Графический дисплей. 
Микропроцессорная техника: введение в cortex-m3

Вывод информации на графический дисплей (LCD) в отладочных платах фирмы «Миландр» осуществляется при помощи жидкокристаллического (ЖК) дисплея МТ-12864J-2YLG-3V0 (производство компании «МЭЛТ», г. Москва). Контроллер управления графического дисплея К145ВГ10 (производство ОАО «Ангстрем», г. Зеленоград) аналогичен контроллеру KS0108 фирмы SAMSUNG. Полная техническая информация на модуль графического дисплея MT-12864J содержится в спецификации [9]. Ниже приведены назначения программируемых выводов дисплея (табл. 3.1) и их спецификация при обращении к графическому модулю (табл. 3.2).

Программируемые внешние выводы модуля LCD MT-12864j

Таблица 3.1

Описание команд LCD MT-12864j

Таблица 3.2

'Назначение флагов: Fl-BUSY; F2-On/Off; F3-Reset.

Графический модуль дисплея содержит два независимых контроллера, поскольку видимая область (отображаемое поле точек) графического дисплея (128×64 точек) состоит из двух областей (64×64 точки). Каждая область дисплея работает под управлением своего контроллера. Эти контроллеры при программировании обозначают терминами «Кристалл 1» и «Кристалл 2» (Chip 1 и Chip 2). Для хранения данных, выводимых на ЖК-дисплей, модуль содержит ОЗУ размером 1024 байта: 64×64×2 бит (по 64×64 бит на каждый кристалл). Для выбора нужного кристалла используются выводы El, Е2. ОЗУ каждого кристалла разбито на 8 страниц (Page 0−8) размером по 64×8бит каждая. Каждой светящейся точке на ЖК-дисплее соответствует логическая «1» в ячейке ОЗУ модуля.

Для начальной установки модуля необходимо подать сигнал RES (логический «0») длительностью не менее 1 мкс. После деактивации сигнала RES (переключение в логическую «1» с временем фронта не более 200 нс) необходимо выдержать паузу не менее 10 мкс.

При программировании каждая страница представлена в виде матрицы 64×8 бита. Запись информации в модуль осуществляется по страницам (64 байта данных) (рис. 3.11). Для записи байта данных по произвольному адресу необходимо предварительно установить страницу ОЗУ и установить адрес внутри страницы ОЗУ. Это осуществляется командами Set Page и Set Address соответственно. После этого можно записать байт данных. Запись каждого байта должна сопровождаться подачей строба (переключение в логическую" 1″ с временем фронта не более 200 нс) на вход Е. Модуль поддерживает непрерывную последовательность операций записи: после записи одного байта счетчик адреса автоматически увеличивается на I и модуль готов к новой операции записи по следующему адресу без предварительной установки страницы ОЗУ и адреса. Счетчик адреса считает только внутри одной страницы. При достижении адреса 63 следующим значением счетчика будет 0 и т. д. Между любыми двумя передачами данных или команд необходимо выдержать паузу не менее 8 мкс или ожидать сброса флага BUSY в регистре состояния того кристалла, к которому будет обращение. Возможна скорость потока данных до 100−130 тыс. байтов/с.

Г рафический модуль может также работать в режиме чтения ОЗУ. Линия R/W служит для переключения режима чтение/запись.

Линия АО служит для переключения между режимами «Команды» (АО = 0) или «Данные» (АО = 1) (см. табл. 3.2).

Рутинные процедуры для работы с графическим модулем дисплея собраны в библиотеку, которая представлена в виде отдельного файла lcd_mlt. lib (13.3 Кб). Для организации взаимодействия с графиче;

Рис. 3.11. Соответствие между адресами ОЗУ модуля и отображаемыми точками на ЖК-дисплее: а — левая половина отображаемого поля точек (кристалл 1,.

El = 1); б — правая половина отображаемого поля точек (кристалл 2, Е2 = 1).

ским ЖК-модулем данную библиотеку следует подключить к проекту посредством команд [Project/Manage/Components, Environment, Books…/Project items/Files/Add Files].

Прототипы всех библиотечных функций собраны в отдельный файл lcd_mlt. h, который необходимо включить в программу посредством оператора #include. Рассмотрим несколько программ, которые используют библиотечные функции для работы с графическим модулем ЖК-дисплея.

Программа 4. Вывод графической информации на ЖК-дисплей организован в виде программы (рис. 3.12). Библиотека lcd_mlt .lib была подключена к проекту с помощью команд [Project/Manage…].

Рис. 3.12. Программа для вывода изображения (128×64 точки) на ЖК-дисплей.

Секция include содержит типовые файлы (MDR32F9Qx_config.h и MDR32Fx. h) и два новых файла для работы с ЖК-дисплеем. Файл mlt_lcd_mlt. h содержит прототипы для всех функций библиотеки lcd_mlt.lib. Файл logo_mlt.h представляет собой заранее подготовленное изображение (128×64 точки) для вывода на ЖК-дисплей. Формат изображения полностью соответствует представлению информации в ОЗУ графического модуля (см. рис. 3.11) — 8 групп по 128 байтов. В секции main расположены пять подпрограмм-функций: frq_init () — подключает HSE-генератор (внешний кварцевый резонатор и внутренние электронные схемы) и устанавливает частоту тактирования 8 МГц без использования PLL. Эта программа была использована в предыдущих примерах, и ее следует включить в состав исходного модуля программы. Исходный текст подпрограммыфункции frq_init () был приведен ранее (см. рис. 3.6).

