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基于P89LPC932的LCD組態(tài)設(shè)計(jì)
摘要：在概述ＰhilipsP89LPC932的基本功能以及與P89LPC764比較的基礎(chǔ)上，針對(duì)LCD顯示設(shè)計(jì)中的諸多問(wèn)題，給出一種能廣泛應(yīng)用于各類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示、組態(tài)式LCD的軟硬件實(shí)現(xiàn)方案；分析硬件電路及其工作原理，并給出軟件設(shè)計(jì)中部分關(guān)鍵代碼。該方案在模擬系統(tǒng)上和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況中進(jìn)行了難證，成本低，且具有通用性和靈活性等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：P89LPC932組態(tài)設(shè)計(jì)LCD顯示通信模式堆�？臻g初始化程序
引言
隨著微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，ＬＣＤ作為現(xiàn)場(chǎng)顯示設(shè)備廣泛應(yīng)用在各種通信與控制系統(tǒng)中。大部分的ＬＣＤ集成了中英文字庫(kù)，用戶(hù)輸入?yún)^(qū)位碼或ＡＳＣＩＩ碼即可實(shí)現(xiàn)文本顯示。由于現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備通常較為分散，顯示的項(xiàng)目個(gè)數(shù)和功能也不盡相同，往往給設(shè)計(jì)帶來(lái)許多不例。常用的方法是，在軟件的設(shè)計(jì)階段，根據(jù)要求把各個(gè)顯示的信息固化和程序中。若要修改某個(gè)中文字符，程序員首先必須查出其區(qū)位碼，然后修改計(jì)算機(jī)上的漢字?jǐn)?shù)據(jù)。這樣，不但系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、程序可讀性差，而且給日后的維護(hù)帶來(lái)很大的不便。為了實(shí)現(xiàn)程序的通用性，選用Ｐhilips的Ｐ８９ＬＰＣ９３２實(shí)現(xiàn)具有組態(tài)功能的ＬＣＤ顯示。其優(yōu)點(diǎn)是，在不需要修改系統(tǒng)軟件情況下，通過(guò)串口與組態(tài)軟件方便地設(shè)定ＬＣＤ顯示的項(xiàng)目和個(gè)數(shù)，功能菜單隨著設(shè)定項(xiàng)目的個(gè)數(shù)自動(dòng)改變，并且實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備的簡(jiǎn)單控制操作，達(dá)到了通用性和靈活性結(jié)合的目的。
�。保校福梗蹋校茫梗常步榻B
�。校福梗蹋校茫梗常彩牵衕ilips公司推出的高性能高速度的８０Ｃ５１ＣＰＵ，采用0.35μmFlash，６倍速于標(biāo)準(zhǔn)的８０５１。８ＫＢＦlash程序存儲(chǔ)器，具有１ＫＢ可擦除扇區(qū)和６４Ｂ可擦除頁(yè)；５１２Ｂ數(shù)據(jù)ＥＥＰＲＯＭ存儲(chǔ)器可用來(lái)存儲(chǔ)器件序列碼及設(shè)置參數(shù)；２５６ＢＲＡＭ，５１２Ｂ輔助片內(nèi)ＲＡＭ。
在Ｐ８９ＬＰＣ７６Ｘ系列中，Ｐ８９ＬＰＣ７６４得到了廣泛的應(yīng)用；但由于ＬＰＣ７６４只有４ＫＢ的程序空間和１２８Ｂ的數(shù)據(jù)存取空間，故不能滿(mǎn)足較大量數(shù)據(jù)通信和顯示的要求。與之相比，Ｐ８９ＬＰＣ９３２還具有如下特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)：
�、俪绦騾^(qū)域擴(kuò)大。由４ＫＢ的ＥＰＲＯＭ擴(kuò)大為８ＫＢＦlash,并提供在線編程功能。
�、跀�(shù)據(jù)區(qū)域擴(kuò)大。Ｐ８９ＬＰＣ９３２有２５６Ｂ的內(nèi)部數(shù)據(jù)存取區(qū)，５１２Ｂ的輔助存取區(qū)和５１２Ｂ的ＥＥＰＲＯＭ。
