嵌入式-液晶顯示實驗

昆明理工大學(xué)信息工程與自動化學(xué)院學(xué)生實驗報告〔學(xué)年第2學(xué)期〕課程名稱：嵌入式技術(shù)及應(yīng)用開課實驗室：信自樓年月日專業(yè)、年級、班學(xué)號姓名成績實驗工程名稱液晶顯示實驗指導(dǎo)教師萬小容教師評語該同學(xué)是否了解實驗原理： A.了解□ B.根本了解□ C.不了解□該同學(xué)的實驗?zāi)芰Γ? A.強□ B.中等□ C.差□該同學(xué)的實驗是否到達(dá)要求： A.到達(dá)□ B.根本到達(dá)□ C.未到達(dá)□實驗報告是否標(biāo)準(zhǔn)： A.標(biāo)準(zhǔn)□ B.根本標(biāo)準(zhǔn)□ C.不標(biāo)準(zhǔn)□實驗過程是否詳細(xì)記錄： A.詳細(xì)□ B.一般□ C.沒有□教師簽名：年月日實驗?zāi)康募皟?nèi)容1)掌握S3C44B0X處理器的LCD控制器的使用。通過實驗掌握液晶顯示文本和圖形的方法以及程序設(shè)計。2)單步調(diào)試，截圖并用文字說明。3)要有實驗總結(jié)。實驗原理及根本技術(shù)路線圖〔方框原理圖或程序流程圖〕液晶顯示屏〔LCD，LiquidCrystalDisplay〕主要用于顯示文本及圖形信息。它具有重量輕、體積小、耗電量低、無輻射、平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等特點，因此在許多電子應(yīng)用系統(tǒng)中，常使用液晶屏作為人機(jī)界面，而且已廣泛應(yīng)用于各類顯示器件上。主要類型及性能參數(shù)液晶顯示按顯示原理分為STN和TFT兩種：STN(SuperTwistedNematic，超扭曲向列)液晶顯示屏STN液晶顯示器與液晶材料、光線的干預(yù)現(xiàn)象有關(guān)，顯示的色調(diào)以淡綠色與橘色為主。STN液晶顯示器中，使用X、Y軸交叉的單純電極驅(qū)動方式，水平方向驅(qū)動電壓控制顯示局部的亮或暗，垂直方向的電極那么負(fù)責(zé)驅(qū)動液晶分子的顯示。(2)TFT〔ThinFilmTransistor，薄膜晶體管〕彩色液晶屏隨著液晶顯示技術(shù)的不斷開展和進(jìn)步，TFT液晶顯示屏被廣泛用于制作成電腦中的液晶顯示設(shè)備。TFT液晶顯示屏既可在筆記本電腦上應(yīng)用〔現(xiàn)在大多數(shù)筆記本電腦都使用TFT顯示屏〕，也常用于主流臺式顯示器。(3)液晶顯示屏主參數(shù)使用液晶顯示屏?xí)r主要考慮的參數(shù)有外形尺寸、分辨率、點寬、色彩模式等。2、S3C44B0XLCD控制器 S3C44B0X處理器集成了LCD控制器，支持4位單掃描、4位雙掃描和8位單掃描工作方式。處理器使用內(nèi)部RAM區(qū)作為顯示緩存，并支持屏幕水平和垂直滾動顯示。數(shù)據(jù)的傳送采用DMA方式，以到達(dá)最小的延遲。支持單色液晶、4級或16級灰度、256色彩色液晶〔STN液晶〕 LCD控制器主要提供液晶屏顯示數(shù)據(jù)的傳送、時鐘和各種信號的產(chǎn)生與控制功能。S3C44B0X處理器的LCD控制器主要局部框圖如下列圖所示：SystemBus存放器控制信號產(chǎn)生電路VCLK存放器控制信號產(chǎn)生電路VLINE VFRAMEVMＤＭＮ傳送控存放ＤＭＮ傳送控存放器控制32/VD[3:0]32/32/VD[7:4]圖3-5S3C44B0X處理器LCD控制器框圖1)LCD控制器接口S3C44B0XLCD控制器接口如下表所列：符號說明功能VCLK刷新脈沖為數(shù)據(jù)傳送提供時鐘信號〔低于16.5MHz〕VLINE水平同步脈沖提供行信號，即行頻率VFRAME幀同步信號幀顯示控制信號，顯示完整幀后有效VM交流控制電壓極性的改變控制液晶分子的顯示VD[3:0]數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)輸入，雙掃描時的高4位數(shù)據(jù)輸入VD[7:4]數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)輸入，雙掃描時的低4位數(shù)據(jù)輸入S3C44B0X支持的掃描模式：a)4位單掃描顯示控制器掃描線從左上角位置進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。