基于P89LPC932的LCD組態(tài)設(shè)計
關(guān)鍵詞：P89LPC932 組態(tài)設(shè)計 LCD顯示 通信模式 堆?？臻g 初始化程序
引言
隨著微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，ＬＣＤ作為現(xiàn)場顯示設(shè)備廣泛應(yīng)用在各種通信與控制系統(tǒng)中。大部分的ＬＣＤ集成了中英文字庫，用戶輸入?yún)^(qū)位碼或ＡＳＣＩＩ碼即可實現(xiàn)文本顯示。由于現(xiàn)場控制設(shè)備通常較為分散，顯示的項目個數(shù)和功能也不盡相同，往往給設(shè)計帶來許多不例。常用的方法是，在軟件的設(shè)計階段，根據(jù)要求把各個顯示的信息固化和程序中。若要修改某個中文字符，程序員首先必須查出其區(qū)位碼，然后修改計算機上的漢字數(shù)據(jù)。這樣，不但系統(tǒng)的開發(fā)周期長、程序可讀性差，而且給日后的維護帶來很大的不便。為了實現(xiàn)程序的通用性，選用Ｐhilips的Ｐ８９ＬＰＣ９３２實現(xiàn)具有組態(tài)功能的ＬＣＤ顯示。其優(yōu)點是，在不需要修改系統(tǒng)軟件情況下，通過串口與組態(tài)軟件方便地設(shè)定ＬＣＤ顯示的項目和個數(shù)，功能菜單隨著設(shè)定項目的個數(shù)自動改變，并且實現(xiàn)了對設(shè)備的簡單控制操作，達到了通用性和靈活性結(jié)合的目的。
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Ｐ８９ＬＰＣ９３２是Ｐhilips公司推出的高性能高速度的８０Ｃ５１?。茫校?，采用0.35μm Flash，６倍速于標(biāo)準(zhǔn)的８０５１。８ＫＢ Ｆlash程序存儲器，具有１ＫＢ可擦除扇區(qū)和６４Ｂ可擦除頁；５１２Ｂ數(shù)據(jù)ＥＥＰＲＯＭ存儲器可用來存儲器件序列碼及設(shè)置參數(shù)；２５６Ｂ ＲＡＭ，５１２Ｂ輔助片內(nèi)ＲＡＭ。
在Ｐ８９ＬＰＣ７６Ｘ系列中，Ｐ８９ＬＰＣ７６４得到了廣泛的應(yīng)用；但由于ＬＰＣ７６４只有４ＫＢ 的程序空間和１２８Ｂ的數(shù)據(jù)存取空間，故不能滿足較大量數(shù)據(jù)通信和顯示的要求。與之相比，Ｐ８９ＬＰＣ９３２還具有如下特點與優(yōu)勢：
①程序區(qū)域擴大。由４ＫＢ的ＥＰＲＯＭ擴大為８ＫＢ Ｆlash,并提供在線編程功能。
②數(shù)據(jù)區(qū)域擴大。Ｐ８９ＬＰＣ９３２有２５６Ｂ的內(nèi)部數(shù)據(jù)存取區(qū)，５１２Ｂ的輔助存取區(qū)和５１２Ｂ的ＥＥＰＲＯＭ。
③串行通信功能增強。設(shè)置高精度波特率發(fā)生器。ＬＰＣ７６４實時串行通信時，模式３要使用到定時器１。ＬＰＣ９３２使用波特率發(fā)生器實現(xiàn)通信設(shè)置，可節(jié)省出定時器１。帶有字符檢測、幀錯誤檢測、溢出錯誤檢測、雙緩沖發(fā)送功能、發(fā)送中斷控制（停止位的開始或結(jié)束產(chǎn)生中斷）、可實現(xiàn)ＲＸ／ＴＸ中斷分開，從而提高通信效率。
④新增定時器模式６。簡單的８位ＰＷＭ信號發(fā)生器，帶自動重裝的８位定時／計數(shù)器，重裝值表示ＰＷＭ領(lǐng)帶的占空比。
⑤串行外圍接口ＳＰＩ。高速串行通信接口，最高速度為３Ｍb/s。主從模式實現(xiàn)全雙工同步通信。
圖3
２?。蹋茫南到y(tǒng)組態(tài)
組態(tài)式ＬＣＤ實現(xiàn)的關(guān)鍵在于對漢字處理，以往的做法把系統(tǒng)菜單的漢字區(qū)位碼固定在程序中。由于立即數(shù)表示的信息難于維護，一旦需要對程序修改，將是一件費勁的事件。我們的處理方法是，設(shè)置系統(tǒng)信息表，并把所有的中文信息（系統(tǒng)菜單和顯示信息）存放于ＥＥＰＲＯＭ。中文信息和系統(tǒng)信息表通過由ＶＢ編寫的ＬＣＤ組態(tài)軟件完成，并通過串口下載到ＥＥＰＲＯＭ。當(dāng)ＬＣＤ上電后，程序根據(jù)系統(tǒng)信息自動配置顯示菜單，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)的組態(tài)性。