�、鄞型ㄐ殴δ茉鰪�(qiáng)。設(shè)置高精度波特率發(fā)生器。ＬＰＣ７６４實(shí)時(shí)串行通信時(shí)，模式３要使用到定時(shí)器１。ＬＰＣ９３２使用波特率發(fā)生器實(shí)現(xiàn)通信設(shè)置，可節(jié)省出定時(shí)器１。帶有字符檢測(cè)、幀錯(cuò)誤檢測(cè)、溢出錯(cuò)誤檢測(cè)、雙緩沖發(fā)送功能、發(fā)送中斷控制（停止位的開(kāi)始或結(jié)束產(chǎn)生中斷）、可實(shí)現(xiàn)ＲＸ／ＴＸ中斷分開(kāi)，從而提高通信效率。
④新增定時(shí)器模式６。簡(jiǎn)單的８位ＰＷＭ信號(hào)發(fā)生器，帶自動(dòng)重裝的８位定時(shí)／計(jì)數(shù)器，重裝值表示ＰＷＭ領(lǐng)帶的占空比。
�、荽型鈬涌冢樱校�。高速串行通信接口，最高速度為３Ｍb/s。主從模式實(shí)現(xiàn)全雙工同步通信。
圖3
�。玻蹋茫南到y(tǒng)組態(tài)
組態(tài)式ＬＣＤ實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于對(duì)漢字處理，以往的做法把系統(tǒng)菜單的漢字區(qū)位碼固定在程序中。由于立即數(shù)表示的信息難于維護(hù)，一旦需要對(duì)程序修改，將是一件費(fèi)勁的事件。我們的處理方法是，設(shè)置系統(tǒng)信息表，并把所有的中文信息（系統(tǒng)菜單和顯示信息）存放于ＥＥＰＲＯＭ。中文信息和系統(tǒng)信息表通過(guò)由ＶＢ編寫(xiě)的ＬＣＤ組態(tài)軟件完成，并通過(guò)串口下載到ＥＥＰＲＯＭ。當(dāng)ＬＣＤ上電后，程序根據(jù)系統(tǒng)信息自動(dòng)配置顯示菜單，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的組態(tài)性。
系統(tǒng)信息表記錄實(shí)際顯示的ＡＩ、ＡＯ、操作參數(shù)、ＤＩ、ＤＯ的個(gè)數(shù)。ＬＣＤ在進(jìn)行頁(yè)面更新時(shí)，先讀出相應(yīng)項(xiàng)目的個(gè)數(shù)，并自動(dòng)調(diào)整顯示的條目。所有ＡＩ、ＡＯ、ＯＰＥＲ、ＤＩ、ＤＯ的名稱(chēng)中文區(qū)位碼，單位ＡＳＣＩＩ碼，狀態(tài)信息中文區(qū)位碼都存放到ＥＥＰＲＯＭ中。項(xiàng)目名稱(chēng)為４個(gè)漢字，單位信息為２個(gè)ＡＳＣＩＩ字符，狀態(tài)信息為２個(gè)漢字。
�。蹋茫娘@示裝置實(shí)現(xiàn)功能如下：
�、賹�(shí)時(shí)顯示８?jìng)�(gè)模擬量輸入點(diǎn)（ＡＩ）、８?jìng)�(gè)模擬量輸出點(diǎn)（ＡＯ）、８?jìng)�(gè)運(yùn)行參數(shù)、８?jìng)�(gè)開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)（ＤＩ）、８?jìng)�(gè)開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)（ＤＯ）。
�、谛薷哪M量輸出點(diǎn)、運(yùn)行參數(shù)和開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)，實(shí)行就地對(duì)設(shè)備的控制。
�、勖艽a管理。用戶(hù)可以直接在ＬＣＤ上或通過(guò)組態(tài)軟件修改密碼。
�、芰鲃�(dòng)顯示和手動(dòng)顯示功能。
�、萁M成功能。通過(guò)組態(tài)軟件可以方便地修改各顯示量的中文代碼和單位等信息。
在各種通信與控制系統(tǒng)中，ＬＣＤ顯示特定的數(shù)據(jù)信息而處于控制系統(tǒng)的末端，通常傣族法通過(guò)ＲＳ４８５總線與控制器相連形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)�？刂破髋cＬＣＤ在數(shù)據(jù)傳送上有兩種關(guān)系。一種是控制器為Ｍaster，ＬＣＤ為Ｓlave.控制器輪流地向各ＬＣＤ傳送數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示。另外一種是控制器為Ｓlave,LCD為Master.LCD主動(dòng)地向控制器發(fā)出請(qǐng)求信息，實(shí)現(xiàn)集中顯示的功能。為了系統(tǒng)的通用性，我們?cè)O(shè)計(jì)了兩個(gè)特殊功能開(kāi)關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)ＬＣＤ主從模式的和組態(tài)模式的切換。
