《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于TMS320LF2407的低功耗中文人機(jī)界面
摘要: 采用TMS320LF2407作為系統(tǒng)的控制芯片,通過(guò)選擇合適的液晶顯示模塊在3V電平構(gòu)建了一個(gè)低功耗的中文人機(jī)界面,。此中文人機(jī)顯示界面是以TMS320LF2407為核心的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要組成部分,。
關(guān)鍵詞: DSP TMS320LF2407 人機(jī)界面
Abstract:
Key words :

     引言

  在現(xiàn)代智能儀器設(shè)備中,能顯示漢字的圖形點(diǎn)陣液晶和可以輸入信息的小鍵盤(pán)已成為智能設(shè)備的人機(jī)界面中必不可少的組成部分,。同時(shí)低功耗特性也貫穿于中文人機(jī)界面的設(shè)計(jì)始終,。近年來(lái),,隨著低價(jià)格、高性能DSP" target="_blank">DSP芯片的出現(xiàn),,DSP已越來(lái)越多地被應(yīng)用于數(shù)字化電機(jī)控制,、高速信號(hào)采集、語(yǔ)音處理,、圖像分析處理等領(lǐng)域中,,并且日益顯示其巨大的優(yōu)越性。而液晶顯示屏更以其顯示直觀,、便于操作的特點(diǎn)被用作各種便攜式系統(tǒng)的顯示前端,。傳統(tǒng)的液晶顯示往往采用單片機(jī)控制。但在系統(tǒng)有大量高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的情況下,,單片機(jī)由于受到處理速度的限制就顯得力不從心,。為了解決這些問(wèn)題,本文提出了一種基于高速低功耗的DSP芯片TMS320LF2407控制的液晶顯示屏的設(shè)計(jì),,有效地解決以上所遇到的問(wèn)題,。

  設(shè)計(jì)中,筆者采用TMS320LF2407作為系統(tǒng)的控制芯片,,通過(guò)選擇合適的液晶顯示模塊在3V電平構(gòu)建了一個(gè)低功耗的中文人機(jī)界面,。此中文人機(jī)顯示界面是以TMS320LF2407為核心的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要組成部分。

  一,、TMS320LF2407 DSP

  TMS320LF2407是德州儀器公司(TI)推出的16位定點(diǎn)DSP,。它具有TMS320系列DSP的基本功能,還具有以下一些特點(diǎn):

  1,、用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù),,使得供電電壓降為3.3V,減少了控制器的功耗,。

  2,、內(nèi)有高達(dá)32K×16位的Flash程序存儲(chǔ)器,高達(dá)2.5K×16位的數(shù)據(jù)/程序RAM,,544×16位雙端口RAM(DARAM),,2K×16位的單口RAM(SARAM)。

  3,、2個(gè)事件管理模塊EVA和EAB,,事件管理模塊適用于控制交流感應(yīng)電機(jī)、無(wú)刷直流電機(jī),、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī),、步進(jìn)電機(jī)、多級(jí)電機(jī)和逆變器。

  4,、可擴(kuò)展的外部存儲(chǔ)器總共192K×16位,,其中程序存儲(chǔ)器空間、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間,、 I/O尋址空間各為64K×16位,。

  5、內(nèi)有看門(mén)狗定時(shí)器(WDT),、10位ADC轉(zhuǎn)換器,、控制器區(qū)域網(wǎng)模塊CAN2.0 B、串行通信接口模塊(SCI),、16位串行外部設(shè)備接口模塊(SPI),、基于鎖相環(huán)的時(shí)鐘發(fā)生器。

  6,、5個(gè)外部中斷(兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)保護(hù),、復(fù)位和兩個(gè)可屏蔽中斷);3種低功耗電源管理模式,,能獨(dú)立地將外設(shè)器件轉(zhuǎn)入低功耗工作模式,。

