基于P89LPC932的LCD组态设计

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要:在概述Philips P89LPC932的基本功能以及与P89LPC764比较的基础上,针对LCD显示设计中的诸多问题,给出一种能广泛应用于各类现场数据显示、组态式LCD的软硬件实现方案;分析硬件电路及其工作原理,并给出软件设计中部分关键代码。该方案在模拟系统上和现场运行情况中进行了难证,成本低,且具有通用性和灵活性等优点。 关键词:P89LPC932 组态设计 LCD显示 通信模式 堆栈空间 初始化程序 引言 随着微电子技术、网络技术和控制技术的不断发展,LCD作为现场显示设备广泛应用在各种通信与控制系统中。大部分的LCD集成了中英文字库,用户输入区位码或ASCII码即可实现文本显示。由于现场控制设备通常较为分散,显示的项目个数和功能也不尽相同,往往给设计带来许多不例。常用的方法是,在软件的设计阶段,根据要求把各个显示的信息固化和程序中。若要修改某个中文字符,程序员首先必须查出其区位码,然后修改计算机上的汉字数据。这样,不但系统的开发周期长、程序可读性差,而且给日后的维护带来很大的不便。为了实现程序的通用性,选用Philips的P89LPC932实现具有组态功能的LCD显示。其优点是,在不需要修改系统软件情况下,通过串口与组态软件方便地设定LCD显示的项目和个数,功能菜单随着设定项目的个数自动改变,并且实现了对设备的简单控制操作,达到了通用性和灵活性结合的目的。 1 P89LPC932介绍 P89LPC932是Philips公司推出的高性能高速度的80C51 CPU,采用0.35μm Flash,6倍速于标准的8051。8KB Flash程序存储器,具有1KB可擦除扇区和64B可擦除页;512B数据EEPROM存储器可用来存储器件序列码及设置参数;256B RAM,512B辅助片内RAM。 在P89LPC76X系列中,P89LPC764得到了广泛的应用;但由于LPC764只有4KB 的程序空间和128B的数据存取空间,故不能满足较大量数据通信和显示的要求。与之相比,P89LPC932还具有如下特点与优势: ①程序区域扩大。由4KB的EPROM扩大为8KB Flash,并提供在线编程功能。 ②数据区域扩大。P89LPC932有256B的内部数据存取区,512B的辅助存取区和512B的EEPROM。 ③串行通信功能增强。设置高精度波特率发生器。LPC764实时串行通信时,模式3要使用到定时器1。LPC932使用波特率发生器实现通信设置,可节省出定时器1。带有字符检测、帧错误检测、溢出错误检测、双缓冲发送功能、发送中断控制(停止位的开始或结束产生中断)、可实现RX/TX中断分开,从而提高通信效率。 ④新增定时器模式6。简单的8位PWM信号发生器,带自动重装的8位定时/计数器,重装值表示PWM领带的占空比。 ⑤串行外围接口SPI。高速串行通信接口,最高速度为3Mb/s。主从模式实现全双工同步通信。 图3 2 LCD系统组态 组态式LCD实现的关键在于对汉字处理,以往的做法把系统菜单的汉字区位码固定在程序中。由于立即数表示的信息难于维护,一旦需要对程序修改,将是一件费劲的事件。我们的处理方法是,设置系统信息表,并把所有的中文信息(系统菜单和显示信息)存放于EEPROM。中文信息和系统信息表通过由VB编写的LCD组态软件完成,并通过串口下载到EEPROM。当LCD上电后,程序根据系统信息自动配置显示菜单,从而实现了系统的组态性。 系统信息表记录实际显示的AI、AO、操作参数、DI、DO的个数。LCD在进行页面更新时,先读出相应项目的个数,并自动调整显示的条目。所有AI、AO、OPER、DI、DO的名称中文区位码,单位ASCII码,状态信息中文区位码都存放到EEPROM中。项目名称为4个汉字,单位信息为2个ASCII字符,状态信息为2个汉字。 LCD显示装置实现功能如下: ①实时显示8个模拟量输入点(AI)、8个模拟量输出点(AO)、8个运行参数、8个开关量输入点(DI)、8个开关量输出点(DO)。 ②修改模拟量输出点、运行参数和开关量输出点,实行就地对设备的控制。 ③密码管理。用户可以直接在LCD上或通过组态软件修改密码。 ④流动显示和手动显示功能。 ⑤组成功能。通过组态软件可以方便地修改各显示量的中文代码和单位等信息。 在各种通信与控制系统中,LCD显示特定的数据信息而处于控制系统的末端,通常傣族法通过RS485总线与控制器相连形成一个网络。控制器与LCD在数据传送上有两种关系。一种是控制器为Master,LCD为Slave.控制器轮流地向各LCD传送数据,从而实现实时数据显示。另外一种是控制器为Slave,LCD为Master.LCD主动地向控制器发出请求信息,实现集中显示的功能。为了系统的通用性,我们设计了两个特殊功能开关,从而实现LCD主从模式的和组态模式的切换。 Slave模式:LCD等待主站发送实时数据。