远程抄表系统中的驱动TFT彩屏方案
来源:    发布时间: 2014-02-09 08:42   2198 次浏览   大小:  16px  14px  12px
【导读】随着远程抄表,无线抄表,自动抄表产品的不断更新,各种显示界面的开发越来越多,由于TFT彩屏的性价比高,因而被广泛用在各种电子设备上作为显示屏。只要单片机通过串口或并行口向TFT发送几个字节的命令,就能在屏幕上显示你需要的效果,今天介绍一款基于stm32驱动TFT彩屏的方案。

                                               远程抄表系统中的驱动TFT彩屏方案
目前远程抄表系统中驱动TFT彩屏的方案有很多,可以用底端单片机驱动一个终端类型的液晶模组,这种模组价格比较贵,当然用起来还是很方便的。该设计方案对相应的寄存器进行配置后就可以自动向TFT数字彩屏发送数据,无需CPU参与,让CPU有足够时间来处理其他程序。

STM32简介
 STM32 是基于ARM 内核Cortex-M3 的32 位微控制器系列。Cortex-M3内核是为低功耗和价格敏感的应用而专门设计的,具有突出的能效比和处理速度。通过采用Thumb-2 高密度指令集,Cortex-M3 内核降低了系统存储要求,同时快速的中断处理能够满足控制领域的高实时性要求,使基于该内核设计的STM32 系列微控制器能够以更优越的性价比,面向更广泛的应用领域。
 
TFT彩屏模块工作原理
 液晶屏的控制芯片电路非常复杂。GRAM 中一个存储单元对应显示屏的一个像素点。芯片内部有电路把GRAM存储单元的数据转化成液晶屏的控制信号,使每个点呈现特定的亮度和颜色,而这些点组合起来则成为显示界面。ILI9341 里有主要配置引脚和控制信号线,可以根据它的设置使芯片工作在不同的模式。

MUC通过SPI或8080接口与ILI9341进行通信,从而访问它的地址计数器(AC)、控制寄存器(CR)、GRAM及一个LED控制器。LCD本身不会发光,它需要借助背光源才实现显示功能,LED控制器就是用来控制液晶屏模块中发光二级管的背光源。LI9341使用8080通信时序工作,ILI9341的8080接口有5条控制信号线:写使能信号线WRX,读使能信号线RDX,复位信号线RESX,片选信号线CSX,区分数据和命令信号线D/CX.除了控制信号,还有数据信号线。

远程抄表方案总体硬件设计
 方案以STM32F103VE 芯片的FSMC接口连接RGB接口数字屏,并利用DMA 从片外FLASH 读取显示数据。DMA即直接内存存取,CPU只需配置DMA相关的寄存器后,DMA 控制器就会自动将数据从一个地址传送到另外一个地址,不占用CPU 时间。本文采用STM32F103VE 芯片外部连接FLASH 用作显存,其整体硬件方案如图1所示。


由于图片的数据太大需要外接FLASH存储器用来存储图片数据,电路如图2 所示:

本设计使用的AT25DF041A芯片是一个串行接口的闪存设备,灵活的架构AT25DF041A擦掉、消除粒度小至4 KB,使它非常适合数据存储,不再需要额外数据存储E2PROM设备。
软件设计
本设计的软件主要有硬件层配置和显示驱动函数。硬件层配置主要是对STM32 的I/O 口的输入/输出和FSMC 相关的寄存器配置。显示驱动函数主要是向TFT彩屏发送控制命令和数据,另外还有一些简单的画图函数。

1、FSMC简介

FSMC是灵活静态存储控制器。STM32芯片可利用FSMC 控制NOR FLASH、PSRAM 和NAND FLASH 存储芯片[3].这里,只使用FSMC 的NOR/PSRAM 模式控制LCD,所以只需分析NOR FLASH 控制信号线部分。

STM32 寻址空间的地址映射中的0×60000000 ~0x6FFFFFFF 是分配给PSRAM、NOR FLASH 这类可直接寻址的器件。当外部接了NOR FLASH,并且FSMC外设被设置为正常工作,当向0×60000000 地址写入数据0xFFFF,FSMC会自动把数据转化成各信号线上相应的电平信号写入数据。

2、采用FSMC模拟8080时序

FSMC写NOR 时序跟8080接口的时序是十分相似的,对它们的信号线对比如表1所示:


为了模拟出8080 时序,把FSMC 地址线中的A0 连接8080的DCX,当A0为低电平时,数据线D[15:0]的信号会被理解为ILI9341命令,若A0为高电平时,传输的信号则会被理解为数据。所以传送数据时只需向地址为0x6xxxxxx1,0x6xxxxxx3,0x6xxxxxx5 这些奇数地址写入数据,此时地址线A0(D/CX)会为高电平;需要发送命令时向0x6xxxxxx0,0x6xxxxxx2,0x6xxxxxx4 这些偶数地址写入数据时,地址线A0(D/CX)会为低电平,这个数据会被理解为命令。在代码中利用指针变量,向不同的地址单元写入数据,就能够由FSMC 模拟出8080 接口向ILI9341写入控制命令或GRAM的数据了。