液晶显示控制器

2024-06-17

液晶显示控制器（精选11篇）

液晶显示控制器篇1

1概述

温度控制系统应用于人们生产生活及工业生产中, 随着液晶显示技术的不断发展, 液晶显示器在温度控制系统中的应用越来越广泛。本文以字符型液晶显示器LCD1602和图形型液晶显示器LCD12864为例, 设计了一个液晶显示实时温度控制系统, 以LCD1602显示当前时间值及温度值, LCD12864能够自动绘出实时温度曲线。并且该系统的声光报警模块可针对不同的情形, 做出不同的报警处理, 这样可以使工作人员能及时准确地判断出该系统测量的温度高低。

2系统硬件设计

2.1系统总体设计。系统主要采用单片机AT89C51、实时时钟芯片DS1302、温度传感器DS18B20、声光报警模块、字符型液晶显示器和图形型液晶显示器等组成一个单片机控制系统。当温度传感器采集到的温度变化时, 字符型液晶显示器能够显示当前时间值及温度值, 图形型液晶显示器能够自动绘出实时温度曲线。液晶显示实时温度控制系统总体设计图如图1所示。

2.2 DS18B20温度传感器。系统的温度采集使用的是美国DAL- LAS半导体公司的温度传感器DS18B20, 可直接将温度转化为串行数字信号供处理器处理。

2.3声光报警模块。选用3个普通的LED灯显示系统工作状态, 选用普通PNP型三极管驱动直流蜂鸣器作为声报警。当测量温度为± 30℃范围内, 只具有正常的“绿灯”亮;当测量温度高于30℃时, 就会发出报警声和“红灯”闪亮;当测量温度低于- 30℃时, 就会发出报警时和 “黄灯”闪亮。

2.4实时时钟芯片DS1302。实时时钟芯片DS1302, 它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时。DS1302可以用于数据记录, 特别是对某些具有特殊的数据点的记录。这种记录对长时间连续测控系统结果的分析及对异常数据出现的原因查找具有重要意义。

2.5液晶显示器。LCD1602主要调用CGROM中自带的字符来显示, 系统要求LCD1602显示当前时间值及温度值, 温度值精确到0.1℃。LCD12864可以通过编程控制显示任何想要显示的内容, 包括字符、汉字和图像, 系统要求LCD12864能自动绘出实时温度曲线。

2.6系统电路原理图。经过上述分析, 整个系统电路原理图如图2所示。

3系统软件设计

系统由主程序调用各子程序模块来完成系统功能。系统程序包括主程序、液晶显示子程序、温度数据读写子程序等, 均采用高级语言C语言进行编写。

主程序设计。上电后, 首先对系统进行初始化, 包括温度传感器初始化、实时时钟初始化、液晶显示器初始化。初始化完成后, 启动温度采集, 由单片机控制LCD1602和LCD12864分别显示当前时间值及温度值和绘制实时温度曲线, 对测量的温度值进行超限判断, 若高于或低于系统设置的温度值, 系统就会发出相应的报警。系统主程序流程图如图3所示。

4系统仿真

在Keil中编写系统程序并编译为“*.hex”文件, 在Proteus里将此文件烧录到单片机中, 这样就可以进行Proteus仿真了。温度值在±30℃ 范围内的仿真图如图4所示。

结束语

系统以单片机AT89C51为核心, 实现单片机与传感器、时钟芯片、液晶显示器连接, 最终实现温度的采集与实时显示。将两种液晶显示器应用到温度控制系统中, 突出了液晶显示器在字符、文字、图片及实时数据显示和绘图方面的功能。通过Proteus仿真, 验证了系统设计的正确性和可实现性, 系统设计具体较强的可移植性。

摘要：设计了一个基于单片机的液晶显示实时温度控制系统, 系统硬件由AT89C51单片机、实时时钟芯片DS1302、温度传感器DS18B20、声光报警模块、字符型液晶显示器LCD1602和图形型液晶显示器LCD12864构成。该系统具有声光报警功能, 同时能够显示当前时间值及温度值并绘出实时温度曲线。分别在Keil和Proteus环境下设计了系统程序和系统电路原理图, 并在Proteus中进行了仿真, 完成了系统功能, 实现了各项技术指标。

关键词：温度控制系统,单片机,DS1302,液晶显示器

参考文献

[1]李壮辉, 朱清慧, 任拥伟.液晶显示应用控制系统设计与实现[J].液晶与显示, 2013, 28 (6) :889-894.

[2]朱清慧.Proteus显示控制系统设计与实例[M].北京:清华大学出版社, 2011.

[3]郭天祥.51单片机C语言教程[M].北京:电子工业出版社, 2009.

LED显示屏控制系统的实现探讨篇2

【关键词】LED 控制系统字模提取串行通信组织算法

一、系统功能模块

本系统主要包括提取字模模块、LED模拟显示模块以及串行通信三个功能模块。为了给用户的操作提供方便，这3个功能模块的相应的菜单项在系统中有形应当设置，对这3个模块分别进行了详细说明。

（一）提取字模

一个汉字或字符可以看成是多个点阵的排列，笔划未经过的地方为“0”，经过的地方为“1”，汉字或字符的点阵字模的形成就是按照一定的顺序排列这些“0”和“1”的数据信息。首先必须得到这样的点阵字模，才能显示一个汉字或字符。在字库中，每个汉字有相应的、唯一的区位码，从字库中取出汉字字模则需要根据汉字的机内码确定其区位码及其在字库中的起始位置。在16×16的点阵字库中连续读取32个字节，由于每个汉字占32个字节，所以在以此偏移地址为基点的情况下，就能得到这个汉字的点阵字模。ASCII码的显示的基本原理与汉字的显示相同。直接依次按ASCII码由小到大排列其显示点阵，不过在文本文件中每个ASCII码小于80H且只占1个字节。另外，在ASCll文件中之所以每个ASCII码的点阵只占16个字节，是因为ASCII码为8×16点阵。

为了增加了系统的实用性，在字模提取模块中可以对单个甚至多个汉字或字符进行点阵数据的提取和处理。现实的应用中，可对一条消息、一段广告或一篇信息公告进行显示的控制。

（二）LED模拟显示

在主界面的右上方，利用Picture Box控件设计了一个LED模拟显示屏，不仅使用户能更直观地看到提取的点阵数据显示出文字或字符的效果，而且使提取字模后的文字效果可预先在计算机屏幕上显示出来，并具有不同的显示控制方式。若有多个被提取字模的汉字或字符，可以利用默认的显示方式即单击按钮“上一个”、“下一个”来控制显示不同的汉字或字符。除此之外，菜单栏中“显示”、“循环”可以使文字每隔1.5 s就向后显示一个文字，直到最后一个字显示完毕然后继续自动从头开始循环。这种显示模式控制是主要采用Timer控件进行的。与此同时，还可以对LED模拟显示屏的颜色进行设置，从而保持界面的美观。

（三）串口通信

在Visual Basic中，控件可以分为2种，一种是ActiveX控件，另一种是标准控件。如果用户需要，在得到字模数据后，可以利用串行口把字模数据发送给单片机。在标准串口通信方面具有强大功能的通信控件MSCOMMVB属于ActiveX控件，该控件可进行串行通信数据的发送和接收，设置串口状态及串口通信的信息格式和协议， PC机的串行口可直接利用被它发送数据。当数据格式与单片机不匹配时，可对串行通信的端口、波特率进行设置的字模数据发送界面，会在发送区对更改其格式。为了达到使PC机和单片机之间的可靠通信得到实现的目的，必须确保两者具有同样的波特率以及数据格式。

二、数据的组织算法

LED显示屏的最小驱动模块是LED单元板，它是由LED单元板拼接构成的显示系统。根据LED单元板的组成结构和工作原理，为了方便控制， LED显示屏的拼接工作中，在垂直方向上把单元板并联，在水平方向上则将单元板进行串联，还要采用扫描的工作方式。当在某一行需要显示信息时，必须使相应的驱动器得到此行的每列串行数据先被传送，然后在输出端同时锁定存储，再在行选通信号的控制下完成显示。实现这个过程的时间分为两部分：数据的准备时间和显示时间。显示时间应该按需分配从而达到稳定的显示效果。为了确保足够的刷新频率，显示数据的准备时间应当采取各种措施尽可能地将其缩短。实现高速输出的条件是要将显示数据按输出顺序预先在显存中连续排列，但输出顺序是取决于显示效果的要求的，而并非一成不变的。在不同的存储结构的采用情况下，显示数据的存储方式将有所区别。

