LPC1114的簡易數(shù)碼相框設計

摘要：以NXP公司基于ARM Cortex—M0的LPC1100系列MCU LPC1114為控制核心，配合SD存儲卡、外圍電路和TFT液晶顯示屏，提出了一種簡易數(shù)碼相框的設計方案。通過文件系統(tǒng)FatFs的移植，很好地實現(xiàn)了從SD卡讀取BMP格式圖片，并在TFT液晶屏上顯示的功能。本設計成本低且比普通的相框更靈活多變，為數(shù)碼相片提供了一個新的展示空間。
關鍵詞：數(shù)碼相框；SD卡；TFT液晶屏；LPC1114；FatFs

引言
伴隨著數(shù)碼科技的快速發(fā)展以及數(shù)碼相機的日益普及，傳統(tǒng)的相冊和相框由于自身局限性已經(jīng)不能完全滿足人們日益增長的對于照片的有效存儲和分享的需求。鑒于此，數(shù)碼相框應運而生，經(jīng)過幾年的發(fā)展，數(shù)碼相框的外觀已經(jīng)非常接近傳統(tǒng)相框，而且更為精致。從200萬像素發(fā)展到目前的600萬以上像素，畫面精度和質量已經(jīng)有了大幅上升。此外，還有多功能數(shù)碼相框，除了能展示數(shù)碼照片外，還可以播放MP3／MP4／幻燈片、電影／影像／電視，以及看電子書、設置鬧鐘和日歷等。
本文介紹一種簡單、低成本的數(shù)碼相框設計，主要由LPC1100系列MCU、SD存儲卡、TFT液晶屏以及電源等外圍電路組成。通過信號處理芯片LPC1114實現(xiàn)BMP圖片文件的讀取以及TFT液晶屏的顯示。經(jīng)試驗，此數(shù)碼相框可以存儲和展示幾百甚至上千張的照片，能夠很好地完成SD卡中照片的循環(huán)播放，性能穩(wěn)定且畫面清晰，比普通相框的單一功能更有優(yōu)勢。

1 硬件設計
本數(shù)碼相框功能非常簡單，把320×240像素的16位或24位BMP照片放入SD卡中，數(shù)碼相框就會循環(huán)讀取SD卡中的照片，并逐一顯示。硬件平臺以NXP公司生產(chǎn)的低功耗、高性能ARM Cortex—M0內核微控制器LPC1114為核心，配合一個SD卡和一個3．2英寸的TFT顯示屏。數(shù)碼相框硬件結構框圖如圖1所示。

1．1 電源電路
電源電路作為本系統(tǒng)的供電電路具有十分重要的作用，是整個系統(tǒng)的動力核心。數(shù)碼相框一般情況下都是處于運行狀態(tài)，非常耗電，不適合采用電池供電，所以這里采用直流電源供電。首先，220 V的交流電經(jīng)過變壓整流轉換成9～12 V的直流電壓，再通過二極管IN5819進入三端穩(wěn)壓器7805轉換成5 V電壓，然后通過西伯斯公司(Sipex半導體)生產(chǎn)的低壓差(LDO)穩(wěn)壓芯片SPX1117轉換成系統(tǒng)需要的3．3 V電壓。設計中選取7805主要出于兩方面的考慮；一是所需外圍元件少，內部有過流、過熱及調整管的保護電路；二是可以擴大輸入電壓范圈，并為其他5 V電路提供電源。IN5819的作用是防止電源正負極接反，SPX1117是將7805穩(wěn)定好的5 V電壓轉換成系統(tǒng)需要的3．3 V電壓。電源電路如圖2所示。

1．2 SD卡的硬件電路
存儲器采用普通SD卡，容量選擇在2 GB以下，其SD卡存儲電路如圖3所示。SD卡最大的特點就是具有加密功能，可以充分保證數(shù)據(jù)資料的安全性。SD卡支持兩種可選的通信協(xié)議，分別為SD模式和SPI模式。基于主控芯片的選擇，設計中采用SPI模式為彩屏模塊提供字庫和圖庫，這樣大大降低了硬件要求，同時又能很好地滿足系統(tǒng)的需求。需要注意的是，不同卡座引腳有所不同，所以在使用SD卡座時，注意先檢查引腳區(qū)別。