基于C8051F020和USB的OLED控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、基于c8051f020和usb的oled控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的液晶顯示屏相比，o顯示模塊具有高亮度、高對(duì)照度、寬視角、響應(yīng)速度快、功耗低等特點(diǎn)。因此，隨著產(chǎn)品高度集成化的進(jìn)展，顯示模塊在移動(dòng)終端、工業(yè)控制、便攜式電子產(chǎn)品等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。本文介紹了一種將技術(shù)應(yīng)用于oled顯示控制系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)以c8051f020為核心控制器件。因?yàn)閡sb具有安裝便利、高速、靈便、低成本、易擴(kuò)展、支持熱插拔等優(yōu)點(diǎn)，使得本系統(tǒng)可以輕松地實(shí)現(xiàn)在線數(shù)據(jù)更新，并通過(guò)外擴(kuò)的flash實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的脫機(jī)顯示。2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介系統(tǒng)的工作和組成原理1所示。1所示，囫圇系統(tǒng)由、oled顯示模塊、usb模塊、外擴(kuò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器模塊組成。

2、核心控制芯片是silicon公司的c8051f020,這是一款功能強(qiáng)大的單片機(jī)；用來(lái)在線更新顯示數(shù)據(jù)的usb模塊，它以ch375v作為接口控制芯片，支持usb主機(jī)和usb設(shè)備兩種方式；amd公司的閃存am29lv081b作為單片機(jī)外部擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。96×64像素的全彩色oled顯示屏，它的驅(qū)動(dòng)ic采納solomon公司的ssd1332。硬件設(shè)計(jì)3.1 主要芯片介紹（1）核心控制芯片c8051f020 單片機(jī)c8051f020是徹低集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)scm芯片，具有64個(gè)數(shù)字i/o引腳，具有片內(nèi)vdd監(jiān)視器、定時(shí)器和時(shí)鐘，是真正能自立工作的片上系統(tǒng)，全部模擬和數(shù)字外設(shè)均可由用戶(hù)固件

3、配置為使能/禁止和配置。flash存儲(chǔ)器還具有在系統(tǒng)重新編程能力，可用于非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并允許現(xiàn)場(chǎng)更新8051固件。（2）usb接口芯片ch375ch375是一個(gè)usb的通用接口芯片，支持usb-host主機(jī)和usb-device/slave設(shè)備兩種方式。在本地端，ch375具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫(xiě)、片選控制線以及中斷輸出，可以便利地掛接到單片機(jī)等控制器的系統(tǒng)總線上。在usb主機(jī)方式下，ch375還提供了串行通訊方式，通過(guò)串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片機(jī)等相銜接。ch375的usb主機(jī)方式支持常用的usb全速設(shè)備，外部單片機(jī)可以通過(guò)ch375根據(jù)相應(yīng)的usb協(xié)議與usb設(shè)備通訊。ch37

4、5還內(nèi)置了處理mass-storage海量存儲(chǔ)設(shè)備的專(zhuān)用通訊協(xié)議的固件，外部單片機(jī)可以挺直以扇區(qū)為基本單位讀寫(xiě)常用的usb存儲(chǔ)設(shè)備。3.2 usb模塊硬件設(shè)計(jì)本文在c8051f020的用法中需要配置交錯(cuò)開(kāi)關(guān)，為了便利控制oled的顯示和系統(tǒng)的控制操作，除了ch375必須的一個(gè)中斷外，還配置了兩個(gè)定時(shí)器中斷t1和t2以及一個(gè)外部中斷。將usb銜接產(chǎn)生的中斷設(shè)置分配到int0，再多一個(gè)外部中斷int1。還考慮到ch375支持串行通信，所以將其和單片機(jī)的串口通信也設(shè)計(jì)在內(nèi)，用法tx0和rx0。但是在串行方式下工作，數(shù)據(jù)傳輸速度慢，所以本文的討論實(shí)行并行接口。按照單片機(jī)優(yōu)先權(quán)交錯(cuò)開(kāi)關(guān)譯碼表，根據(jù)優(yōu)先級(jí)

5、別，tx0用法p0.0，rx0用法p0.1，int0用法p0.2，t1用法p0.3，int1用法p0.4，因?yàn)閜0.50.7由外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口驅(qū)動(dòng)，所以t2用法p1.0。圖2為usb模塊的銜接。ch375芯片的rd和wr分離銜接到單片機(jī)的讀選通輸出引腳rd(p0.6)和寫(xiě)選通輸出引腳wr(p0.7)。cs由地址譯碼電路驅(qū)動(dòng)，用于當(dāng)單片機(jī)具有多個(gè)外圍器件時(shí)舉行設(shè)備挑選。int輸出的中斷哀求是低電平有效，銜接到單片機(jī)的中斷輸入引腳p0.2，單片機(jī)用法中斷方式獲知中斷哀求。當(dāng)wr為高電平并且cs和rd及a0都為低電平常，ch375中的數(shù)據(jù)通過(guò)d7d0輸出；當(dāng)rd為高電平并且cs和wr及a0都為低電