三、控制系统硬件设计

美国瑞创公司最新推向市场的第一款嵌入了8 kbyte FRAM铁电存储器的高性能单片机系统控制电路是以VRS511.3074为核心构成的VRS511.3074，它的运算功能非常强大主要是由于它自带的内部40 MHz振荡器精确度很高，集成了丰富的外围功能模块并采用单周期为40 M IPS 的8051内核。即使采用3.3 V供电，也可直接与5.0 V系统接口进行连接，是一款高性能微控制器，广泛适用于嵌入式应用。

（一）识别重力的模块

进行传统安装时，要想正确安装，必须在明确显示屏行列及显示信息移动方向等前提下进行，否则将出现信息侧翻的现象。考虑到LED显示屏是垂直放置的，并且针对此情况，本设计选择ADXL202双轴加速度传感器，搭配重力识别程序实现对重力向量的判定，随屏幕旋转，使系统显示状态自动调整，此功能可根据用户动作自动旋转来显示信息。这一方案，安装时无需识别行列等信息，使安装难度大大降低，将为用户提供极大的方便。

（二）管理电源的模块

该模块的主体构成是两组DC/DC 转换电路、一块锂电池和报警电路，转换电路和锂电池在不同情况下分别提供+5V 电源。在工作正常的情况下，由两组转换电路ADXL202和其他模块分别供电；当系统处在掉电状态时，为实现掉电保护功能，则由锂电池供电；当电压值低于3.6V时，系统会发出更换锂电池的警告。

四、控制系统软件设计

系统软件设计两部分组成：上位机软件和下位机程序的设计。图像和文字的编辑是上位机软件的功能，通过计算机串行接口把显示数据传送到控制卡上。控制卡接收上位机的数据并通过内部Boot Loader区的程序进行FLASH ROM内显示数据的自更新。显示数据被控制卡进行分割处理后发送给每个单元板，并且完成显示数据不同方式的处理。

参考文献：

[1]陈明义，刘许亮.Nios II的LED显示屏控制器设计[J]. 单片机与嵌入式系统应用， 2010（2）-.

[2]白晓强，陈华杰.基于H8-3048单片机的LED控制板的软件设计[J]. 杭州电子科技大学学报， 2007（4）.

[3]龚成莹，赵又新，马宏锋.基于FPGA的LED点阵书写显示屏的设计[J]. 自动化与仪器仪表， 2010（3）.

液晶显示控制器篇3

1 基于液晶模块的硬件技术

1.1 引脚说明

由于基于T6963C控制器液晶模块的诸多功能设置均是通过硬件来实现的,即通过不同引脚的电平状态来设置,但基于T6963C控制器的各厂家的液晶模块,由于各自的特点不同,故各厂家或各型号的液晶模块主要引出脚也各不相同,因此要对这些重要引脚加以说明。T6963C 的QFP 封装共有67个引脚 $\bar{R E S E Τ}$ ,以LCM2401286显示器为例,在T6963C控制器上的复位引脚,在LCM2401286显示器引出脚中表示为 $\bar{R S Τ}$ ,在T6963C控制器上的单双屏显示模式选择引脚DUAL,在LCM2401286显示器中DUAL端直接接高电平,设置为单屏结构。在T6963C控制器上的显示窗口长度设置引脚MD2、MD3,通过两引脚不同的电平状态可设置不同的显示窗口长度,如表1所示,在LCM2401286显示器中MD2,MD3端均接高电平,设置为每行字符数为32。

在T6963C控制器上的显示窗口宽度(行)设置引脚MDS、MD1、MD0,其组合功能如表2所示,在LCM2401286显示器中MDS,MD1,MD0设置100,即字符行16,总行数为128,占空比为1/128。

在T6963C控制器上显示字符的字体选择引脚FS1,FS0,通过这两个引脚不同电平状态的组合可选择不同的字体模式,如表3所示[6]。

1.2 电源和对比度调节端的连接方式

LCM2401286显示器的电源连接和对比度调节端有两种接线方式,如图1所示。调节图1中的电位器,可改变液晶显示器的对比度,从而使背景色和图形文字的色比达到最佳。

1.3 LCM2401286显示器接口电路

LCM2401286显示器接口电路如图2所示,其中,电位器W3=20 kΩ可调节显示器的底色,显示器的背光电源A、K直接为有效。对比度调节端接线方式采用图1(b)的方法。

2 液晶模块的软件设计

2.1 T6963C的状态字和指令集

由于T6963C为可编程芯片,因此要求编程控制LCM2401286显示器正常显示,首先需掌握T6963C的状态字和指令集。由于T6963C控制器指令集模块的初始化通常由硬件设置完成,因此其指令系统将集中于显示功能的设置上。T6963C的指令可带一个或两个参数或无参数,每条指令的执行均是先送入参数,再送入指令代码,每次操作前先检测状态字,以确保指令的正确执行。T6963C 的状态字如表4所示,其中,STA0为指令读写状态,STA1为数据读写状态,STA2为数据自动读状态,STA3为数据自动写状态。由于各状态位的作用不同,所以执行不同指令时必须检测不同的状态位。在MPU每次读写指令和数据时,STA0和STA1要同时有效。当MPU读写数组时,需判断STA2或STA3状态。屏读、屏拷贝指令应使用STA6。而STA5和STA7则反映T6963C内部运行状态。

T6963C的指令包括指针设置指令、显示区域设置指令、显示开关指令、光标形状选择指令、数据自动读/写方式设置指令、数据一次读/写方式指令和位操作指令等。指针设置指令主要用于设置光标指针、CGRAM偏置地址和地址指针。显示区域设置指令主要用于设置文本区和图形区首地址以及文本区和图形区的宽度。文本区和图形区首地址对应显示屏左上角字符位或字节位,修改该地址可产生卷动效果。文本区宽度设置和图形区宽度设置用于调整一行显示所占显示RAM 的字节数,从而确定显示屏与显示RAM 单元的对应关系。显示开关指令主要用于设置光标闪烁、光标显示、文本显示及图形显示的开启。正确使用上述指令可保证显示正常进行。

2.2 图形方式下字符、汉字显示技术

在编写显示程序时,首先要编写一些预处理程序和液晶显示器的初始化程序。预处理程序包括:状态字中的状态位判断程序、写无参数指令程序、写双参数指令程序、写数据指令程序、设置当前地址程序和设置当前显示行列程序。液晶显示器初始化程序包括:工作状态初始化程序和清屏程序。工作状态初始化程序即设置显示器为图形显示方式,同时关闭文本显示,设置图形显示区首地址为00H,设置图形显示区宽度为20 H(即32 Byte),设置光标的形状为8点1行。显示器清屏程序是通过程序对显示缓冲区写零来达到清屏目的。

上述工作完成后便可编写字符、汉字显示程序。字符、汉字显示程序流程如图3所示。为适应显示内容长度不固定的情况,可设置和使用可变长参数。使用可变参数步骤如下:(1)为了访问变长参数列表中的参数,必须声明va_list类型的一个对象,首先在函数里定义一个va_list型的变量,即arg_ptr,这一变量是指向参数的指针。(2)用va_start宏初始化这一变量arg_ptr,这个宏的第2个参数是第一个可变参数的前一个参数,是一个固定参数,使arg_ptr指向第一个可选参数,以固定参数的地址为起点确定变参的内存起始地址。va_start是访问变长参数列表中的参数前所使用的宏,其初始化用va_list声明的对象,初始化结果供宏va_arg和va_end使用;va_arg:展开成一个表达式的宏,该表达式具有变长参数列表中下一个参数的值和类型。每次调用va_arg均会修改用va_list声明的对象,从而使该对象指向参数列表中的下一个参数;然后用va_arg返回可变的参数,并赋值给整数变量。va_arg的第2个参数是要返回参数的类型。(3)va_end将arg_ptr指针清为NULL,函数体内可多次遍历这些参数,但必须以va_start开始,并以va_end结尾。va_end宏使程序能够从变长参数列表用宏va_start引用的函数中正常返回。va在此是variable argument(可变参数)的意思。

为确保输出显示的内容尤其是数字能按照格式化方式显示,可采用函数vsprintf()将格式化字符串和数字值输出到指定的内存缓冲区内,该函数类似于sprintf()函数,但其只接受一个指向变量表的指针而不是一个变量表。返回值为实际写入到输出字符串中的字符数。

字符、汉字显示程序又分成字符部分和汉字部分,其流程图如图3所示。由标准的ASCII字符表可知,字符的ASCII值在0～127范围内,而汉字内码的ASCII值均处于128以上。因此可通过判断要显示内容的ASCII值是否<128来区分要显示的内容是字符或是汉字。

若要显示的内容是字符(ASCII值≤128),则又分为非显示字符和显示字符。非显示字符包括控制字符和通讯专用字符。显示字符包括符号、字母和数字。

由标准ASCII字符表可看出,非显示字符的ASCII值在0～31范围内,因此可通过判断显示内容的ASCII值是否<32来区分非显示字符和显示字符。

若是非显示字符(ASCII值<32),则执行相应的控制功能,若是显示字符(ASCII值≥32)则送显相应的字符。显示字符按16×8点阵显示,即一个可显示字符占16个点阵行,每行1 Byte,每个可显示字符的字模为16 Byte。

