基于ARM處理器的顯示屏控制器的設(shè)計(jì)

1 引言

LED顯示屏是利用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕,主要應(yīng)用在公眾場合的信息發(fā)布。它具有發(fā)光效率高、使用壽命長、組態(tài)靈活、色彩豐富以及對室內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本文提出了一款基于32位高性能ARM處理器和μC/OS-II的顯示屏控制器的設(shè)計(jì)方案。它充分利用了μC /OS-II高效的多任務(wù)管理功能和ARM處理器強(qiáng)大的運(yùn)算能力,實(shí)現(xiàn)了單屏幕多窗口的任意位置顯示,使得屏幕顯示內(nèi)容變得更加豐富,顯示方式變得更加靈活。從而使得控制器同步化。

2 控制器硬件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本控制器的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。數(shù)據(jù)處理模塊由MCU,一片SRAM和一片F(xiàn)LASH存儲器組成。MCU選用基于32位ARM內(nèi)核的 LPC2214處理器,它有著豐富的外圍接口資源和強(qiáng)大的運(yùn)算能力,是整個控制器的核心。SRAM作為MCU進(jìn)行特技處理時的緩存使用。FLASH存儲器用于存儲顯示的點(diǎn)陣信息和一些必要的參數(shù)。掃描控制模塊由CPLD和顯存組成。顯存為一片SRAM,它用于保存當(dāng)前正在顯示的一幀數(shù)據(jù)。通信模塊包括以太網(wǎng)模塊和串口通信模塊,可以實(shí)現(xiàn)PC與控制器的RS232、RS485以及工業(yè)以太網(wǎng)通信。

圖1 控制器的硬件結(jié)構(gòu)框圖

3 控制器硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)

1、RTC電路。LPC2214內(nèi)部集成了RTC功能模塊,但由于其時鐘源為VPB時鐘,故其不能在芯片斷電時使用,故其不適合由電池供電的系統(tǒng)。故我們在這里采用了外置的RTC芯片--HOLTEK公司生產(chǎn)的低功耗串行實(shí)時時鐘芯片HT1381。HT1381采用串行傳輸方式與微處理器接口,只需三根引線就可以實(shí)現(xiàn)微處理器對HT1381訪問控制。RTC部分電路原理圖如圖2所示,圖中,C1、C2、G1及X1和X2內(nèi)部的振蕩器組成了 HT1381的時鐘發(fā)生電路。D1、D2、D3以及3V的可充電電池,＋3.3V的電源組成了HT1381的供電電路。系統(tǒng)采用外部供電時,D3、D2 導(dǎo)通,D1截止,外部電源一方面向芯片供電,另一方面對充電電池進(jìn)行充電。當(dāng)系統(tǒng)電源停止供電時,D3截止,D1導(dǎo)通,芯片由電池來供電。

圖2 RTC電路

2、溫度傳感器電路。DS18B20是單總線數(shù)字溫度傳感器。DS18B20采用3腳封裝,從DS18B20讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)僅需要一根I/O線。并且以串行通信的方式與微控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。該器件將半導(dǎo)體溫敏器件、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲器等集成在一個很小的電路芯片上,傳感器直接輸出的就是溫度信號的數(shù)字值。信號傳輸采用兩芯(或三芯)電纜構(gòu)成的單總線結(jié)構(gòu)。一條單總線電纜上可以掛接若干個數(shù)字溫度傳感器,每個傳感器有一個唯一的地址編碼。微控制器通過對器件的尋址,就可以讀取某一個傳感器的溫度值,從而簡化了信號采集系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)。采集端口的連接線減少了50倍,既節(jié)省了造價,又給現(xiàn)場施工帶來極大的方便。