基于單片機(jī)的LED顯示屏硬件設(shè)計方案
3 總體設(shè)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(qū)的定義、屏體接口初始化、刷新定時器中斷服務(wù)程序和SPI中斷服務(wù)程序幾個部分。
屏體接口的頭文件screen.h 應(yīng)該使屏幕緩沖區(qū)對其他應(yīng)用可見, 并提供屏體初始化函數(shù)。具體定義如下:
#ifndef _SCREEN_H_
#define _SCREEN_H_
#include incboard.h
extern u8 xdata SCR_BUF[16][16];
void screen_init(void);
#endif
這樣就把屏幕緩沖區(qū)的結(jié)構(gòu)暴露給應(yīng)用, 但應(yīng)用不必關(guān)心具體的屏幕刷新操作。
具體屏體接口的實現(xiàn)集中在一個文件screen.c 中定義。具體如下:
首先是屏幕緩沖區(qū)定義:
u8 xdata SCR_BUF[16][16]_at_0x0000;//~0x00ff 256Bytes其次是當(dāng)前顯示行和輸出列變量定義, 屬于靜態(tài)變量, 應(yīng)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(qū)的初始清零以及定時器和SPI 中斷的優(yōu)先權(quán)和使能位的初始化代碼略。
SPI 和定時器0 的中斷服務(wù)程序是屏體接口的關(guān)鍵。
定時器0 的中斷服務(wù)程序首先進(jìn)行掃描行增量取模運算,并將掃描行輸出。然后依據(jù)掃描行取出屏幕緩沖區(qū)對應(yīng)行的第一個字節(jié)發(fā)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(qū)動, 應(yīng)用只要在初始化屏體后,向屏幕緩沖區(qū)中寫入要顯示的數(shù)據(jù)即可, 而不必關(guān)心屏幕顯示的細(xì)節(jié)。
3.2 UART 接口
UART 接口負(fù)責(zé)與上位機(jī)的數(shù)據(jù)收發(fā), 盡管發(fā)送可以同步進(jìn)行, 但接收必須異步進(jìn)行。因而UART 接口的核心仍然應(yīng)該是一個中斷服務(wù)程序。
UART 接口的頭文件uart.h 隱藏了接收緩沖區(qū)的信息, 用戶可調(diào)用的函數(shù)只有初始化、發(fā)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(xiàn)首先定義一個接收緩沖FIFO, 以及對FIFO 的讀下標(biāo)uart_rd 和寫下標(biāo)uart_wr, 他們都是文件內(nèi)可見的靜態(tài)變量:
static u8 xdata uart_buf[64];
static u8 uart_rd,uart_wr;
bit fSend
UART 的初始化包括進(jìn)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(wù)于接收, 無條件地將數(shù)據(jù)裝入FIFO, 并調(diào)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(fā)送程序首先檢測發(fā)送結(jié)束標(biāo)記, 如果為0, 表示上次發(fā)送尚未結(jié)束, 直接返回錯誤信息1。
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