若要显示的内容是汉字(ASCII值>128),则按16×16点阵显示,即一个汉字占16个点阵行,每行2 Byte,每个汉字字模为32 Byte。字符、汉字的字体及大小是由其字模决定的,其字模由专门的字模生成软件生成。字符和汉字的字库分开造,无论字符或汉字,若其字体或大小不同,则字库需分开造,显示时分别调用。

3 结束语

文中介绍的基于T6963C控制器的液晶显示模块图形方式下的字符汉字显示技术,具有通用性和普遍性,适于所有采用T6963C控制器的液晶显示模块,其基本思想也适合于采用其他控制器的液晶显示模块。

摘要：介绍了基于T6963C控制器的液晶显示模块的硬件结构、特点和使用方法以及单片机控制下的硬件接口电路;叙述了T6963C的状态字和指令集在软件编程中的作用和特点,说明了基于该控制器的液晶显示模块图形方式下的字符汉字显示技术。

关键词：T6963C,液晶显示器,图形方式,显示技术

参考文献

[1]北京精电蓬远显示技术有限公司.内藏T6963C控制器点阵图形液晶显示模块使用手册[M].北京:北京精电蓬远显示技术有限公司,2001.

[2]王永忠.自动喂毛机测控系统的设计与研究[D].北京:北京服装学院,2009.

[3]北京青云创新科技发展有限公司.图形液晶显示模块LCM2401286使用说明书[M].北京:北京青云创新科技发展有限公司,2006.

[4]袁满.基于T6963C的LCD液晶显示的实现[J].自动化技术与应用,2007(9):110-111.

[5]梁汉钧,韩清涛.点阵式液晶显示模块中T6963C的应用与分析[J].东莞理工学院学报,2007(3):66-70.

液晶显示控制器篇4

摘要：通过对SSD1906显示控制器的介绍，分析其在基于AT91RM9200微控制器的嵌入式系统中的应用;给出详细的硬件连接图及主要的寄存器配置。

关键词：SSD1906AT91RM9200显示控制

引言

SSD1906是Solomon公司推出的一款中小规模的显示控制芯片。这款显示控制芯片集成了显存及时序电路，因而为手持设备和消费电子领域提供了一个低成本、低功耗的单芯片解决方案。AT91RM9200是Atmel公司推出的一款基于ARM9的嵌入式处理器，时钟频率为180MHz。AT91RM9200处理器内部没有集成LCD控制器，因而需要通过专用的显示控制器，实现LCD显示。本文介绍SSD1906显示控制器在基于AT91RM9200微控制器的嵌入式系统中的具体应用。

1SSD1906显示控制器介绍

SSD1906显示控制芯片，内部集成了256KB的SRAM显存，可以支持单色和彩色LCD，以及多种有源和无源面板。SSD1906还具有强大的总线兼容性，可与多种类型的MCU连接。此外，SSD1906提供的功能还包括虚拟显示、浮动窗口(窗口大小可变)显示，并支持两个光标，可以减少软件的操作。32位的内部数据通道，可以提供高带宽的显示内存，以实现现快速的屏幕刷新。SSD1906还个有单电压供电的优点。

SSD1906显示控制器的另一个特点，是具有很短的CPU访问延迟时间，因而可以支持无READY/WAIT交互信号的微处理器。此外，SSD1906支持单时钟信号输入，即总线时钟(BCLK)、内存时钟(MCLK)和像素时钟(PCLK)都可以由时钟输入CLK1得到。这款显示控制器对MCU的类型和操作系统没有具体要求，因而是实际应用中的一个理想的显示解决方案。基于SSD1906的显示控制系统结构如图1所示。

1.1总线兼容性

SSD1906显示控制器兼容多种类型的MCU接口，特别是对现在常用的嵌入式处理器，基本上都可以实现无缝连接。对于不同的总线接口，SSD1906内部提供了多个时序控制寄存器，可以根据不同接口的时序要求，进行相应的配置。SSD1906支持的MCU总线接口类型包括：具有WAIT信号的通用#1型和通用#2型总线接口;IntelStrongARM/Xscale;MotorlaMX1龙珠;MotorolaMC68K;Motorola龙珠MC68ez328/MC68VZ328;日立SH3和SH4。

除了支持16位和32位的处理器以外，SSD1906还可以支持8位的处理器。SSD1906内部集成了256KB的显存，支持寄存器在内存中的映射;通过M/R输入信号，选择访问内存地址空间，或者访问寄存器地址空间。此外，通过18位地址总线，MCU可以直接访问SSD1906内部连续的256KB显存。

1.2显示支持与显示模式

SSD1906显示控制器支持多种类型的LCD接口，包括4/8位单色STN接口;4/8位彩色STN接口;9/12/8位有源矩阵TFT接口。此外，SSD1906支持1/2/8/16bpp四种色深。对于单色无源LCD面板，SSD1906还个有64个灰度级;对于无源STN面板和有源矩阵TFT面板，SSD1906都可以支持多达256K颜色。此外，SSD1906还支持多种分辨率，包括320×320，160×160和160×240(其中色深为16bpp)。

1.3显示特性

在显示特性方面，SSD1906支持显示旋转模式，通过对SSD1906内部相应控制寄存器的设置，可以实现显示图像的90°、180°和270°硬件旋转。同时，SSD1906还支持虚拟显示，即显示的图像尺寸可以比实际选用的LCD面板大。用户可以通过上下和左右滚动屏幕，实现完整图像的观看。

SSD1906显示控制器支持浮动窗口显示模式。在这种模式下，主显示窗口中可以同时显示一个浮动窗口，这个浮动窗口可以位于主窗口中的任意位置，具体可以通过浮动窗口控制寄存器进行设置。此外，SSD1906还支持两个硬件光标(只支持4/8/16bpp)，并支持双缓存/多页模式，因而可以显示流畅的动画，并可以实现实时的屏幕刷新。

2AT91RM9200微控制器

Atmel公司的AT91RM9200是基于ARMThumb的ARM920T微控制器，时钟频率为180MHz，运算速度可以达到200MIPS。AT91RM9200内部分别有16KB的数据缓存和指令缓存，具有存储器管理单元(MMU)。此外，AT91RM9200内部还包括16KB的SRAM和128KB的ROM，具有外部总线接口(EBI)，

支持SDRAM、静态存储器、BurstFlash、CompactFals、SmartMedia以及NANDFlash。

AT91RM9200微控制器提供的系统外设包括：增强的时钟发生器和电源管理控制器;2个具有双PLL的片上晶振，低时钟操作模式以及通过软件实现的电源优化功能;具有4个可编程的外部时钟信号;系统定时器包括定时中断、看门狗和第二计数器;具有报警中断的实时时钟;具有调试单元、两线UART，并且支持调试通信通道;具有8个优先级的高级中断控制器，可独立屏蔽的向量中断源，具有伪中断保护功能;拥有7个外部中断源和1个快速中断源;4个32位的PIO控制器，多达122条可编程的I/O线，每条I/O线具有输入变化中断和漏极开路电容;具有20个通道的外围数据控制器(PDC)。

3硬件设计

3.1SSD1906的总线接口

SSD1906显示控制可与多种MCU相连，具体的连接方式取决于MCU所支持的总线类型。SSD1906支持单时钟输入(CLKI)，从而可以由MCU的.总线时钟为其提供时钟信号。对于通用#1总线，SSD1906用于与MCU相连的引脚为：

A0――接低电平;

A[17：1]――系统地址总线位17～1;

D[15：0]――系统数据总线输入;

WE0――低8位数据的写使能信号输入;

WE1――高8位数据的写使能信号输入;

CS――片选输入;

M/R――选择读写显示内存或内部寄存器。高为显示内存，低为内部寄存器;

BS――接高电平;

RD/WR――高8位数据的读命令输入;

RD――低8位数据的读命令输入;

WAIT――等待信号输出。可以通过配置，决定该信号为高电平有效或低电平有效;

RESET――复位输入信号。

3.2总线接口分析与实现

AT91RM9200微控制器的总线接口属于通用#1型接口，因而可与SSD1906直接相连。其中，AT91RM9200的A[17：1]、D[15：0]、NWR0、NWR1、NCS2、NWAIT、NRST引脚，可以分别与SSD1906的A[17：1]、D[15：0]、WE0、WE1、CS、WAIT和RESET引脚直接连接。而AT91RM9200的NRD引脚可以使能16位或者8位的读访问，因而可与SSD1906的RD/WR和RD引脚相连，作为高字节和低字节的读使能信号。对于SSD1906的M/R信号，可以由AT91RM9200的A18信号进行控制。SSD1906与AT91RM9200的总线连接如图2所示。

