基于DSP的液晶顯示模塊設(shè)計(jì)

姜建國，田金艷，劉松斌，雷衛(wèi)兵

（東北石油大學(xué) 電氣信息工程學(xué)院，黑龍江 大慶163318）

1 引 言

人機(jī)交互是控制系統(tǒng)重要的一部分，它方便了人與機(jī)器之間信息的交換。近年來，如何對電力系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測成為人們關(guān)心的問題，在電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)中，采用液晶代替表盤指針作為監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行的輸出設(shè)備，直觀性強(qiáng)［1－2］。在控制系統(tǒng)中，DSP 以靈活性好，精度高，可靠性高，集成性高的優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用。TMS320F2812是美國TI公司最新推出的數(shù)字信號處理器，該控制器主頻可達(dá)150 MHz，兩個事件管理器為電機(jī)及功率變換控制提供良好的控制功能，16通道高性能12位ADC 單元提供了兩個采樣保持電路，可以實(shí)現(xiàn)雙通道信號同步采樣［3－6］。

本文以DSP為核心，驅(qū)動液晶SMG12864ZK，進(jìn)行含字庫的字符型液晶的接口設(shè)計(jì)和軟件編程，使系統(tǒng)的運(yùn)算反應(yīng)速度更快，采用數(shù)字量作為中間過程，系統(tǒng)的實(shí)時性增強(qiáng)。本方案接口方式簡單，占用較少的內(nèi)存，控制程序簡單，有一定的應(yīng)用價值。

2 液晶硬件設(shè)計(jì)

液晶顯示模塊作為一種直觀的輸出設(shè)備，是設(shè)計(jì)中必不可少的模塊，液晶模塊分為點(diǎn)陣型和字符型。在設(shè)計(jì)中采用的液晶模塊為字符型液晶。本 設(shè) 計(jì) 采 用 長 沙 太 陽 人 公 司 的SMG12864ZK 帶字符型的顯示器，液晶模塊可以通過總線控制，也可以通過GPIO 口控制。DSP（F2812）有眾多的GPIO 口，DSP 的硬件實(shí)物圖如圖1 所示，因此在模塊設(shè)計(jì)時選擇通過GPIO口控制液晶模塊，其供電電源采用3.3V 供電，驅(qū)動電壓信號為3.3 V，DSP 的I／O 輸出電壓為3.3V，所以可以直接用DSP 引腳輸出信號進(jìn)行驅(qū)動，不需要其他任何附加電路［7－9］。液晶接口引腳見表1。

圖1 主控制器DSP的硬件實(shí)物圖Fig.1 Hardware diagram of the main controller DSP

表1 液晶接口引腳Tab.1 LCD interface pins

圖2 液晶模塊設(shè)計(jì)Fig.2 LCD module design

SMG12864ZK 帶字符型的液晶共有20個引腳，其中包括數(shù)據(jù)線8 根，指令數(shù)據(jù)選擇引腳（RS）、讀寫選擇引腳（RW）、使能引腳（E），其他的是電源和地線。SMG12864ZK 液晶與DSP 的接線如圖2所示。利用C 語言編程的軟件控制，減少了外圍電路使得電路接線更加簡單易懂。

3 液晶軟件程序設(shè)計(jì)

CCS是TI公司推出的用于開發(fā)DSP芯片的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）。它采用Windows的界面風(fēng)格，集編輯、編譯、連接、仿真軟件、硬件調(diào)試以及實(shí)時跟蹤等一些列功能于一體，極大地方便了用戶對DSP進(jìn)行開發(fā)與設(shè)計(jì)［10］。是目前應(yīng)用最為廣泛的一種DSP開發(fā)軟件，該軟件可以在硬件環(huán)境和脫離硬件環(huán)境的條件下進(jìn)行調(diào)試，這為我們在開發(fā)和學(xué)習(xí)上提供很大的靈活性，本設(shè)計(jì)利用CCS3.3結(jié)合DSP硬件設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)試。

液晶要實(shí)現(xiàn)顯示，必須要對液晶控制器進(jìn)行初始化設(shè)置，液晶初始化程序流程圖如圖3所示，在初始化過程中，首先是設(shè)置液晶的基本指令集，選擇幾位數(shù)據(jù)流，設(shè)置開始顯示地址，然后是打開顯示，在這一系列正確的操作之后，才可以對液晶寫控制字命令和數(shù)據(jù)命令。

圖3 液晶初始化程序流程圖Fig.3 Flowchart of LCD initialization procedure

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過實(shí)驗(yàn)表明，基于DSP的液晶顯示模塊能夠?qū)Ρ碚麟娔苜|(zhì)量優(yōu)勢的電壓、電流、頻率等參量進(jìn)行實(shí)時動態(tài)顯示，顯示結(jié)果如圖4所示。

圖4 實(shí)驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果Fig.4 Results of experiment

由圖4可知，設(shè)計(jì)的液晶顯示模塊能夠很好地滿足電能質(zhì)量檢測實(shí)時正確顯示的要求。

5 結(jié) 論

電能質(zhì)量優(yōu)劣越來越成為人們關(guān)注的話題，本設(shè)計(jì)使得電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互。本文提出一種用高速DSP（TMS320F2812）驅(qū)動液晶SMG12864 顯示的設(shè)計(jì)。充分利用DSP的快速性對動態(tài)電能質(zhì)量參量進(jìn)行實(shí)時顯示。詳細(xì)闡述了DSP 與液晶的接口設(shè)計(jì)和軟件編程，接口接線更加簡單，減少連線錯誤，實(shí)驗(yàn)表明該顯示方式可以比較穩(wěn)定地對參數(shù)實(shí)現(xiàn)動態(tài)實(shí)時顯示，具有一定的應(yīng)用價值。

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