  此外,,該芯片有多達(dá)41個(gè)可單獨(dú)編程或復(fù)用的通用I/O腳(GPIO),,用戶(hù)可根據(jù)自己的需求進(jìn)行軟件設(shè)置,使之在應(yīng)用中具有極大的靈活性,。概括來(lái)說(shuō),,TMS320LF2407具有極低的功耗、強(qiáng)大的處理能力,、豐富的片上外圍模塊,、方便高效的開(kāi)發(fā)方式。

  二,、液晶顯示模塊與接口電路

  為實(shí)現(xiàn)友好的中文人機(jī)顯示界面,,液晶模塊選用信利公司的MG-12232。該模塊的供電電壓典型值為3V,,工作電流典型值為0.3μA,,其顯示范圍為122×32點(diǎn)陣。其控制器是兩片SED1520F0A,,SED1520F0A可以在3.3V電壓下正常工作,,因而避免了與TMS320LF2407邏輯電平不匹配的問(wèn)題。

  一個(gè)SED1520F0A能控制80×16點(diǎn)陣的顯示,,其顯示RAM共16行,,分2頁(yè),每頁(yè)8行,每一頁(yè)的數(shù)據(jù)寄存器分別對(duì)應(yīng)液晶屏幕上的8行點(diǎn),,當(dāng)設(shè)置頁(yè)地址和列地址后就確定了顯示RAM的某一單元,。屏幕上的每一列對(duì)應(yīng)一個(gè)顯示RAM的字節(jié)內(nèi)容,且每一列最下面一位為最高位,,最上面一位為L(zhǎng)SB,,即該RAM單元字節(jié)數(shù)據(jù)由低位到高位和各個(gè)數(shù)據(jù)位對(duì)應(yīng)于顯示屏上某一列的由高到低的8個(gè)數(shù)據(jù)位。對(duì)顯示RAM的一個(gè)字節(jié)單元賦值就是對(duì)當(dāng)前列的8行(一頁(yè))像素點(diǎn)是否顯示進(jìn)行控制,,數(shù)據(jù)位為“1”時(shí)顯示,,為“0”時(shí)不顯示。

  SED1520F0A與TMS320LF2407的接口信號(hào)有(采用M6800時(shí)序):

  DB0~DB7:數(shù)據(jù)總線,;A0:數(shù)據(jù)/指令選擇信號(hào),,A0=1表示數(shù)據(jù)總線上出現(xiàn)的是數(shù)據(jù),A0=0表示數(shù)據(jù)總線上出現(xiàn)的是指令或讀出的狀態(tài),; :接口時(shí)序類(lèi)型選擇,, =1為M6800時(shí)序,其操作信號(hào)是E,、R/W,, =0為Intel8080時(shí)序。在M6800時(shí)序時(shí),,R/W=1為讀,、R/W=0為寫(xiě)。E1=1時(shí),,選中E1塊,,即LCD模塊左半屏工作,E2=1時(shí)選中E2塊,,即LCD模塊右半屏工作,。

  TMS320LF2407與MG-12232模塊的接口電路如圖1所示。TMS320LF2407相應(yīng)的控制引腳都設(shè)為I/O端口方式,,用軟件來(lái)模擬M6800操作時(shí)序,。在圖1中,V0是LCD需要的負(fù)電壓驅(qū)動(dòng)電源輸入端,,其外接電阻應(yīng)先用可調(diào)電阻調(diào)試,,以免驅(qū)動(dòng)電壓不合適,造成顯示不可見(jiàn),。