此外，由于SSD1906的CLKI的输入时钟频率最高为66MHz，而其总线时钟频率最高也为66MHz，因SSD1906的总线时钟BCLK可以直接由CLKI提供，其频率比为1：1。另外，AT91RM9200的总线类型为通用#1型，选NWAIT信号为低有效，总线接口为小端模式，所以可以确定SSD1906的配置引脚CF[7：0]为0x0Bh。

4寄存器配置

在寄存器配置方面，包括对MCU的初始化及对SSD1906的初始化和设置。对于AT91RM9200微控制器，首先，必须设置相应的PIO控制寄存器，将有复用的I/O线配置为所需要的功能。其次，考虑到SSD1906的CLKI时钟频率最高为66MHz，因此，需要对AT91RM9200的PMC_PCK0寄存器进行设置，保证PCK0的输出时钟频率不超过66MHz。下面分别介绍SSD1906的主要寄存器配置。

4.1SSD1906的内部时钟设置

SSD1906支持单时钟输入，即所有的时钟信号都可以由CLKI的输入时钟提供。对于SSD1906的总线时钟BCLK，可以通过配置CD[7:6]引脚，对CLKI得到需要的BCLK。这里将CF[7:6]配置为00，即BCLK=CLKI。

内存时钟MCLK用于访问SSD1906内部的SRAM。SSD1906的设计充分考虑了省电控制，当显示控制器不工作时，时钟自动关才。而另一方面，减小MCLK的频率，会增加MCU时钟延迟，从而降低屏幕刷新的性能。因此，为了在省电与性能之间达到最优的平衡，MCLK的频率配置必须满足两点：既要有足够高的内存访问频率，以提供较快的刷新率，又要保证MCU的延迟为一个可接受的值。通过配置寄存器REG[04h]，由BCLK得到MCLK时钟。

像素时钟PCLK用于控制LCD面板。PCLK的选择必须与LCD面板的最优帧速率相匹配。帧速率的计算公式为

帧速率=fPCLK/(HT)×(VT)

其中：fPCLK为PCLK时钟频率，单位为Hz;

HT=((REG[12h]bits6-0)+1)×8Ts,为水平总周期;

VT=((REG[19h]bits1-0,REG[18h]bits7-0)+1)lines,为垂直总周期。

像素时钟PCLK的选择具有很大的灵活性。首先，LCD面板的帧速率一般都有一个允许的范围。其次，像素时钟频率也可以指定为一个很的值，然后，通过调整水平和垂直显示周期，将帧速率降低到一个最优值。像素时钟的时钟源可以为MCLK或BCLK。通过配置寄存器REG[05h]，可以得到不同的PCLK。

4.2虚拟显示模式的设置

SSD1906支持虚拟显示模式，具体可以通过以下寄存器的设置实现。首先，设置主窗口显示起始地址寄存器REG[74h]、REG[75h]和REG[76h]，指定显示内存中主窗口图像的起始地址。然后，设置主窗口线地址偏移寄存器REG[78h]和REG[79h]，确定虚拟图像的水平像素数。当然，设定的水平像素数必须大于LCD面板的实际显示像素宽度，才可以实现虚拟显示，否则为普通显示模式。图3所示为主窗口与虚拟显示区域的关系。

4.3浮动窗口的设置

浮动窗口可位于虚拟显示区域内的任何位置，其定位可以通过浮动窗口控制寄存器REG[7Ch]到REG[91h]来进行设置。浮动窗口的色深和显示方向与主窗口相同。本方案中采用的是正常方向模式显示，即禁止显示旋转。图4为本方案中浮动窗口与主窗口的关系，以及定位寄存器的设置。

4.4硬件光标的设置

SSD1906支持在主窗口中显示两个硬件光标。这两个光标可以位于主窗口的任何位置，具体定位通过光标模式寄存器REG[C0h]到REG[111h]控制。硬件光标只支持4/8/16bpp显示模式。

光标的色深和显示方向与主窗口一致。本方案中光标的定位以及相应的控制寄存器设置如图5所示。

这里只介绍了SSD1906中的一些主要寄存器的配置。其它的寄存器设置，请参考相关资料。

结语

液晶显示控制器篇5

摘要：随着可持续发展战略的提出以及人们节能环保意识的不断提高，加大太阳能资源的开发与利用越来越成为解决我国能源问题的一大途径。本文针对太阳能路灯控制系统中常见的一些故障问题，提出了一种带故障自检显示的太阳能路灯控制系统。

关键词：太阳能故障显示单片机设定参数温度传感器

0 引言

随着我国社会经济发展步伐的不断加快，能源问题逐渐成为制约我国经济和社会可持续发展的重要因素。因此，我国越来越重视开发和利用可再生能源，并将加大可再生能源的开发与利用作为推进社会经济发展进程的一项重大举措。目前，太阳能资源作为一种清洁高效的可再生资源被广泛应用至照明领域，一方面实现了太阳能资源的高效利用，解决了能源不足问题；另一方面还有效地优化了能源结构，减少了环境污染。但传统的太阳能路灯控制系统无法对太阳能蓄电池进行监控，不具备故障显示和检测功能，直接影响了路灯控制系统的正常运行。因此，针对这个问题本文提出一种控制系统，可以自动检测故障并显示故障点。

1 工作原理

本控制系统借助微处理器芯片对太阳能路灯的电池电压、蓄电池电压、灯头支路电流进行取样检测，并根据各点的数据显示情况合理调控电池的输入和输出量，实现了蓄电池充电、放电、温度补偿的一体化。在实际运行过程中，该太阳能路灯控制系统通过控制软件对系统的工作状态、工作模式、故障位置等进行实时控制，故障处理效率较高。

这一太阳能路灯控制系统以微处理器为核心，用户可直接将相关系统参数输入系统。微处理器根据系统设定参数调节蓄电池的电压和电流，并及时发出输入和输出信号，同时系统还可以通过温度传感器进行温度补偿。此外，微处理器系统还配有实时时钟电路RTC、看门狗、后备锂电池和LCD显示。控制系统结构详见图1。

■

图1 控制系统结构图

2 硬件系统设计

2.1 硬件系统及其设计系统采用单ATMEL微处理器芯片，可以有效地提升系统的存储空间，同时内设高精度、高智能化的振荡器以及看门狗复路点位，实现了对系统故障的实时监控。在进行充电和放电控制时，系统必须通过远程设备进行操作，并发出相应控制命令，将电信号传递至各系统结构。该系统功率控制单元由太阳能电池电压电流测量、蓄电池电压电流测量、蓄电池电流控制功率管和多路模拟开关组成。在工作中，系统始终保证充电流程的最优化，实现蓄电池的高效充电。

2.2 太阳能电池的电压检测与控制利用电路采样点对蓄电池电路进行采样，通过差模输入和端口转换等方法有效避免了干扰情况的出现，大大提高了测量数据的准确度。同时，该系统还根据实际电流的输入和输出情况设置了分压电路，以防止电流输送过程中脉动杂波对采样电压造成影响。

2.3 负载电流取样检测本电路核心是采用模拟比较器LM339，利用TL431提供基准电压。在灯头与地之间取样，采用PA6取样芯片，保证支路突变信号反映敏捷，可以保证传输到微处理器芯片输入信号的稳定性，通过取样电压与基准电压比较，及时发现其中问题。灯头支路一旦发生过载等异常状况，微处理器芯片就能及时使支路中的场效应管截止，实施系统保护。

3 软件设计

本太阳能路灯控制系统中，系统可以根据单片机RAM对应位置的分配情况准确读取用户工作数据，并根据数据判断是否运行开灯程序。一般地，系统的工作模式由安装测试工作模式、光控开关模式、故障分析判断模式、分段节能控制模式等部分组成。

故障分析判断程序可以及时有效地诊断出太阳能蓄电池和路灯灯头的故障，以便技术维修人员进行维修处理。

4 结束语

本文提出的这种带故障自检显示功能的太阳能路灯控制系统，可以对蓄电池的充电电流和负载电流实施监控，有效地提高了蓄电池的使用时间，同时它还能及时检测出系统故障，减少了工人的工作量。该系统可以使蓄电池的充电效率提高7%以上，增加了其使用寿命。

此外，系统还具有强大的故障检测与保护功能，一旦灯头支路发生过载等异常状况，微处理器芯片就能及时使支路中的场效应管截止，实施系统保护。

参考文献：

[1]Huang Chubui，Li Fuyou，Huang ganyi.Ultrathin Film for optics and Electronics[M].Beijing：Peking University Press， 2001.

