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芯片/顯示

基于單片機的LED顯示屏硬件設計方案(二)

星之球激光 來源:電子工程網2012-03-26 我要評論(0 )   

3 總體設計 3.1 屏體接口模塊 屏體接口包括屏體接口頭文件、屏幕緩沖區的定義、屏體接口初始化、刷新定時器中斷服務程序和 SPI 中斷服務程序幾個部分。 屏體接口的頭文...

3 總體設計

  3.1 屏體接口模塊

  屏體接口包括屏體接口頭文件、屏幕緩沖區的定義、屏體接口初始化、刷新定時器中斷服務程序和SPI中斷服務程序幾個部分。

  屏體接口的頭文件screen.h 應該使屏幕緩沖區對其他應用可見, 并提供屏體初始化函數。具體定義如下:

  #ifndef _SCREEN_H_

  #define _SCREEN_H_

  #include “inc\board.h”

  extern u8 xdata SCR_BUF[16][16];

  void screen_init(void);

  #endif

  這樣就把屏幕緩沖區的結構暴露給應用, 但應用不必關心具體的屏幕刷新操作。

  具體屏體接口的實現集中在一個文件screen.c 中定義。具體如下:

  首先是屏幕緩沖區定義:

  u8 xdata SCR_BUF[16][16]_at_0x0000;//~0x00ff 256Bytes其次是當前顯示行和輸出列變量定義, 屬于靜態變量, 應用程序不可見。

  static u8 data row,col;

  然后是屏幕初始化, 包括刷新定時器0 的初始化、SPI 的初始化、鎖存bLatch 信號的初始化、屏幕緩沖區的初始清零以及定時器和SPI 中斷的優先權和使能位的初始化代碼略。

  SPI 和定時器0 的中斷服務程序是屏體接口的關鍵。

  定時器0 的中斷服務程序首先進行掃描行增量取模運算,并將掃描行輸出。然后依據掃描行取出屏幕緩沖區對應行的第一個字節發送到SPI 端口。同時列增量。

  void display_ONe_screen(void)interrupt 1 using 3{

  row = (++row)&0x0f;

  P0 = (P0 & 0xf0)|((~row)& 0xf);

  col = 0;SPDAT = ~SCR_BUF[row][col++];

  }

  這樣編寫的屏體驅動, 應用只要在初始化屏體后,向屏幕緩沖區中寫入要顯示的數據即可, 而不必關心屏幕顯示的細節。

  3.2 UART 接口

  UART 接口負責與上位機的數據收發, 盡管發送可以同步進行, 但接收必須異步進行。因而UART 接口的核心仍然應該是一個中斷服務程序。

  UART 接口的頭文件uart.h 隱藏了接收緩沖區的信息, 用戶可調用的函數只有初始化、發送和接收。

  #ifndef _UART_H_

  #define _UART_H_

  void uart_init(void);

  void uart_put_c(u8 ch);

  u8 uart_get_c(u8 *);

  #endif

  UART 的接口實現首先定義一個接收緩沖FIFO, 以及對FIFO 的讀下標uart_rd 和寫下標uart_wr, 他們都是文件內可見的靜態變量:

  static u8 xdata uart_buf[64];

  static u8 uart_rd,uart_wr;

  bit fSend

  UART 的初始化包括進行FIFO 的初始化和UART格式、波特率、中斷的初始化。代碼略。

  UART 的ISR 主要是服務于接收, 無條件地將數據裝入FIFO, 并調整寫入指針。

  static void uart_isr(void)interrupt 4 using 1{

  if(RI){RI = 0;

  uart_buf[uart_wr++] = SBUF;

  uart_wr &= 0x0f;

  }

  }

  提供給用戶的發送程序首先檢測發送結束標記, 如果為0, 表示上次發送尚未結束, 直接返回錯誤信息1。

  否則將要發送的信息發送并清零發送結束標記。這樣設計的發送程序, 其目的是將發送等待不限制在接口底層, 而是給上層一個決定是否等待發送結束的機會。

  u8 uart_put_c(u8 ch){

  if(! TI)return 1;

  TI = 0;SBUF = ch; return 0;

  }

  同樣, 接收程序也給上層一個選擇等待的機會。接收函數首先判斷接收FIFO 是否為空, 如果為空或輸入指針參數錯誤, 則直接返回錯誤, 否則才從FIFO 中讀取數據并將數據存儲到指針指向的地址, 然后返回成功。

  u8 uart_get_c(u8 *ch){

  u8 i;

  if(! ch)return 1;

  if((i = (uart_rd+1)&0x0f) == uart_wr)return 1;

  uart_rd = i; *ch = uart_buf[i];return 0;

  }

3.3 閃存接口

  閃存的存取有特殊的時序, 閃存的內部結構也和具體應用要求有很大的不同。因此閃存的接口需要仔細設計。

  K9F4008 閃存芯片的存儲結構組織如圖2所示。

  K9F4008的存儲組織

  K9F4008 閃存的存儲以塊為單位, 每個芯片共有128 塊。每塊有32 行, 每行有4 個幀, 每幀含有32 B.全部芯片為512 KB。

  閃存接口提供的閃存初始化函數中就包括對這樣情況的處理。初始化函數要從閃存的第一個塊中讀出一個塊映射表, 該表下標是邏輯扇區, 表內每項存儲的是該邏輯扇區對應的物理塊編號。初始化函數在必要時對閃存進行讀寫校驗, 然后將壞塊從表中刪除。再尋找新的良好塊, 將其編號填入到對應邏輯扇區的表項中。這樣對應用來說, 只見到連續的扇區編號, 而不知道扇區究竟對應到那個塊。

  閃存的接口頭文件Flash.h 如下:

  #ifndef _K9F4008_H_

  #define _K9F4008_H_

  void read_log_page(u8 sector,u8 page,u8 xdata *buf);

  u8 prog_log_page(u8 sector,u8 page,u8 xdata *buf);

  void erase_log_blk(u8 sector);

  bit flash_init(void);

  #endif

  實現閃存的接口, 首先就是依據說明書的時序定義閃存的基本操作。這里是以宏定義實現基本操作的。

  #define W_CMD(cmd_)\

  bCLE=1; bWE=0; P2=(cmd_); bWE=1; bCLE=0

  #define W_ADDR(addr1_,addr2_,addr3_)\

  bALE=1; bWE=0; P2=(addr1_); bWE=1; \

  bWE=0; P2=(addr2_); bWE=1; \

  bWE=0; P2=(addr3_); bWE=1; \

  bALE=0

  #define W_DAT(dat_) bWE=0; P2=(dat_); bWE=1

  #define wait_RB while(! bRB)

  #define l2p(x_) fat_tbl[(x_)]

  3.4 EEPROM

  內部集成的EEPROM 是與程序空間分開的, 利用ISP/IAP 技術可將內部DATAFLASH 當EEPROM,擦寫次數10 萬次以上。EEPROM 可分為若干個扇區, 每個扇區包含512 B.使用時, 建議同一次修改的數據放在同一個扇區, 不是同一次修改的數據放在不同的扇區, 不一定要用滿。數據存儲器的擦除操作是按扇區進行的。

  sfr IAP_DATA = 0xC2; //Flash data register

  sfr IAP_ADDRH = 0xC3; //Flash address HIGH

  sfr IAP_ADDRL = 0xC4; //Flash address LOW

  sfr IAP_CMD = 0xC5; //Flash command register

  sfr IAP_TRIG = 0xC6; //Flash command trigger

  sfr IAP_CONTR = 0xC7; //Flash control register

  根據使用說明對EEPROM 的寄存器進行定義。

 

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