  三,、鍵盤(pán)接口

  
基于對(duì)系統(tǒng)低功耗要求的考慮,鍵盤(pán)輸入響應(yīng)程序應(yīng)設(shè)計(jì)為中斷方式運(yùn)行的,。即有鍵按下時(shí),,使DSP外部中斷1(XINT1)產(chǎn)生中斷(可以從休眠狀態(tài)喚醒),并啟動(dòng)定時(shí)20ms的定時(shí)器消抖動(dòng)去干擾,隨后DSP進(jìn)入休眠狀態(tài),。當(dāng)20ms的定時(shí)器產(chǎn)生中斷時(shí)再次將DSP從休眠狀態(tài)喚醒,,此時(shí)掃描鍵盤(pán),確定是否有鍵按下,,若有鍵按下,,則從IOPB0~I(xiàn)OPB7讀入鍵值,并執(zhí)行該鍵值對(duì)應(yīng)的功能程序,。執(zhí)行完該程序后,,DSP可再次進(jìn)入休眠,處于低功耗狀態(tài),。




  四、軟件設(shè)計(jì)


  主程序流程圖如圖2所示,。

  在液晶模塊顯示信息之前,,必須先對(duì)液晶模塊進(jìn)行初始化,其初始化的流程圖如圖3所示,。

  下面給出了DSP系統(tǒng)初始化程序以及鍵掃描程序,。

  DSP系統(tǒng)初始化程序:

         SYS:SETC INTM ;禁止可屏蔽中斷

        CLRC CNF,;B0被配置為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間

         SPLK? #81FEH,,SCSR1; 時(shí)鐘4倍頻

         ,;CLKIN=6MHZ,,CLKOUT=24MHZ

          SPLK #0E8H,;不使能看門(mén)狗

          LDP? #0

          SPLK? #0001H,,IMR;使能中斷第1級(jí)INT1

          SPLK #0FFFFH,,IFR,;清全部中斷標(biāo)志

          CLRC INTM;開(kāi)中斷

          RET

  液晶初始化程序:

         LDP #0E1H,;DP(7080H~70FFH)

         LACL MCRA

        AND #000FH? ,;配置IOPA[4~7],IOPB[0~7]為

         ,;一般I/O口功能

         SACL PADATDIR

          OR #0F000H ?。籌OPA[4~7]為輸出方式

          AND #0FF0FH樣 ??;IOPA[4~7]=0

          SACL PADATDIR

          LDP #5H

          SPLK #00E2H,LCDCMD;復(fù)位命令E2H

          CALL COMWE

          SPLK #0A4H,,LCDCMD,;正常顯示驅(qū)動(dòng)命令A(yù)4H

          CALL COMWE

          SPLK #0A9H,LCDCMD ,;占空比為1/32

          CALL COMWE
 

          SPLK #0A0H,,LCDCMD;

          CALL COMWE

          SPLK #0C0H,,LCDCMD ,;顯示起始行

           CALL COMWE

           CALL CLEAR

           SPLK #0AFH,LCDCMD ,;開(kāi)顯示命令A(yù)FH

           CALL COMWE

          RET

  外部中斷1響應(yīng)以及20ms定時(shí)器中斷消抖動(dòng)后,,讀鍵值子程序:

         LDP #0E1H;DP(7080H~70FFH)

         LACL PBDATDIR ,;取出鍵值

 
 

         SACL KEYDATA ,;將鍵值送入KEYDATA保存

         RET

  五 、結(jié)束語(yǔ)

  本系統(tǒng)利用TMS320LF2407 DSP,、MG-12232圖形點(diǎn)陣液晶模塊和鍵盤(pán)構(gòu)建了基于3V電平的低電壓,、低功耗的中文人機(jī)界面。實(shí)際試驗(yàn)中,,此中文人機(jī)界面消耗電流不足1mA,,這種設(shè)計(jì)方案取得了很好的低功耗效果。

  參考文獻(xiàn)

        1. TMS320LF240X DSP結(jié)構(gòu),、原理及應(yīng)用,,劉和平,等. 北京航空航天大學(xué)出版社,,2002.

        2. 液晶顯示應(yīng)用技術(shù),,李維提,郭強(qiáng). 電子工業(yè)出版社,,2000.

        3. DSP控制器原理及其在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,,韓安太,等. 清華大學(xué)出版,,2003.

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