[2]赵丽敏，岳宁.基于ARM9的嵌入式电力监控系统的设计与实现[J].电子技术应用，2010（4）：71-74.

[3]李建秋，林辛凡，华剑锋，徐梁飞.基于ARM9和MPC56x的燃料电池发动机双核主控制器的研制[J].电子技术应用，2010（2）：23-29.

[4]黎洪生，刘苏敏，胡冰.基于无线通信网络的智能路灯节能系统[J].计算机工程，2009，35（14）：190-192.

[5]李晶，张维戈，王健强.基于PLC单片机的太阳能路灯控制器[J].微计算机信息，2009，25（2）：51-53.

液晶显示控制器篇6

1 绪论

目前市场上的LED电子显示屏由无数的LED发光二极管、单片机IC电路、不锈钢外框、通讯线等部件组成。运用光电显示技术、视频技术、多媒体技术、网络技术、计算机应用技术、自动控制技术, 针对室内外各种使用环境而设计, 显示信息元素的屏幕[1]。使用专用的控制技术, 用于显示文字、文本、图形、图像、动画、股票行情等各种信息以及电视、录像信号, 由LED器件阵列排步组成的显示屏幕。由于其显示界面大, 亮度高, 非常适合于飞机场、火车站、证券、广场、体育馆等公共场所。

显示屏和其后部的单片机、电子部件构成下位机系统, 实现电子显示的功能。显示屏显示信息的动态变换、刷新, 就得通过数据通讯, 由计算机来控制。异步LED图文显示控制器显示屏内容管理软件就是专门为此而设计的上位机应用软件, 能方便实现图文信息的内容输入、编辑排版、动态显示等全部功能, 力图实现“所见即所得”的效果。

2 系统架构

单机操作模式的上位机架构。

上位机是指可以直接发出操控命令的计算机, 屏幕上显示各种信号变化。上位机的分析能力较强, 处理速度快, 扩展功能相对完善, 可维护性强, 但是上位机对工作环境和工作时间要求比较苛刻。下位机是直接控制设备获取设备状况的的计算机, 一般是PLC/单片机之类的。下位机虽然功能相对简单, 却使用起来安全方便, 能适应较恶劣的环境。

上位机发出的命令首先给下位机, 下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据 (一般模拟量) , 转化成数字信号反馈给上位机[2]。上下位机都需要编程, 都有专门的开发平台。

本系统的下位机为:MALAND公司的LED控制卡和显示屏。

3 系统功能

(1) 项目工程模块。a.项目属性模块设计是为了能够方便的管理多个屏幕信息以及屏幕下的分区信息。项目信息中包含了该项目中管理的屏幕总个数以及屏幕名称, 利用这些数据就可以控制系统装载屏幕信息。b.屏幕属性模块设计是为了管理好属于该屏幕下的分区信息。通过读取屏幕属性信息得到当前需要装载的是哪一个分区, 以及该屏幕有多少个分区、各个分区的名称。c.分区属性模块设计用于保存当前正被系统装载并模拟显示的分区的参数值。

(2) 图文组件模块设计各种不同用处、不同种类的模拟显示屏效果的组件。设计组件与设计其他功能是相对独立的, 在软件完成后也可以根据需要进行添加、修改、删除来完善模拟显示屏效果的组件库。

(3) 界面管理模块。a.项目管理器不仅可以让用户对项目中的屏幕和分区有个很直观的认识, 而且可以使用户能够快速的在多个显示屏或分区之间来回的切换进行编辑处理。b.屏幕分区模拟窗口使用户可以进行可视化的内容编辑、添加删除组件、组件的拖拉操作、组件的效果处理、组件的复制粘贴、图层管理等一系列的编辑操作。而系统也是通过屏幕分区模拟窗口来显示出模拟效果, 达到和用户进行交互的目的。c.组件属性栏是为了方便用户可以实时地更改组件的属性值。

(4) 编译文件模块的主要功能是将用户编辑完成的图文效果信息进行编译, 使这些效果可以被LED硬件系统正确的显示, 另外还可以通过编译的文件对LED硬件系统的系统参数和运行参数进行设置。

(5) 串口通讯模块利用Spcomm控件把编译好的二进制文件通过串口传输至LED控制卡, 使LED控制卡控制显示屏进行相应的显示处理。

4 系统关键技术

本系统选用Delphi开发平台, 运行于Windows操作系统之上。以文本文件和二进制文件形式实现系统数据存储管理, 灵活运用Object Pascal面向对象程序设计技术实现图文组件库的设计, 利用线程实现组件的动态效果展示, 并按照自定义数据协议通过Spcomm控件编程, 实现系统与异步LED硬件之间的串口数据通讯。

5 结论与展望

本文阐述了基于单机操作模式的上位机架构的异步LED图文显示控制器显示屏内容管理器软件的设计与实现。系统的一个较重要的目标是使用户体验到“所见即所得”的编辑方式, 因此用户界面、屏幕分区模拟和可视组件等方面的设计是否成功起着决定性的作用。系统的大多数代码都是围绕这个方面实现的, 使用户无需考虑底层的实现, 只需通过鼠标操作以及一些必要的属性赋值即可得到一个十分出色的显示效果。

而在后台处理中, 包括了工程项目的管理、显示效果的编译和编译文件的传输三部分。主要涉及的都是文件的生成、组织等操作和文件数据的传输, 在代码中必须保证数据的正确性、有效性以及安全性。

尽管设计基本满足系统的要求, 但还存在诸多需要改进的不足之处。组件库还需要进行更加丰富的扩充。无线方式将是今后数据传输发展的趋势, 因此今后上、下位机系统研发共同努力的方向是使用GPRS或WIFI技术[4], 实现数据的通讯传输。

摘要：本课题介绍了在windows环境下利用Delphi开发基于单机操作模式上位机架构的异步LED图文显示控制器显示屏内容管理软件的设计与实现。

关键词：windows环境,LED图文,控制器,显示屏

参考文献

[1]彭妙颜, 周锡韬.信息化音视频设备与系统工程[M].北京:人民邮电出版社, 2008.24-25.

[2]Stankovic.J.Real-time and Embedded System[J].ACM Computing Surveys, 1996, 28 (1) :31-32.

[3]黄军.Delphi串口通信编程[M].北京:P人民邮电出版社, 2001.33-35.

液晶显示控制器篇7

关键词：FPGA,SDRAM,控制,时序,LCD

1引言

LCD彩色液晶显示器技术经过长期的不断发展与普及, 已被广泛应用于各类图形显示系统。一般显示芯片多采用SRAM (静态RAM) 作为存储器, 实际工作中最高频率为66MHz, 而sdram的工作频率可达到166MHz以上, 单片可以达到256Mbit以上的存储容量, 其存储容量和速度价格都有很大优势。SDRAM存储器大多都是用专用芯片或CPU接口支持来完成其控制, 当需要对SDRAM存储器进行特殊应用时, 就需要靠设计控制电路来实现。

目前显示设备多采用专用显示控制芯片来完成显示方面的控制, 如果采用专用的显示芯片来进行显示方面产品开发的话, 很容易收到器材停产等因素的影响, 很难找到合适的替代芯片。另外大部分专用显示芯片为商业级, 其工作温度范围不能满足工业、专用领域 (工作温度-40℃~85℃范围) 的需求, 因此对于时效性较长的产品来说, 采用基于通用架构的平台来设计专用显示功能的控制是很有必要的。采用基于FPGA现场可编程门阵列与SDRAM存储器的液晶显示控制器能既能获得很好的显示性能与可靠性, 又能够在系统灵活性、通用性、性价比、扩展性等方面有较好的优势。

2液晶显示控制模块的基本原理

为了减轻主CPU处理器在显示上的占用过多的资源, 液晶显示控制模块用来作为处理器与LCD显示屏之间的接口, 该模块独立地为显示屏提供显示所必需的显示数据与时序信号。如图1所示, 本文介绍了由FPGA与SDRAM构成的显示控制模块硬件构架, 使用2片SDRAM作为显存。该硬件平台主要由显存控制模块、时序模块、图像处理模块构成。显存控制模块用于控制SDRAM显存中的内容;时序模块用于产生与像素信号相对应的显示时序信息;图像处理模块主要功能是对从显存读取的像素数据, 进行相应的查找表颜色转换, 送至LCD显示屏进行显示。

3液晶显示控制模块设计

3.1 SDRAM显存的显示控制模块设计

3.1.1 SDRAM基本原理与应用

显存控制模块采用2片128Mbit的SDRAM存储器组成, 每片32位, 组成64位的数据总线, 物理上就是两条指令与数据通道。

SDRAM内部操作是一个复杂的状态机, 具有多种工作模式。SDRAM器件的管脚分为以下几类:

