDK集成了业内最领先的技术，融合了中国多数软件开发工程师所需的特点和功能。
包括μVision集成开发环境与RealView编译器，支持ARM7、ARM9和最新的Cortex-M3核处理器，自动配置启动代码，集成Flash烧写模块，强大的Simulation设备模拟，性能分析等功能。
RealViewMDK的特点：
自动生成启动代码：
RealViewMDK开发工具可以帮您自动生成完善的启动代码，并提供图形化的窗口，随您轻松修改。
无论对于初学者还是有经验的开发工程师，都能大大节省时间，提高开发效率。
提供软件
升级会员 