�。觢ave模式：ＬＣＤ等待主站發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。當(dāng)接收到數(shù)據(jù)時(shí)檢測(cè)是否為本機(jī)站號(hào)。若是，立即接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示，否則丟棄數(shù)據(jù)包，如圖１所示。
Ｍaster模式：ＬＣＤ輪流向各個(gè)控制器發(fā)出請(qǐng)求讀數(shù)命令，并作相應(yīng)的顯示，如圖２所示。
組態(tài)模式：ＬＣＤ發(fā)出組態(tài)命令，當(dāng)接收到組態(tài)信息后發(fā)出組態(tài)成功信息。
�。秤布O(shè)計(jì)
如圖３所示，Ｐ８９ＬＰＣ９３２中Ｐ０口作為鍵盤(pán)輸入和站號(hào)地址，Ｐ２口與ＬＣＤ數(shù)據(jù)線相連，Ｐ1.7、P1.6為ＬＣＤ數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈帐中盘?hào)。串行通信線ＴＸＤ、ＲＸＤ與ＭＡＸ４８７相連，并通過(guò)Ｐ１.４實(shí)現(xiàn)通信方向的切換。
�。蹋茫倪x用的是ＯＣＭ２×８液晶顯示器，內(nèi)含ＧＢ２３１２１６×１６點(diǎn)陣國(guó)際一級(jí)簡(jiǎn)體漢字字庫(kù)和ＡＳＣＩＩ８×８及８×１６點(diǎn)陣英文字庫(kù)；具有上／下／左／右移動(dòng)當(dāng)前顯示屏幕及清除屏幕的命令。ＬＣＤ所有的設(shè)置初始化工作在上電時(shí)自動(dòng)完成，實(shí)現(xiàn)了即插即用。ＬＣＤ硬件接口使用８位并行接口方式，采用ＲＥＱ／ＢＵＳＹ握手協(xié)議。圖４所示為ＬＣＤ寫(xiě)漢字時(shí)序。ＬＣＤ模塊在收到外部的ＲＥＱ高是怦信號(hào)后立即讀取數(shù)據(jù)線上的命令或數(shù)據(jù)，同時(shí)將應(yīng)答線ＢＵＳＹ變?yōu)楦唠娖�，表明ＬＣＤ已收到�?shù)據(jù)并正在忙于對(duì)數(shù)據(jù)的內(nèi)部處理。當(dāng)ＢＵＳＹ變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，表明ＬＣＤ對(duì)用戶(hù)的寫(xiě)操作已經(jīng)執(zhí)行完畢。在寫(xiě)入多個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，可以不斷地查詢(xún)應(yīng)答線ＢＵＳＹ是否為低電平。如果為低電平，可以繼續(xù)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。
�。窜浖O(shè)計(jì)
圖５是軟件的結(jié)構(gòu)，每個(gè)模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的處理函數(shù)。ＬＣＤ顯示以頁(yè)為單位，程序設(shè)“ＰageArbiter”函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)頁(yè)面的管理。頁(yè)面管理函數(shù)根據(jù)用戶(hù)的按鍵，決定進(jìn)入如“菜單顯示”、“密碼設(shè)定、“參數(shù)顯示”等畫(huà)面。以下是硬件驅(qū)動(dòng)功能的說(shuō)明。
圖5
�。ǎ保┐型ㄐ�
Ｐ８９ＬＰＣ９３２的增強(qiáng)型ＵＡＲＴ具有一個(gè)獨(dú)立的波特率發(fā)生器，波特率取決于對(duì)ＢＲＧＲ１和ＢＲＧＲ０的值。如果ＳＭＯＤ１（ＰＣＯＮ.７）置位，定時(shí)器Ｔ１被２分頻。但需要修改ＢＲＧＲ１和ＢＲＧＲ０寄存器的值前，為了避免向波特率發(fā)生器裝入錯(cuò)誤的值，必須在ＲＢＧＣＯＮ寄存器中的ＢＲＧＥＮ位為０才能寫(xiě)入。程序設(shè)計(jì)使用外晶振（11.0592MHz）選擇串行通信模式３，并利用波特率發(fā)生器設(shè)置通信速率。波特率發(fā)生器計(jì)算為