(1) 控制信号包括片选, 时钟, 时钟使能, 行列地址选择, 读写选择, 数据有效。

(2) 地址时分复用管脚, 根据行列地址选择管脚, 控制输入的地址为行地址或列地址。。

(3) 数据双向管脚。SDRAM的所有操作都同步于时钟。根据时钟上升沿时控制管脚和地址的输入。

SDRAM存储器在系统上电后需要进行初始化设置, 具体流程见图2。

如图2所示, SDRAM需要在系统上电或复位后等待100us, 时间到后执行至少一条空操作或者禁止操作指令, 之后对所有存储单元执行Precharge预充电命令, 完成该指令之后, SDRAM存储器进入Idle空闲状态。之后对所有的内存单元执行两条Auto Refres自动刷新命令, 让SDRAM存储器内部的自动刷新功能运行, 之后设置SDRAM的运行模式命令, , 完成对设置之后SDRAM进入Idle空闲状态, 以上步骤完成了初始化操作, 之后处理器就可以对SDRAM进行正常的读写操作了。

SDRAM存储器的基本读写指令操作需要使用到控制线与地址线, 按规约好的时序来完成。首先由处理器发出存储单元激活命令Active, 同时锁存相应的存储单元地址、RAS行地址, 等待超过RAS行地址到CAS列地址的延迟时间, 之后发出读或写命令。读操作模式下, 经过CAS列地址选通的工作时间后, 读取的数据将会出现在数据总线上, 写操作模式下能够立即就写入。在读写操作完成之后, 需执行SDRAM预充电命令, 关闭已激活的存储页。预充电完成之后, 等待相应的时间就能够进行下一次读写操作。SDRAM的读操作只有一种突发模式, 长度可选为l、2、4、8、整页, 而写操作具有突发和非突发两种模式, 长度与读操作的一样。

3.1.2 SDRAM存储器的优化

显示系统采用两块32bit的SDRAM存储器组成了64bit的位宽, 物理上具有两条指令与数据通道。在进行大量连续的数据读操作时, 两条通道同时进行工作, 效率是单片模式下的两倍。为了实现LCD的实时扫描, 在设计中采用了乒乓操作的模式, 在进行大量数据的写操作时, 先写第一片SDRAM的一行, 当即将写完该行数据时对第二片SDRAM进行写操作, 将随后的数据写入第二片SDRAM内的相同行, 这样操作能够节省SDRAM的Active激活和Precharge预充电时间, 提高读写SDRAM的效率。

3.2时序模块

时序模块即时序发生模块主要用于产生液晶屏所需要的D_CLK像素点时钟, H_SYNC行同步, V_SYNC场同步及数据使能信号。使用FPGA时序逻辑编程能够很方便地产生行场扫描时序信号, 相对于专用电路更简洁、兼容性能更好, 时序发生模块的架构图如图3所示。

3.3图像模块

33..33..11显显存存地地址址发发生生与与数数据据读读取取模模块块

地址发生模块提供显存地址给数据读取模块, 地址表用来记录LCD显示屏上像素点的地址, 当显示屏的扫描时钟位于屏幕某一像素时, 向显存读取模块输出该像素的地址值, 显存读取模块从该地址从显存中读取相应的像素数据。地址发生模块向显存数据读取模块提供地址的操作与显存读取模块的读操作是同步进行的, D_CLK像素点时钟作为同步时钟, 时序发生模块的场同步消隐信号HB作为复位信号。时序发生模块的数据使能信号作为触发信号。

显存数据读取模块通过数据总线访问SDRAM显存, 对FPGA内部的调色板模块提供数据交互的接口。数据读取模块的触发信号为LCD数据使能信号, 颜色及色深可根据系统的要求进行相应的设置。显存读取状态机在时钟信号的触发下, 依次将像素点信息输送至调色板模块。

3.3.2调色板模块

调色板模块接收显存地址与数据读取模块送来的像素信息, 经过颜色查找、视频信号综合后, 输出RGB数字视频信号至液晶显示屏。

4结束语

液晶显示控制器篇8

如今液晶显示器 (Liquid Crystal Display, 简称LCD) 在日常生活中的应用越来越广泛, 尤其是电脑的显示器、液晶电视和智能化仪器的观察屏的广泛普及使得LCD随处可见。当LCD所处的环境光强发生变化时, 如果LCD的亮度不能随之进行相应的变化容易使人产生视觉疲劳, 这种情况如果发生在一些重要场合, 比如飞机或军用, 会对人民的生命财产和国家的安全构成威胁[1], 所以根据环境光强变化自动改变LCD的亮度具有重要的研究价值。

当LCD的亮度与环境光强比值为适当值时, 使用者看到的屏幕内容最清晰而且此时不容易产生视觉疲劳[2]。如何保证LCD背景照明光强的自动调节并保持与环境光强比值不变是亟待解决的问题。本文介绍了一种以C8051F350单片机为主控芯片的背景光控制系统, 可实时采集环境光强和背景照明光强, 自动调节背景照明强度, 使LCD的亮度与环境光强的对比度达到最佳。

1LCD背光控制原理

LCD背景照明目前主要采用冷阴极荧光灯管 (CCFL) , 少数开始采用白光LED, 本文介绍的调光系统可同时应用于这两种背光照明方式。由于CCFL技术比较成熟, 是背景照明的主要光源, 本文以CCFL为例介绍系统原理。CCFL背光照明技术是将线光源转变为亮度均匀的面光源, 发光强度由DC/AC逆变器控制, 改变逆变器的控制电压可以改变CCFL的发光强度, 从而调节LCD屏的亮度。为实现环境光强变化后LCD能够自动调节到最佳亮度, 利用光电传感器动态采集环境光强, 由C8051F350对信号进行处理后输出CCFL的控制电压, 以达到自动调光的目的[3]。

2硬件设计

LCD背光控制系统主要由信号采集与调理、C8051F350主控部分、控制信号的放大和通信接口4部分构成, 系统框图见图1。采用C8051F350作为系统的主控芯片, 通过实时采集环境光强和背景照明光强, 实现LCD亮度的动态调节。通信部分则采用RS232接口方式, 主要完成系统参数的设置以及固件程序的系统升级 (ISP) 。

2.1 光强信号采集与调理

系统采用的光电传感器在0 lx～50 000 lx范围的照度下产生0 mV～412 mV的电压, C8051F350的A/D输入电压范围为0 V～3.3 V, 因此通过LM324对信号进行放大调理, 其放大电路见图2。为实现将0 mV～412 mV的电压放大到0 V～3.3 V的范围, 设计放大倍数为8, 放大倍数计算公式为:

R13选择10 kΩ电阻, R14选择80 kΩ电阻。LM324由4个独立的运放组成。为了提高采集光强的准确度, 分别用2个光电传感器采集CCFL光强, 2个采集环境光强, 对这4路分别放大后直接输入到C8051F350的高精度AD转换通道0～3进行A/D化处理。

2.2 主控部分

主控芯片采用了美国Silicon Laboratories公司的混合信号ISP FLASH微控制器C8051F350, 其内部有一个全差分24位高精度Sigma-Delta模/数转换器 (ADC) , 该ADC具有片内校准功能, 保证了LCD亮度的高精度动态调节。为实现系统的稳定性和可靠性, 采用模拟和数字分开供电, 减少了数字信号和模拟信号之间的干扰。C8051F350主要控制光信号的A/D转换与处理、控制信号的输出及RS-232串口通信[4]。

2.3 控制信号放大

C8051F350内部有两个8位电流方式数/模转换器 (IDAC) 。IDAC的最大输出电流可以有4种不同的设置:0.25 mA、0.5 mA、1 mA和2 mA。由于C8051F350输出为电流型信号, 采用如图3所示电路将控制信号转化为电压型信号并放大到0 V～6 V的范围输出。本系统选用IDAC0和0.5 mA档位作为控制信号的输出, 通过2 kΩ电阻将电流转化为电压, 电压最大可达1 V, 由LM358将电压放大6倍后输出。

3实验数据及处理

本系统采用2.6×380型号的CCFL和L88亮度计, 测量CCFL在0 V～6 V之间不同控制电压下的亮度, 实验结果见表1。表1中亮度为多次测量的平均值。为实现精确连续流畅的调光, 避免传统查表方式存在的精确度差、占用存储空间多的缺点, 这里采用公式法计算输出控制电压。根据表1, 利用最小二乘法由MATLAB数学软件拟合出CCFL控制电压与亮度的关系表达式为[5]:

U=-10.995 8+3.586 1B-0.233 6B2+0.004 3B3 。 (2)

其中:U为控制电压值;B为对应的亮度值。

4软件设计及程序流程图

软件设计包括上位机软件和下位机程序。上位机软件主要实现LCD最佳对比度等必要参数的设置, 采用Visual C++6.0编写。下位机固化程序主要包括CCFL发光电压控制模块程序、RS232通信模块程序。