MltPinCf g () — библиотечная функция, конфигурирует линии портов А, В, С и F микроконтроллера для работы с графическим модулем ЖК-дисплея в соответствии с табл. 3.1.

Lcdlnit () — библиотечная функция, конфигурирует графический модуль ЖК-дисплея и выполняет его инициализацию. Процедура инициализации состоит из формирования сигнала «Сброс» на линии Res и включения обоих кристаллов при помощи библиотечной функции DispOn (). Перед выполнением каждого действия считывают флаги состояния графического модуля (функция ReadStatus (Chip)) и ожидают готовность ЖК-дисплея к выполнению очередного действия. Аргумент функции (uinl8_t Chip, однобайтовое целое число без знака) может принимать одно из двух значений, соответствующих номеру кристалла (1 или 2). После выполнения этой процедуры графический модуль ЖК-дисплея готов к работе.

LcdClearChip (uint8_t Chip) — библиотечная функция для очистки области ОЗУ, соответствующей отображаемому полю точек 64×64. Процедура выполняется отдельно для каждого кристалла.

LcdPutlmage (uint8_t* array, int Yposl, int Xposl, int Ypos2, int Xpos2) — библиотечная функция для вывода графического файла на экран ЖК-дисплея.

Первый аргумент функции представляет собой указатель на массив array, содержащий графическую информацию для вывода. Название массива может быть другим. Пример организации такого массива приведен в файле logo_mlt.h. Основу массива составляют 8 групп из 128 байтов. Каждая группа соответствует одной странице, каждый байт содержит информацию для восьми отображаемых точек. Общее описание графического массива 128×64 точки имеет вид.

Четыре последующих аргумента задают две точки, определяющие левый верхний и правый нижний углы прямоугольной области для отображения точек на экране дисплея. Координаты точек заданы в единицах групп из 8 битов таким образом, что координаты по вертикали (Yposl и Ypos2) могут изменяться от 0 до 7 и соответствуют номерам страниц. Координаты по горизонтали (Xpos) могут изменяться от 0 до 15.

Программа 5. Вывод одиночных символов в произвольную часть отображаемой области точек. На рис. 3.13 представлена программа, реализующая вывод одиночных символов. Вывод каждого символа производится путем вызова библиотечной функции LcdPutChar ():

Это библиотечная функция для вывода графического образа символа. Первый аргумент представляет собой указатель на массив точек, соответствующих образу символа. Графические образы символов подготовлены в файле font.h. Каждому символу (8×8 точек) соответствует группа из 8 байтов в виде массива uint8_t symbol [ 8 ]. Второй и третий аргументы функции задают местоположение выводимого символа. Численные значения этих аргументов могут изменяться от 0 до 7 (Ypos) и от 0 до 15 (Xpos).

Рис. 3.13. Программа для вывода одиночных символов на ЖК-дисплей.

Программа 6. Вывод строки символов осуществляется при помощи функции LcdPutString (uint8_t** array, int Ypos).

Первый аргумент представляет собой указатель на строку символов. Второй аргумент задает местоположение строки по вертикали. Подпрограмма-функция будет пытаться вывести ровно 16 символов, чтобы заполнить одну страницу ОЗУ графического модуля. Пример программы приведен на рис. 3.14. Строка символов задана в формате файла font.h.

Программа 7. Вывод строки символов в ASCII кодировке. Эта программа читает системную переменную SystemCoreClock; осуществляет форматированный вывод информации о текущей тактовой частоте микроконтроллера в строку ch_str (ASCII кодировка); при помощи подпрограммы-функции ascii () производит сопоставление каждого ASCII-символа строки с графическим образом этого символа в файле fonl. h; при помощи подпрограммы-функции LcdPutSlringO выводит графический образ строки на экран.

Листинг программы приведен на рис. 3.15. Обсудим детали программы, которых не было в предыдущих примерах. Секция include содержит дополнительный файл stdio.h. В нем размещены прото;

Рис. 3.14. Программа для вывода строки символов на ЖК-дисплей.

типы стандартных функций ввода-вывода, некоторые из них мы будем использовать ниже по тексту. Секция прототипов функций дополнена декларацией функции ascii (). Длина строки для вывода задана константой STR_LENGTH. В секции main объявлены два массива одинаковой длины. Массив ch_str служит для размещения строки вывода, символы которой представлены в кодировке ASCII. Этот массив заполняется при помощи стандартной функции sprintf (). Массив array служит для размещения указателей на графические образы этих символов в файле font.h. Каждый элемент этого массива заполняется при помощи функции ascii () в цикле по индексу Функция ascii () выполняет роль знакогенератора. Она принимает ASCII-символ в качестве входного аргумента и возвращает указатель на графический образ этого символа в файле font.h. Основу функции ascii () составляет оператор switch, осуществляющий многовариантный выбор. Для минимизации объема программы он содержит только символы, используемые в данной программе. Однако его структура достаточно простая, и ее легко можно дополнить другими символами, графические образы которых содержатся в файле font.h.

Рис. 3.15. Программа для вывода строки символов в ASCII кодировке.