�。˙RGR1，BRGR0）=（11.0592MHz/19200）-16=0x0230
初始化流程如圖6所示。
若不使用波特率發(fā)生器設(shè)置串行通信的通信速率，可以使用定時(shí)器。其計(jì)算公式為
波特率=2fosc×192/[0xFF-(TH1)]
選用11.0592MHz的外晶振，波特率為19200bps，則計(jì)算出TH1=0xFA。其初始化流程如圖7所示。
�。�2）EEPROM讀寫(xiě)操作
P89LPC932擁有512字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)EEPROM，用于保存配置參數(shù)數(shù)據(jù)。EEPROM由SFR控制，可字節(jié)讀、字節(jié)寫(xiě)以及可擦除（通過(guò)行填充和塊填充）。用戶(hù)通過(guò)3個(gè)SFR和1個(gè)中斷對(duì)其進(jìn)行讀、寫(xiě)和填充。EEPROM可尋址空間為512個(gè)字節(jié)，使用9位地址。當(dāng)數(shù)據(jù)地址大于0xFF時(shí)，置控制寄存器DEECON的第0位。值的注意的是，在訪問(wèn)EEPROM時(shí)，必須對(duì)DEECON的第0位清0或置1。在仿真過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)讀一個(gè)地址少于0xFF的字節(jié)數(shù)據(jù)后，再次向同一地址數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。檢查的結(jié)果是第一次讀數(shù)時(shí)DEECON第0位為0，但第二次讀數(shù)時(shí)DEECON的第0位就自動(dòng)地變?yōu)?。所以在讀寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，必須對(duì)DEECON的第0位賦正確的值。
DEECON中的第4、5位定義了讀寫(xiě)操作的模式。
在任何模式中操作完成之后，硬件都會(huì)置位EEIF位。如果EEPROM中斷允許位（EIEE）和系統(tǒng)中斷位（EA）都置位。將產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。中斷產(chǎn)生后必須由軟件清零。其初始化程序如下：
EIEE=TRUE；/*允許EEPROM中斷*/
EA=1；/*允許系統(tǒng)中斷*/
（3）輔助RAM的使用
我們所所有從串行通信得到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存放在輔助RAM區(qū)內(nèi)。讀寫(xiě)程序如下：
#include"ABSACC.H"
bData=XBYTE[i];/*輔助RAM讀操作*/
XBYTE[i]=bData;/*輔助RAM寫(xiě)操作*/
5組態(tài)軟件設(shè)計(jì)
組態(tài)軟件和仿真軟件是由VB開(kāi)發(fā)的。當(dāng)LCD進(jìn)入組狀態(tài)后，發(fā)送請(qǐng)求組態(tài)信號(hào)。組態(tài)軟件檢測(cè)LCD的站號(hào)，并向相應(yīng)的LCD發(fā)出組態(tài)初始化信息包。LCD發(fā)出組態(tài)初始化信息包。LCD接收到組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)包并發(fā)出回答信息包。組態(tài)軟件依次把中文內(nèi)碼和單位傳送到LCD。
結(jié)語(yǔ)
采用P89LPC932芯片實(shí)現(xiàn)了具有組態(tài)功能的LCD顯示。系統(tǒng)硬件電路簡(jiǎn)單，易于根據(jù)用戶(hù)和系統(tǒng)的需要設(shè)置顯示的項(xiàng)目和個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)AI、AO、DI、DO和運(yùn)行參數(shù)的顯示和修改。
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