下位机调光控制程序实现动态调节CCFL光强, 按照传统的方式是将电压与对应的亮度关系对照表下载到下位机中, 调光时通过查表找出最接近的值。本系统根据控制电压和亮度的函数关系通过计算获得控制电压, 大大节省了下位机的存储空间, 同时提高了调光的速度, 并保证了CCFL发光强度变化的连续性。调光控制的具体实现如下:由C8051F350自带ADC对当前采集的背景照明光强和环境光强进行模数转化, 并对背景照明和环境光强的比值与设定值进行比较;如果大于设定值则说明环境光变暗, 此时需要将CCFL调暗到一定亮度;如果小于设定值则说明环境光变强, 则需要提高CCFL的发光强度。CCFL的控制电压可由公式 (2) 计算得出, C8051F350将控制信号输出调节LCD背景照明光强。调光控制系统程序流程图见图4。

5结论

该调光控制系统能够实现LCD亮度的自动调节, 并有效保证LCD亮度与环境光强的比值为最佳。环境光强变化后人眼无不舒服的感觉, 消除了因环境光强变化引起的视觉疲劳。

摘要：介绍了一种液晶显示屏自动调光控制系统, 当环境光强发生变化后自动调节液晶显示器的背景光强, 使液晶显示器亮度与环境光亮度比值达到最佳, 使用者不易产生视觉疲劳。同时介绍了该系统的工作原理、硬件组成和程序控制。实验表明该系统很好地实现了动态调节液晶显示器背景光强的要求, 可以广泛应用于采用液晶显示器的产品中。

关键词：液晶显示器,背光调节,控制系统

参考文献

[1]王元庆.基于PWM调光的冷阴极荧光灯动态特性研究[J].电子测量与仪器学报, 2005, 19 (6) :17-20.

[2]谢尧宏, 林久翔, 陈小菁.动作环境下液晶显示荧幕对阅读绩效与视觉疲劳之影响[J].电子器件, 2008, 31 (1) :345-349.

[3]陈丹江, 张巧文.荧光灯自动调光系统的研究[J].电子器件, 2007, 30 (3) :995-997.

[4]邱选兵, 王小伟, 夏春华, 等.基于C8051F340的高精度定时装置的设计[J].机械工程与自动化, 2008 (3) :22-24.

液晶显示控制器篇9

FPGA的运行速度块,管脚资源丰富,容易实现大规模的系统设计,有大量的软核可用,便于进行二次开发。另外,由于FPGA具有可重构能力、抗看绍兴强等特点,因此,FPGA在工业控制等领域越来越受到重视。使用FPGA来完成VGA图像显示控制,可以让图像显示脱离PC机的控制,形成体积小、功耗低的格式嵌入式系统(便携式设备或手持设备),在应用于地面勘测、性能检测等方面,具有重要的现实意义[2]。

显示器因为其输出信息量大,输出形式多样等特点已经成为现在大多数设计的常用输出设备。在FPGA的设计中可以使用很少的资源,就产生VGA各种信号[3]。为了通过VGA端口连接显示器显示前端采集到的图像数据,本设计在STK-FPGA开发板上使用VGA接口在显示器上显示文字及简单的图形。

现形的VGA接口大都用于CRT显示器,用作计算机的输出设备,另外,在很多图像采集输出的地方也占有一席之地。例如车载监控系统,图像识别等领域。

1 VGA显示原理

VGA工业标准显示模式要求:行同步、场同步都为负极性,即同步头脉冲要求是负脉冲。设计VGA图像显示控制要注意两个问题:一个是时许驱动,这是完成设计的关键,时序稍有偏差,显示必然不正常,甚至会损坏彩色显示器;另一个是VGA信号的电平驱动(VGA信号的驱动电平是模拟信号)对于一些VGA显示器,HS和VS的极性可正可负,显示器内可自动转换为正极性逻辑。在此以正极性为例,说明CRT的工作过程:R、G、B为正极性信号,即高电平有效[1]。

2 VGA时序

VGA时序控制模块是整个显示控制器的关键部分。最终的输出信号HS,VS必须严格按照VGA时序标准产生相应的脉冲信号,否则不能正确显示图像,甚至损坏显示器。

设计思路:由于像素频率约为25MHZ,则当输入50MHZ的时钟信号时,进行二分频处理,即可得到与像素频率相同的时钟信号。再对25MHZ时钟信号进行800分频,并当计数值小于640时,行同步信号取高电平,计数值大于640小于800时,行同步信号取低电平。在此基础上,利用行计数器进行计数,当计数值小于480时,场同步信号取高电平,计数值大于480小于525时,取低电平。其时序图如图1所示。

当VS=0,HS=0时,CRT显示的内容为亮,此过程即向扫描过程,约需26μs。当一行扫描完毕,行同步HS=1,约需6μs;其间,CRT扫描产生消隐,电子束回到CRT左边下一行的起始位置(X=0,Y=1);当扫描完成480行后,CRT的场同步VS=1,产生场同步使扫描线回到CRT的第一行第一列(X=0,Y=0)处(约为两个行周期)。HS和VS的时序图如图2所示。在时序图中,T1为行同步消隐(约为6μs);T2为行显示时间(约为26μs);T3为场同步消隐(2行周期);T4无场显示时间(480行周期)。HS和VS的时序图如图2所示[1]:

3 FPGA简介

FPGA是现场可编程门阵列的简称,它是电子设计领域中最具活力和发展前途的一项技术,上至高性能的CPU,下至简单的74电路,都可以用FPGA来实现。可以通过传统的原理图输入法或硬件描述语言自由地设计一个数字系统。通过软件仿真,可以事先验证设计的正确性。在PCB完成以后,还可以利用FPGA的在线修改功能,随时修改设计而不必改动硬件电路。所以,使用FPGA来开发数字电路,可以大大缩短设计时间,减少PCB面积,提高系统的可靠性。FPGA的这些优点使得GAL技术在90年代后得到飞速的发展,同时也大大推动了EDA软件和硬件描述语言的进步[1]。

4 FPGA的开发流程

用VHDL语言开发FPGA的流程图如图3所示,其过程如下:

1)文本编辑:用任何文本编辑器都可以进行,也可以用专用的HDL编辑环境。通常VHDL文件保存为.vhd文件,Verilog文件保存为.v文件。

2)功能仿真:将文件调入HDL仿真软件进行功能仿真,检查逻辑功能否正确,这也叫前仿真。对简单的设计可以跳过这一步,只在布线完成以后,行时序仿真。

3)逻辑综合:将源文件调入逻辑综合软件进行综合,即把语言综合成最简的布尔表达式和信号的连接关系。

4)布局布线:通过传输、映射及元器件的放置和布线后把设计好的逻辑安放到CPLD/FPGA内。

5)时序仿真:需要利用在布局布线中获得的参数,用仿真软件验证电的时序,这也叫后仿真。

6)编程下载:确认仿真无误后生成硬件配置文件(.sof),将.sof文件下载芯片中[1,4,5,6]。

5 模块电路实现

设计中采用自顶向下的设计方法将系统分为时钟模块、时序控制模块、彩条显示模块、图片显示模块和字符显示模块,以硬件描述语言在FPGA中实现,系统顶层如图4所示。

图4中inclk是时钟输入信号,输入pll25(锁相环)对时钟进行稳定并输出给其他模块。VGA640480为VGA时序控制模块,clk接受工作时钟信号,依据VGA显示原理,得到符合VGA显示标准的行扫描地址hcntout和场扫描地址vcnout输出给彩条、图片、字符显示模块,并通过MD模式选择当前显示内容,从选择的模块(彩条显示模块、图片显示模块、字符显示模块)中获取当前地址的显示信息,输出给hs行同步信号,vs场同步信号,并将颜色信息输出给r、g、b颜色分量信号,以显示当前位置颜色。

彩条显示模块从VGA时序控制模块获取当前显示地址,根据MD模式选择,选取要显示的彩条类型,再根据显示的地址判断当前地址显示的颜色,并将显示信息输出给时序控制模块。如横彩条即判断当前场扫描计数点,当计数点在0到60之间输出11111111(即白色彩条),60到120之间输出11111100(即为黄色彩条),120到180之间输出11100011(即为紫色彩条),180到240之间输出11100000(即为红色彩条),240到300之间输出00011111(即为蓝绿彩条),300到360之间输出00011100(即为绿色彩条),360到420之间输出00000011(即为蓝色彩条),其他输出00000000(即为黑色彩条)。竖彩条发生过程与横彩条一样,只是将场计数点换成行计数点来分别进行不同颜色彩条的显示。棋盘彩条的显示就是将横彩条竖彩条进行取异,即当前行计数与场计数所处在的范围进行取异计算,相同为0相异为1,得到该点的输出颜色。字符显示模块中存储了要显示的字符的字模信息,它从时序控制模块得到当前扫描地址,并对地址判断,若该点字符的字模显示为1即显示设置的前景色,字模为0则显示背景色,前景色与背景色可以自行设置。图片显示模块预先定制了一个内部ROM,存储了我们需要显示的图片,它将从时序控制模块得到的行、场扫描地址进行判断,当扫描到我们预设的显示区域则根据当前地址获取图片与存储的颜色信息并输出,若扫描的地址不在图片显示区域则显示我们预先设置的背景色。

6 结束语

设计中采用了EP2C8Q208C8芯片来完成以上功能,它可以使用QuartusⅡ软件平台很方便的进行设计,利用VHDL代码具体实现了各模块功能,最终完成整个显示控制器的实现。如解决信息存储ROM的问题,还可以实现多图轮流播放,或者实现视频显示的设计。

参考文献

[1]潘松,黄继业.EDA技术与VHDL[M].北京:科学出版社,2004.