系統(tǒng)信息表記錄實際顯示的ＡＩ、ＡＯ、操作參數(shù)、ＤＩ、ＤＯ的個數(shù)。ＬＣＤ在進行頁面更新時，先讀出相應(yīng)項目的個數(shù)，并自動調(diào)整顯示的條目。所有ＡＩ、ＡＯ、ＯＰＥＲ、ＤＩ、ＤＯ的名稱中文區(qū)位碼，單位ＡＳＣＩＩ碼，狀態(tài)信息中文區(qū)位碼都存放到ＥＥＰＲＯＭ中。項目名稱為４個漢字，單位信息為２個ＡＳＣＩＩ字符，狀態(tài)信息為２個漢字。
ＬＣＤ顯示裝置實現(xiàn)功能如下：
①實時顯示８個模擬量輸入點（ＡＩ）、８個模擬量輸出點（ＡＯ）、８個運行參數(shù)、８個開關(guān)量輸入點（ＤＩ）、８個開關(guān)量輸出點（ＤＯ）。
②修改模擬量輸出點、運行參數(shù)和開關(guān)量輸出點，實行就地對設(shè)備的控制。
③密碼管理。用戶可以直接在ＬＣＤ上或通過組態(tài)軟件修改密碼。
④流動顯示和手動顯示功能。
⑤組成功能。通過組態(tài)軟件可以方便地修改各顯示量的中文代碼和單位等信息。
在各種通信與控制系統(tǒng)中，ＬＣＤ顯示特定的數(shù)據(jù)信息而處于控制系統(tǒng)的末端，通常傣族法通過ＲＳ４８５總線與控制器相連形成一個網(wǎng)絡(luò)?？刂破髋cＬＣＤ在數(shù)據(jù)傳送上有兩種關(guān)系。一種是控制器為Ｍaster，ＬＣＤ為Ｓlave.控制器輪流地向各ＬＣＤ傳送數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)顯示。另外一種是控制器為Ｓlave,LCD為Master.LCD主動地向控制器發(fā)出請求信息，實現(xiàn)集中顯示的功能。為了系統(tǒng)的通用性，我們設(shè)計了兩個特殊功能開關(guān)，從而實現(xiàn)ＬＣＤ主從模式的和組態(tài)模式的切換。
Ｓlave模式：ＬＣＤ等待主站發(fā)送實時數(shù)據(jù)。當(dāng)接收到數(shù)據(jù)時檢測是否為本機站號。若是，立即接收數(shù)據(jù)并進行顯示，否則丟棄數(shù)據(jù)包，如圖１所示。
Ｍaster模式：ＬＣＤ輪流向各個控制器發(fā)出請求讀數(shù)命令，并作相應(yīng)的顯示，如圖２所示。
組態(tài)模式：ＬＣＤ發(fā)出組態(tài)命令，當(dāng)接收到組態(tài)信息后發(fā)出組態(tài)成功信息。
３ 硬件設(shè)計
如圖３所示，Ｐ８９ＬＰＣ９３２中Ｐ０口作為鍵盤輸入和站號地址，Ｐ２口與ＬＣＤ數(shù)據(jù)線相連，Ｐ1.7、P1.6為ＬＣＤ數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈帐中盘?。串行通信線ＴＸＤ、ＲＸＤ與ＭＡＸ４８７相連，并通過Ｐ１.４實現(xiàn)通信方向的切換。
ＬＣＤ選用的是ＯＣＭ２×８液晶顯示器，內(nèi)含ＧＢ２３１２１６×１６點陣國際一級簡體漢字字庫和ＡＳＣＩＩ８×８及８×１６點陣英文字庫；具有上／下／左／右移動當(dāng)前顯示屏幕及清除屏幕的命令。ＬＣＤ所有的設(shè)置初始化工作在上電時自動完成，實現(xiàn)了即插即用。ＬＣＤ硬件接口使用８位并行接口方式，采用ＲＥＱ／ＢＵＳＹ握手協(xié)議。圖４所示為ＬＣＤ寫漢字時序。ＬＣＤ模塊在收到外部的ＲＥＱ高是怦信號后立即讀取數(shù)據(jù)線上的命令或數(shù)據(jù)，同時將應(yīng)答線ＢＵＳＹ變?yōu)楦唠娖?，表明ＬＣＤ已收到?shù)據(jù)并正在忙于對數(shù)據(jù)的內(nèi)部處理。當(dāng)ＢＵＳＹ變?yōu)榈碗娖綍r，表明ＬＣＤ對用戶的寫操作已經(jīng)執(zhí)行完畢。在寫入多個數(shù)據(jù)時，可以不斷地查詢應(yīng)答線ＢＵＳＹ是否為低電平。如果為低電平，可以繼續(xù)送下一個數(shù)據(jù)。
４ 軟件設(shè)計