顯示數(shù)據(jù)從VD[3：0]獲得；彩色液晶屏數(shù)據(jù)位代表RGB色。b)4位雙掃描顯示控制器分別使用兩個掃描線進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。顯示數(shù)據(jù)從VD[3：0]獲得高掃描數(shù)據(jù)；從VD[7：4]獲得低掃描數(shù)據(jù)；彩色液晶屏數(shù)據(jù)位代表RGB色。c)8位單掃描：顯示控制器掃描線從左上角位置進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。顯示數(shù)據(jù)從VD[7：0]獲得；彩色液晶屏數(shù)據(jù)位代表RGB色。3)數(shù)據(jù)的存放與顯示液晶控制器傳送的數(shù)據(jù)表示了一個像素的屬性：4級灰度屏用2個數(shù)據(jù)位，16級灰度屏用4個數(shù)據(jù)位，RGB彩色液晶屏使用8個數(shù)據(jù)位〔R[7:5]、G[4:2]、B[1:0]〕。4)LCD控制器存放器S3C44B0XLCD包含的可編程控制存放器內(nèi)存地址讀/寫說明LCDCON10x01F00000R/WLCD控制存放器1工作信號控制存放器LCDCON20x01F00004R/WLCD控制存放器2液晶屏水平/垂直尺寸定義LCDCON30x01F00040R/WLCD控制存放器3自測試設(shè)定，只用到最低位LCDSADDR10x01F00008R/W高位幀緩存地址存放器1液晶類型和掃描模式定義LCDSADDR20x01F0000CR/W高位幀緩存地址存放器2設(shè)定顯示緩存區(qū)信息LCDSADDR30x01F00010R/W高位幀緩存地址存放器3設(shè)定虛屏偏址和頁面寬度REDLUT0x01F00014R/W紅色定義存放器定義8組紅色數(shù)據(jù)查找表GREENLUT0x01F00018R/W綠色定義存放器定義8組綠色數(shù)據(jù)查找表BLUELUT0x01F0001CR/W藍(lán)色定義存放器定義8組藍(lán)色數(shù)據(jù)查找表DP1_20x01F00020R/W1/2抖動設(shè)定推薦使用0xA5A5DP4_70x01F00024R/W4/7抖動設(shè)定推薦使用0xBA5DA65DP3_50x01F00028R/W3/5抖動設(shè)定推薦使用0xA5A5FDP2_30x01F0002CR/W2/3抖動設(shè)定推薦使用0xD6BDP5_70x01F00030R/W5/7抖動設(shè)定推薦使用0xEB7B5EDDP3_40x01F00034R/W3/4抖動設(shè)定推薦使用0x7DBEDP4_50x01F00038R/W4/5抖動設(shè)定推薦使用0x7EBDFDP6_70x01F0003CR/W6/7抖動設(shè)定推薦使用0x&FDFBFEDITHMODE0x01F00044R/W抖動模式存放器推薦使用0x12210或0x05)LCD控制器主要參數(shù)設(shè)定正確使用S3C44B0XLCD控制器，必須設(shè)置控制器所有18個存放器?？刂破餍盘朧FRME、VCLK、VLINE和VM要求配置控制存放器LCDCON1/2；液晶顯示屏的顯示與控制以及數(shù)據(jù)的存取控制，那么要求配置其他相關(guān)存放器。三、所用儀器、材料〔設(shè)備名稱、型號、規(guī)格等或使用軟件〕PC一臺〔WinXP〕、EmbestIDE2003集成開發(fā)環(huán)境、EmbestS3CEV40。