当接收到数据时检测是否为本机站号。若是,立即接收数据并进行显示,否则丢弃数据包,如图1所示。 Master模式:LCD轮流向各个控制器发出请求读数命令,并作相应的显示,如图2所示。 组态模式:LCD发出组态命令,当接收到组态信息后发出组态成功信息。 3 硬件设计 如图3所示,P89LPC932中P0口作为键盘输入和站号地址,P2口与LCD数据线相连,P1.7、P1.6为LCD数据传输的握手信号。串行通信线TXD、RXD与MAX487相连,并通过P1.4实现通信方向的切换。 LCD选用的是OCM2%26;#215;8液晶显示器,内含GB231216%26;#215;16点阵国际一级简体汉字字库和ASCII8%26;#215;8及8%26;#215;16点阵英文字库;具有上/下/左/右移动当前显示屏幕及清除屏幕的命令。LCD所有的设置初始化工作在上电时自动完成,实现了即插即用。LCD硬件接口使用8位并行接口方式,采用REQ/BUSY握手协议。图4所示为LCD写汉字时序。LCD模块在收到外部的REQ高是怦信号后立即读取数据线上的命令或数据,同时将应答线BUSY变为高电平,表明LCD已收到数据并正在忙于对数据的内部处理。当BUSY变为低电平时,表明LCD对用户的写操作已经执行完毕。在写入多个数据时,可以不断地查询应答线BUSY是否为低电平。如果为低电平,可以继续送下一个数据。 4 软件设计 图5是软件的结构,每个模块对应一个独立的处理函数。LCD显示以页为单位,程序设“PageArbiter”函数实现对页面的管理。页面管理函数根据用户的按键,决定进入如“菜单显示”、“密码设定、“参数显示”等画面。以下是硬件驱动功能的说明。 图5 (1)串行通信 P89LPC932的增强型UART具有一个独立的波特率发生器,波特率取决于对BRGR1和BRGR0的值。如果SMOD1(PCON.7)置位,定时器T1被2分频。但需要修改BRGR1和BRGR0寄存器的值前,为了避免向波特率发生器装入错误的值,必须在RBGCON寄存器中的BRGEN位为0才能写入。程序设计使用外晶振(11.0592MHz)选择串行通信模式3,并利用波特率发生器设置通信速率。波特率发生器计算为 (BRGR1,BRGR0)=(11.0592MHz/19200)-16=0x0230 初始化流程如图6所示。 若不使用波特率发生器设置串行通信的通信速率,可以使用定时器。其计算公式为 波特率=2fosc%26;#215;192/[0xFF-(TH1)] 选用11.0592MHz的外晶振,波特率为19200bps,则计算出TH1=0xFA。其初始化流程如图7所示。 (2)EEPROM读写操作 P89LPC932拥有512字节的片内数据EEPROM,用于保存配置参数数据。EEPROM由SFR控制,可字节读、字节写以及可擦除(通过行填充和块填充)。用户通过3个SFR和1个中断对其进行读、写和填充。EEPROM可寻址空间为512个字节,使用9位地址。当数据地址大于0xFF时,置控制寄存器DEECON的第0位。值的注意的是,在访问EEPROM时,必须对DEECON的第0位清0或置1。在仿真过程中发现,当读一个地址少于0xFF的字节数据后,再次向同一地址数据时出现错误。检查的结果是第一次读数时DEECON第0位为0,但第二次读数时DEECON的第0位就自动地变为1。所以在读写数据时,必须对DEECON的第0位赋正确的值。 DEECON中的第4、5位定义了读写操作的模式。 在任何模式中操作完成之后,硬件都会置位EEIF位。如果EEPROM中断允许位(EIEE)和系统中断位(EA)都置位。将产生中断请求。中断产生后必须由软件清零。其初始化程序如下: EIEE=TRUE;/*允许EEPROM中断*/ EA=1; /*允许系统中断*/ (3)辅助RAM的使用 我们所所有从串行通信得到的实时数据存放在辅助RAM区内。读写程序如下: #include"ABSACC.H" bData=XBYTE[i]; /*辅助RAM读操作*/ XBYTE[i]=bData; /*辅助RAM写操作*/ 5 组态软件设计 组态软件和仿真软件是由VB开发的。当LCD进入组状态后,发送请求组态信号。 组态软件检测LCD的站号,并向相应的LCD发出组态初始化信息包。LCD发出组态初始化信息包。LCD接收到组态软件开发的数据包并发出回答信息包。组态软件依次把中文内码和单位传送到LCD。 结语 采用P89LPC932芯片实现了具有组态功能的LCD显示。系统硬件电路简单,易于根据用户和系统的需要设置显示的项目和个数,实现了对AI、AO、DI、DO和运行参数的显示和修改。
编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/ledanddisplay/200703/9360.html
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