[2]王诚,薛小刚,钟信潮.FPGA/CPLD设计工具-Xilinx ISE使用详解[M].北京:人民邮电出版社,2005.

[3]VGA[EB/OL].http://publish.it168.com/cword/1367.shtml.

[4]基于FPGA的VGA显示模块设计[J].计算机技术与发展,2007,17(6):242-245.

[5]董兵,朱齐丹,文睿.基于PFGA的VGA图像控制器的设计与实现[J].应用科技,2006,33(10):42-45.

智能液晶显示板等篇10

内蒙古霍林郭勒市青少年活动中心包峥绅

我发明的液晶显示板的大小是15×20厘米，它有很多功能：能用各种语言录音、播放；能当作字典、词典；内存大量的名言警句、故事典故、名篇名著；还能在我们遇到难题时，引导我们怎样思考、怎样解答；它还能及时显示社会上的各种文体娱乐及时事政治。

看，这样的智能液晶显示板很吸引人吧，它只需要一个健就可以操作，既简单，又实用。

(指导老师：额尔敦宝音)

带勺子的筷子

彭明俊

吃饭时，我发现喝汤时要把筷子换成勺子，很麻烦。我想可以在筷子上安上一只口窄窄的勺子。这样筷子一掉头就成勺子了。如果再把筷子制作成空心的，还可以用来吸骨髓，这样，筷子就有三种用途了，多方便啊!

多功能文具盒

谈磊

我想发明一种多功能文具盒，这种文具盒有“四怪”：第一，它可随心所变，只要你心中想什么形状，它就变出什么形状；第二，你想要它变成什么颜色，它就变成什么颜色；第三，每个人都要自己去拿文具，比如你正在写钢笔字，不小心把字写错了，你就可以对着文具盒轻声地说一声：“我要胶带纸。”它就自动打开，胶带就自动弹出来了；第四，它还有录音、放音的功能，把英语磁带放在它上面，就可以播放英语了。

月球车

智睿

我想发明一种多功能月球车。这种车的两侧都装有太阳能电池板，车前面有两个机械手，可以用来开采矿石，在车的正前方安装着一个高清晰摄像机。月球车还可以360度转动，这样可以方便观察周围环境和工作。

本车是采用链轨前进的，因为月球的引力比地球引力小很多，采用链轨可以增加车的稳定性和附着力，方便在月球表面工作。

投影仪遥控防尘罩

陈鹏

学校每个教室都安装了多媒体投影仪，为优化课堂教学提供了方便。投影仪没有防尘罩，挂满了灰尘和蛛网，影响教室环境卫生，也对投影仪使用寿命和使用效果有一定影响。投影仪离地有2.5米多高，人工罩上防尘罩不很方便。

我想设计制作一个遥控防尘罩，不用时遥控罩上防尘罩，使用时再打开防尘罩，多方便。

汽车防雾化玻璃

金欣

冬天行车，车外温度低，车内人呼出的水蒸气遇到冰冷的玻璃会液化为小水珠，附着在车玻璃上，影响司机看不清前面路面。我想制造一种能传热的玻璃，将车玻璃和汽车发动机连在一起，玻璃接收发动机散发的热升高温度，水蒸气也就不会在玻璃上雾化了。

可折叠的汽车

乔枫

现在已经有了折叠自行车。但还没有折叠汽车，我想发明一种小巧灵活的折叠汽车：它可以把车轮收缩并拢在一起，使原本双人座变成单人座，可以在狭窄的小巷里穿梭，单人座汽车使马路显得更加宽阔，不会再担心堵车了；再折叠就可放在一个旅行箱里，放在家里、办公室里，不必担心停车没车位、车停在室外被盗了。

感应变光台灯

施超

液晶显示控制器篇11

通用数字显示控制板控制数码管相比于一般的驱动板最大的优点就是可以远程控制更新数字显示。本控制板基于STC11F02E单片机, RS-485具有通讯距离远、抗干扰能力强、传输速度快的优点[1,2], 所以采用485总线传输数字更新信号, 经单片机后再由驱动芯片驱动数码管更新数字。

1 方案总体设计

通过485总线把控制信号传给单片机STC11F02E, 单片机接受数据后再控制驱动芯片来点亮数码管, 方案总体框图如图1。

2 系统硬件设计

系统硬件结构是由中央处理器、电源模块、通讯总线和数码管驱动三个部分组成。

2.1 单片机部分

本系统核心处理器采用20引脚封装的STC11F02E芯片, 该芯片是STC生产的单始终、机器周期 (1T) 的单片机, 是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机, 指令代码完全兼容传统8051, 但速度快8~12倍。内部集成高可靠复位电路, 针对高速通信、智能控制和强干扰场合。

本系统MCU应用电路如图2[3]所示, Y1是11.059 2 M晶振, 为MCU提供时钟。S1是拨码开关, 可为不同的控制板编号, 本设计采用了4位地址拨码, 所以最多可以为16个不同控制板编号, 而拨码开关第五位是控制485信号A、B之间是否接终端电阻。JP3是写程序接口, 通过JP3口可以在线对系统进行调试。

STC11F02E的P32引脚控制接收485信号, P33引脚是给驱动芯片显示数据。P34引脚是对驱动芯片的片选, P35引脚是给驱动芯片提供串行时钟。

2.2 电源部分

MCU和数码管驱动芯片电源都是5 V, 因为设计的485通讯可以有16个节点, 如果串用一个5 V电源, 那么在后几个的控制板电源将低于5 V, 甚至达不到让芯片正常工作的电压。所以设计用外部一个12 V的恒压电源给所有控制板供电。每块控制板用降压DC/DC转换器R1240N001B与外围电路可得到一个非常接近5 V的恒压电源, 电路如图3, VCC=VFB· (R01+R02) /R02=4.995 V。而控制板整体设计功率很低, 远低于R1240N001B的额定功率。

2.3 通讯总线部分

RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性, 长的传输距离和多站能力等优点, 所以系统采用485总线传输, 选用MAX485ESA作为总线的驱动芯片, 总线通讯原理图如图4, 由于考虑到传输距离问题, 需要给较远的RS-485加一个终端负载电阻R3 (120欧姆) 以减弱反射信号干扰。JP1和JP2是总线接口, 因为设计支持多支点, 所以用两个接口直接相连, 并连接到驱动芯片上。

2.4 数码管驱动部分

现在两位的数字显示已经很少用, 更多的是四位或者更多位, 所以选用可驱动八个数码管

MAX7221EWG芯片。该芯片采用三线式串行方式, 接口电路兼容于、、等方式, 占用口线较少;用模拟和数字两种亮度控制方式, 亮度调节更方便;允许用户为每个数码管单独选择译码方式, 可为BCD译码或无译码两种方式, 减少软件的编程工作。5

数码管驱动电路如图5。本设计采用四个双色 (红色和绿色) 数码管, 由数码管的第一和第五引脚来选择颜色, 所以相当于驱动八个数码管, DIG0-DIG7引脚控制数码管的选通, SEG A-SEG G以及SEG DP引脚控制数码管显示的数据。

MAX7221EWG芯片的第一、第十二和第十三引脚分连接到MCU的相关引脚, 以接收串行时钟和显示数据。

3 软件设计

软件使用C语言编写, 软件模块主要有串口通信、存储、实时时钟、中断系统、电源管理等模块。

3.1 主程序

主程序流程如图6, 上电时, MCU就是控制数码管驱动芯片显示数据, 同时检测有没有更新数据信号, 如没有就一直保持, 如果接收到更新数据信号, 便立刻改变数码管数据。

3.2 总线通讯程序

485通讯模块程序流程如图7, 为确保数据的正确性, 采用双字节校验。

4 结束语