四、實驗過程原始記錄(測試數(shù)據(jù)、圖表、計算等)1、配置根本設(shè)置:對以上截圖解析：I/O口LCD功能設(shè)置:通常采用S3C44B0X的PC口和PD口作為LCD驅(qū)動接口，因此需要設(shè)置PC和PD工作在第3功能狀態(tài)，設(shè)置I/O口控制存放器的語句如下：rPCONC=0x0f00ffff;rPCOND=0xaaaa;PCONC的PC7、PC6、PC5、PC4的值都為11，使得PDATAC的PC4、PC5、PC6、PC7作為LCD點象素數(shù)據(jù)輸出端口。PCOND的PC7、PC6、PC5、PC4、PC3、PC2、PC1、PC0，使得PDATAD的PC7、PC6、PC5、PC4對應(yīng)LCD模塊的VFRAME、LINE、VCLK、VM信號。如下截圖：3、控制存放器設(shè)置S3C44B0X包括一個LCD控制器時序發(fā)生器TIMEGEN，由它來產(chǎn)生VFRAM,VLINE,VCLK和VM控制時序。這些控制信號由存放器LCDCON1和LCDCON2進(jìn)行配置。通過對存放器中配置工程的設(shè)置，TIMEGEN就可以產(chǎn)生適應(yīng)于各種LCD屏的控制信號了。VFRAME和VLINE脈沖的產(chǎn)生通過對LCDCON2存放器的HOZVAL和LINEVAL域進(jìn)行配置來完成。每個域都與LCD的尺寸和顯示模式有關(guān)。HOZVAL和LINEVAL可以通過下式計算出來：HOZVAL=(顯示寬度/VD數(shù)據(jù)線的位數(shù))-1;在彩色模式下：顯示寬度=3×每行的像素點數(shù)目

例如對于我們采用的LCD，HOZVAL=(320×3/8)-1LINEVAL=(顯示寬度)-1;在單掃描顯示類型下。LINEVAL=(顯示寬度/2)-1;在雙掃描顯示類型下。例如對于我們采用的LCD，LINEVAL=240-1VCLK信號的頻率可以通過LCDCON1存放器的CLKVAL域來確定。它們存在以下關(guān)系：VCLK(Hz)=MCLK/(CLKVAL×2)其中：LCDCON1：DISMODE[6:5]值為10，設(shè)置8位單掃描模式。LCDSADDR1：MODESEL[28:27]值為10，設(shè)置16級灰度模式。rDP1_2、rDP4_7等為抖動存放器。原本需要8個位來傳輸顯示彩色的數(shù)據(jù)，通過抖動算法，使用3個位就可以了。4、顯示ASSII字符、漢字字符、畫矩形框畫第一個矩形框：畫第一條線：Lcd_DrawHLine(10,40,310,Green,1)液晶顯示結(jié)果：五、實驗結(jié)果、分析和結(jié)論〔誤差分析與數(shù)據(jù)處理、成果總結(jié)等。其中，繪制曲線圖時必須用計算紙或程序運行結(jié)果、改良、收獲〕通過本次實驗我初步掌握液晶屏的使用及其電路設(shè)計方法及對S3C44B0X處理器的LCD控制器的使用。對液晶顯示文本和圖形的方法以及程序設(shè)計也有了一定的認(rèn)識和了解。在實驗過程中，首先準(zhǔn)備實驗環(huán)境。使用Embest仿真器連接目標(biāo)板，使用EmbestS3CEV40實驗板附帶的串口線連接實驗板上的UART0和PC機(jī)的串口。然后在PC機(jī)上運行windows自帶的超級終端串口通信程序〔波特率115200b/s、1位停止位、無校驗位、無硬件流控制〕；或者使用其它串口通信程序。并使用EmbestIDE通過Embest仿真器連接實驗板，翻開實驗例程目錄下BMP_Display子目錄下的BMP_Display.ews例程，編譯鏈接通過后連接目標(biāo)板，下載并運行它。在PC上觀察超級終端程序主窗口，可以看到如下界面：PleasepressonekeyonkeyboardandlookatLED...Embest44B0XEvaluationBoard(