圖５是軟件的結(jié)構(gòu)，每個模塊對應(yīng)一個獨立的處理函數(shù)。ＬＣＤ顯示以頁為單位，程序設(shè)“ＰageArbiter”函數(shù)實現(xiàn)對頁面的管理。頁面管理函數(shù)根據(jù)用戶的按鍵，決定進入如“菜單顯示”、“密碼設(shè)定、“參數(shù)顯示”等畫面。以下是硬件驅(qū)動功能的說明。
圖5
（１）串行通信
Ｐ８９ＬＰＣ９３２的增強型ＵＡＲＴ具有一個獨立的波特率發(fā)生器，波特率取決于對ＢＲＧＲ１和ＢＲＧＲ０的值。如果ＳＭＯＤ１（ＰＣＯＮ.７）置位，定時器Ｔ１被２分頻。但需要修改ＢＲＧＲ１和ＢＲＧＲ０寄存器的值前，為了避免向波特率發(fā)生器裝入錯誤的值，必須在ＲＢＧＣＯＮ寄存器中的ＢＲＧＥＮ位為０才能寫入。程序設(shè)計使用外晶振（11.0592MHz）選擇串行通信模式３，并利用波特率發(fā)生器設(shè)置通信速率。波特率發(fā)生器計算為
（BRGR1，BRGR0）=（11.0592MHz/19200）-16=0x0230
初始化流程如圖6所示。
若不使用波特率發(fā)生器設(shè)置串行通信的通信速率，可以使用定時器。其計算公式為
波特率=2fosc×192/[0xFF-(TH1)]
選用11.0592MHz的外晶振，波特率為19200bps，則計算出TH1=0xFA。其初始化流程如圖7所示。
（2）EEPROM讀寫操作
P89LPC932擁有512字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)EEPROM，用于保存配置參數(shù)數(shù)據(jù)。EEPROM由SFR控制，可字節(jié)讀、字節(jié)寫以及可擦除（通過行填充和塊填充）。用戶通過3個SFR和1個中斷對其進行讀、寫和填充。EEPROM可尋址空間為512個字節(jié)，使用9位地址。當(dāng)數(shù)據(jù)地址大于0xFF時，置控制寄存器DEECON的第0位。值的注意的是，在訪問EEPROM時，必須對DEECON的第0位清0或置1。在仿真過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)讀一個地址少于0xFF的字節(jié)數(shù)據(jù)后，再次向同一地址數(shù)據(jù)時出現(xiàn)錯誤。檢查的結(jié)果是第一次讀數(shù)時DEECON第0位為0，但第二次讀數(shù)時DEECON的第0位就自動地變?yōu)?。所以在讀寫數(shù)據(jù)時，必須對DEECON的第0位賦正確的值。
DEECON中的第4、5位定義了讀寫操作的模式。
在任何模式中操作完成之后，硬件都會置位EEIF位。如果EEPROM中斷允許位（EIEE）和系統(tǒng)中斷位（EA）都置位。將產(chǎn)生中斷請求。中斷產(chǎn)生后必須由軟件清零。其初始化程序如下：
EIEE=TRUE；/*允許EEPROM中斷*/
EA=1； /*允許系統(tǒng)中斷*/
（3）輔助RAM的使用
我們所所有從串行通信得到的實時數(shù)據(jù)存放在輔助RAM區(qū)內(nèi)。讀寫程序如下：
#include"ABSACC.H"
bData=XBYTE[i]; /*輔助RAM讀操作*/
XBYTE[i]=bData; /*輔助RAM寫操作*/
5 組態(tài)軟件設(shè)計
組態(tài)軟件和仿真軟件是由VB開發(fā)的。當(dāng)LCD進入組狀態(tài)后，發(fā)送請求組態(tài)信號。 組態(tài)軟件檢測LCD的站號，并向相應(yīng)的LCD發(fā)出組態(tài)初始化信息包。LCD發(fā)出組態(tài)初始化信息包。LCD接收到組態(tài)軟件開發(fā)的數(shù)據(jù)包并發(fā)出回答信息包。組態(tài)軟件依次把中文內(nèi)碼和單位傳送到LCD。
結(jié)語
采用P89LPC932芯片實現(xiàn)了具有組態(tài)功能的LCD顯示。系統(tǒng)硬件電路簡單，易于根據(jù)用戶和系統(tǒng)的需要設(shè)置顯示的項目和個數(shù)，實現(xiàn)了對AI、AO、DI、DO和運行參數(shù)的顯示和修改。
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