液晶屏显示模块设计

显示模块设计
一、显示模块功能分析
由于整个控制系统采用的是以为核心的嵌入式系统结构，采用普通的显示器将带来巨大的系统开销。

因此，我们选用显示模块作为本系统的显示部件。

它需要能够实现以下显示功能：
1、显示系统的输出结果
(1)显示磁浮间距数据(包括上径向X和Y、下径向X和Y、Z轴共五个)；
(2)以进度条的方式显示磁浮间距数据，使结果更直观；
(3)显示北向角度数据；
(4)以指针的方式显示北向角度。

2、显示控制参数设置界面
(1)显示控制器参数输入框(五行，四列，共20个)；
(2)支持输入数据的合理显示；
(3)显示一些功能按钮(如退出等)；
(4)支持输入框和按钮的选中和按下状态。

二、显示模块硬件设计
1、显示模块的选择
为了能充分显示上一节所提到的功能，我们选择320x240的双色点阵型作为显示模块。

该模块自带显示驱动电路，只要通过向其写入相应的命令和显示数据即可完成显示功能。

2、接口电路设计
所选用的是5v的逻辑电平接口，为了提高系统的可靠性和稳定性我们采用专门的电平转换芯片74164245。

它是公司的一款16位的双向电平转化芯片。

如果访问只是单向的，采用驱动门电路也可实现电平的转化。

由于的运算速度很高，直接使用存储器读写的方式访问模块，存在时
图3-1 模块读写时序图
2、显示设置
时序正确之后，就可以对的显存进行操作了。

屏幕上所有图形的像素点直接反映到显存的某一位，因此所有图形的显示都是通过对显存的写操作来完成的。

我们所选用的模块的显示芯片是13305F，它是1335的替代芯片，与其有相同的功能。

其指令集如表3-1所示。

表3-1 1335显示操作指令集
在模块启动之后，使用之前，应至少有一次系统初始化，即调用系统控制命令‘’和‘’来设置模块的显示窗口设置和显示区域的显存地址。

根据系统功能的要求把设置为单屏显示，无边界，每行显示40个字节(即满行显示)。

同时，设置第一显示区的首地址为1=0x0000及其占有显示屏上的点行数1=240，第二显示区的首地址2=0x4000 及其占有显示屏上的点行数2=240。

这些设置所对应得‘’和‘’的参数分别为：
[8]={0x30,0x87,0x07,0x27,0x42,00,0x28,0x00}；
[10]={0x00,0x00,00,0x00,0x40,00,0x00,0x80,
0x00,0x00}；
这其中第一显示区和第二显示区的理解是一个关键点，他们共同管理同一块显示区域，在以上设置中，他们管理的是整个显示屏。

使用‘’可以设置两者合成后的现实效果，这里我们设置为或逻辑叠加方式，同时设置显示区为点阵性质。

既只要有一个区去点亮像素点，则该像素点被点亮。

设置完之后，就可以往显存(显示一区或二区)中写入数据了，关于写入数据，应注意以下几点：
(1)屏幕像素点与第一显示区的对应关系如表3-2所示，二区类似；
(2)每次只能写入一个字节数据，对应八个点的显示，如表3-2；
(3)首先写入光标位置，即接下来写入的第一个数据的地址；
(4)光标位置‘’通过设置，先写高字节地址；
(5)然后设置光标移动方向‘’，为屏幕上的实际方向；
表3-2 屏幕像素点与第一显示区地址的对应关系
(6)最后依次写入数据，光标会自动移动。

四、显示模块的功能实现
1、字模提取V2.2简介
通过上一节的设计，我们就可以在的屏幕上自由的显示图形了。

但是，仅用手工的方法绘制图形再转化成字节数据，工作量大的难以实现。

因此我们选用字模提取软件‘字模提取V2.2’来辅助设计。

这是一款免费的绿色软件，使用极为方便。

其操作界面如图4-1所示。

图4-1字模提取V2.2操作界面
在文字输入区输入需要的文字，按就可以生成对应的点阵数组。

并且，文字的大小和字体都可以设置。

通过打开图像图标可以调入用其它然间绘制好的的图形。

通过取模方式获得想要的点阵数组。

本软件是专门针对显示设计的，和各种显示的兼容性非常好，是液晶模块现实设计的必备软件。

2、系统输出界面设计
先通过自带的绘图工具绘制好320x240的图像，然后调入字模提取软件转好即可。

根据系统要求界面设计如图4-2所示。

图4-2 系统数据输出显示界面
磁浮间距数据和其进度条显示、方向角度数据和其指针显示都是需要实时改变的显示部分。

因此，需要分别定义显示函数和对应的清除函数，以便在需要时调用。

数字和符号都可以转化为8的点阵格式，这要在特定的屏幕位置依次写入显示字节即可。

数字显示函数如下所示：
( (*p)[12] )
{
;
;
c;
*;
(); 加上0x40可以实现在第二显示区的重叠显示
();
();
();
();
();
();
(0<12)
{
(*(*()));
}
0x01;
(0) 0x01;
}
该函数的输入参数x(0~39)，y(0~239)是屏幕坐标，p为一个10x12的数组，每一行表示了一个12x8点的数字点阵，分别表示0~9。

符号的现实类似。

函数中加黑部分即是显示一个图形的典型步骤，曾在上一节显示设置中进行过详细描述。

进度条和指针的显示比较具有技巧性，因为它每一水平像素点都有可能显示，而通常都是只能在八的整数倍的位置才能写入显示数据。

对于进度条，我的办法是先显示8的整数倍长度，然后根据余数用程序生成最后一格的显示图像。

指针类似于进度条，只不过实现移动8的整数倍位置，然后根据余数用程序生成最后两个格的显示图像，因为指针用16位宽度的图像才能显示完全。

下面用进度条的显示函数加以说明。

( )
功能：显示长度为的，高度为7的长条块
坐标为低8位寄存器(字节)，y坐标寄存器(点行)
{
;
;
0x80;
;
(>167) = 167;
8;
8;
*;
();
();
显示8的整数倍长度
(0<)
{
();
();
();
();
();
(0<7)
{
(0);
}
0x01;
(0)0x01;
}
显示百分比数据
(109,(*100)/167);
(119,12);
显示余数部分程序，c为生成图像的一行值
(0);
(1<)
{
0x802;
}
();
();
();
();
();
(0<7)
{
(c);
}
}
通过调用以上显示函数，最后可以实现如图4-3所示的显示效果。

图4-3 系统数据输出显示效果图
3、控制器参数配置界面设计
根据系统功能要求，控制器参数配置界面设计如图4-4所示。

图4-4 控制器参数配置界面
图4-5 输入框的选中状态和输入状态
该界面的显示功能实现比较简单，主要包括主界面的显示(同上一小节)、选中虚框的显示、选中实框的显示。

显示函数通过对上一节提到的函数进行一些简化即可得到。

虚实框的显示函数为：
( (*p)[7])
{
;
;
;
*;
()+0x40; 加上0x40可以实现在第二显示区的重叠显示
();
(0<7)
{
();
();
();
();
();
(0<17)
{
(p[c][b]);
}
0x01;
(0)0x01;
}
}
选择框大小为56x17点阵，数组大小7x17，已由字模提取软件事先生成。

五、结论
模块的显示功能除与光电码盘相关的外都已实现，并且试验测试通过。

该部分程序具有很好的模块化，在外部没有任何与和直接相关的操作，全部通过接口函数实现。