6、平常，d7d0上的數(shù)據(jù)被寫(xiě)入ch375芯片中；當(dāng)rd為高電平并且cs和wr都為低電平而a0為高電平常，d7d0上的數(shù)據(jù)被作為指令碼寫(xiě)入ch375芯片中。3.3 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊對(duì)于全彩的 96×64像素的 oled屏，每個(gè)像素由兩個(gè)字節(jié)組成，顯示一幅需要的內(nèi)存空間為 96×64×2=12.288kb，而本文采納的單片機(jī)內(nèi)部惟獨(dú) 64kb的 flash存儲(chǔ)器，最多只能顯示 5幅，假如要顯示圖像是不行能的，所以必需在外部擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，使之能夠顯示動(dòng)態(tài)圖像。圖 3為外擴(kuò)的 flash與單片機(jī)的銜接框圖。本文的外部存儲(chǔ)器接口工作在復(fù)用方式，通過(guò)配置 prtsel（emi

7、ocf.5）的狀態(tài)打算 emif工作在低端口或是高端口錯(cuò)誤！未找到引用源。本文對(duì)外部存儲(chǔ)器flash的讀寫(xiě)采納高端口（p4p7）。地址總線a1916用法p4.4p4.1腳，地址總線a158用法 p6口，地址總線低 8位a70與數(shù)據(jù)總線復(fù)用 p7口，ale用法p4.5，rd用法p4.6，wr用法 p4.7。在復(fù)用方式下工作時(shí)，要用一個(gè)外部鎖存器保持 ram地址的低 8位。本文的外部鎖存器選74ls373。它由ale（地址鎖存使能）信號(hào)控制，ale信號(hào)由單片機(jī)外部存儲(chǔ)器接口規(guī)律驅(qū)動(dòng)。在復(fù)用方式工作時(shí)，可以按照 ale信號(hào)的狀態(tài)分兩個(gè)階段，在第一個(gè)階段，ale為高電平，鎖存器選通，鎖存器的 q輸出與

8、 d輸入狀態(tài)相同，p7輸出為地址總線的低 8位。ale由高變低標(biāo)記其次階段開(kāi)頭，鎖存器的輸出保持不變，即與鎖存器的輸入無(wú)關(guān)。在其次階段稍后，當(dāng)rd（p4.6）或 wr（p4.7）有效時(shí)，數(shù)據(jù)總線控制 p7端口的狀態(tài)。3.4 oled顯示模塊此模塊的驅(qū)動(dòng)電路核心部分應(yīng)用 solomon公司的ssd1332芯片，在驅(qū)動(dòng)電路獲得控制信號(hào)和顯示數(shù)據(jù)后，由芯片 ssd1332產(chǎn)生 oled所需的行驅(qū)動(dòng)和列驅(qū)動(dòng)的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)oled，并把顯示數(shù)據(jù)傳送到 oled顯示。4 讀取顯示數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)本文討論的該部分的程序主要是顯示數(shù)據(jù)的采集，它是通過(guò)中斷響應(yīng)方式舉行的。ch375的中斷信號(hào)int銜接單片機(jī)的int0

9、，設(shè)置成外部中斷，配置為下降沿觸發(fā)輸入，由it0（tcon.0）和it1（tcon.2）的設(shè)置打算，ie0（tcon.1）為外部中斷int0的中斷標(biāo)記，產(chǎn)生中斷后即cpu在轉(zhuǎn)向isr時(shí)自動(dòng)清除響應(yīng)的中斷標(biāo)記。該中斷的初始化程序如下： void int_init(void) ea = 1; /中斷總允許ex0 = 1; /int0中斷允許it0 = 1; /int0設(shè)置為下降沿觸發(fā)px0 = 1; /int0(/uint)設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)，可中斷其他正在執(zhí)行的中斷程序 程序中將 ch375中斷信號(hào)設(shè)為最高優(yōu)先級(jí)，一旦有 u盤(pán)插入，立刻產(chǎn)生中斷，之后進(jìn)入中斷程序入口，執(zhí)行中斷程序，舉行文件數(shù)據(jù)的讀取

10、操作。軟件實(shí)現(xiàn)如錯(cuò)誤！未找到引用源。所示，首先調(diào)用ch375diskconnect()查詢(xún)是否真的有 u盤(pán)插入，否則的話(huà)立刻返回主程序，繼續(xù)執(zhí)行本來(lái)的程序，假如有 u盤(pán)插入，接著調(diào)用ch375init()，舉行初始化復(fù)位；然后推斷 u盤(pán)是否預(yù)備好，等待其預(yù)備好后，即可調(diào)用函數(shù)ch375fileopen()，按照參數(shù)（普通是文件名和完整的路徑名）打開(kāi)指定的文件。文件假如不能正常打開(kāi)，可能文件并不存在，立刻返回主程序，結(jié)束本次讀取，也可以通過(guò)調(diào)用ch375fileenumer()查詢(xún)文件是否存在。文件正常打開(kāi)后，調(diào)用 ch375bytelocate()函數(shù)執(zhí)行指針定位，以字節(jié)為單位移動(dòng)當(dāng)前文件指針，進(jìn)入字節(jié)模式。然后調(diào)用ch375byteread()，以字節(jié)為基本單位從當(dāng)前文件讀取數(shù)據(jù)。所有讀完后，調(diào)用ch375fileclose()關(guān)閉文件，并返回