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          基于DSP TMS320LF2407的人機界面設(shè)計

          作者: 時間:2012-03-09 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          筆者采用作為系統(tǒng)的控制芯片,通過選擇合適的液晶顯示模塊在3V電平構(gòu)建了一個低功耗的中文。此中文人機顯示界面是以為核心的運動控制系統(tǒng)中的重要組成部分。

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/257656.htm

          一、 


           TMS320LF2407是德州儀器公司(TI)推出的16位定點。它具有TMS320系列的基本功能,還具有以下一些特點:

            1、用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù),使得供電電壓降為3.3V,減少了控制器的功耗。

            2、內(nèi)有高達32K×16位的Flash程序存儲器,高達2.5K×16位的數(shù)據(jù)/程序RAM,544×16位雙端口RAM(DARAM),2K×16位的單口RAM(SARAM)。

            3、2個事件管理模塊EVA和EAB,事件管理模塊適用于控制交流感應(yīng)電機、無刷直流電機、開關(guān)磁阻電機、步進電機、多級電機和逆變器。

            4、可擴展的外部存儲器總共192K×16位,其中程序存儲器空間、數(shù)據(jù)存儲器空間、 I/O尋址空間各為64K×16位。

            5、內(nèi)有看門狗定時器(WDT)、10位ADC轉(zhuǎn)換器、控制器區(qū)域網(wǎng)模塊CAN2.0 B、串行通信接口模塊(SCI)、16位串行外部設(shè)備接口模塊(SPI)、基于鎖相環(huán)的時鐘發(fā)生器。

            6、5個外部中斷(兩個電機驅(qū)動保護、復(fù)位和兩個可屏蔽中斷);3種低功耗電源管理模式,能獨立地將外設(shè)器件轉(zhuǎn)入低功耗工作模式。

            此外,該芯片有多達41個可單獨編程或復(fù)用的通用I/O腳(GPIO),用戶可根據(jù)自己的需求進行軟件設(shè)置,使之在應(yīng)用中具有極大的靈活性。概括來說,TMS320LF2407具有極低的功耗、強大的處理能力、豐富的片上外圍模塊、方便高效的開發(fā)方式。

            二、液晶顯示模塊與接口電路

            為實現(xiàn)友好的中文人機顯示界面,液晶模塊選用信利公司的MG-12232。該模塊的供電電壓典型值為3V,工作電流典型值為0.3μA,其顯示范圍為122×32點陣。其控制器是兩片SED1520F0A,SED1520F0A可以在3.3V電壓下正常工作,因而避免了與TMS320LF2407邏輯電平不匹配的問題。

            一個SED1520F0A能控制80×16點陣的顯示,其顯示RAM共16行,分2頁,每頁8行,每一頁的數(shù)據(jù)寄存器分別對應(yīng)液晶屏幕上的8行點,當(dāng)設(shè)置頁地址和列地址后就確定了顯示RAM的某一單元。屏幕上的每一列對應(yīng)一個顯示RAM的字節(jié)內(nèi)容,且每一列最下面一位為最高位,最上面一位為LSB,即該RAM單元字節(jié)數(shù)據(jù)由低位到高位和各個數(shù)據(jù)位對應(yīng)于顯示屏上某一列的由高到低的8個數(shù)據(jù)位。對顯示RAM的一個字節(jié)單元賦值就是對當(dāng)前列的8行(一頁)像素點是否顯示進行控制,數(shù)據(jù)位為“1”時顯示,為“0”時不顯示。

            SED1520F0A與TMS320LF2407的接口信號有(采用M6800時序):

            DB0~DB7:數(shù)據(jù)總線;A0:數(shù)據(jù)/指令選擇信號,A0=1表示數(shù)據(jù)總線上出現(xiàn)的是數(shù)據(jù),A0=0表示數(shù)據(jù)總線上出現(xiàn)的是指令或讀出的狀態(tài); :接口時序類型選擇, =1為M6800時序,其操作信號是E、R/W, =0為Intel8080時序。在M6800時序時,R/W=1為讀、R/W=0為寫。E1=1時,選中E1塊,即LCD模塊左半屏工作,E2=1時選中E2塊,即LCD模塊右半屏工作。

            TMS320LF2407與MG-12232模塊的接口電路如圖1所示。TMS320LF2407相應(yīng)的控制引腳都設(shè)為I/O端口方式,用軟件來模擬M6800操作時序。在圖1中,V0是LCD需要的負電壓驅(qū)動電源輸入端,其外接電阻應(yīng)先用可調(diào)電阻調(diào)試,以免驅(qū)動電壓不合適,造成顯示不可見。

            三、鍵盤接口

            基于對系統(tǒng)低功耗要求的考慮,鍵盤輸入響應(yīng)程序應(yīng)設(shè)計為中斷方式運行的。即有鍵按下時,使DSP外部中斷1(XINT1)產(chǎn)生中斷(可以從休眠狀態(tài)喚醒),并啟動定時20ms的定時器消抖動去干擾,隨后DSP進入休眠狀態(tài)。當(dāng)20ms的定時器產(chǎn)生中斷時再次將DSP從休眠狀態(tài)喚醒,此時掃描鍵盤,確定是否有鍵按下,若有鍵按下,則從IOPB0~IOPB7讀入鍵值,并執(zhí)行該鍵值對應(yīng)的功能程序。執(zhí)行完該程序后,DSP可再次進入休眠,處于低功耗狀態(tài)。

          四、軟件設(shè)計

            主程序流程圖如圖2所示。


            在液晶模塊顯示信息之前,必須先對液晶模塊進行初始化,其初始化的流程圖如圖3所示。


            下面給出了DSP系統(tǒng)初始化程序以及鍵掃描程序。

            DSP系統(tǒng)初始化程序:

            SYS:SETC INTM ;禁止可屏蔽中斷

            CLRC CNF ;B0被配置為數(shù)據(jù)存儲空間

            SPLK #81FEH,SCSR1 ; 時鐘4倍頻

            ;CLKIN=6MHZ,CLKOUT=24MHZ

            SPLK #0E8H,WDCR ;不使能看門狗

            LDP #0

          SPLK #0001H,IMR ;使能中斷第1級INT1

            SPLK #0FFFFH,IFR ;清全部中斷標志

            CLRC INTM ;開中斷

            RET

            液晶初始化程序:

            LDP #0E1H ;DP(7080H~70FFH)

            LACL MCRA

            AND #000FH ;配置IOPA[4~7],IOPB[0~7]為

            ;一般I/O口功能

            SACL PADATDIR

            OR #0F000H ;IOPA[4~7]為輸出方式

            AND #0FF0FH樣 ;IOPA[4~7]=0

            SACL PADATDIR

            LDP #5H

            SPLK #00E2H,LCDCMD;復(fù)位命令E2H

            CALL COMWE

            SPLK #0A4H,LCDCMD;正常顯示驅(qū)動命令A(yù)4H

            CALL COMWE

            SPLK #0A9H,LCDCMD ;占空比為1/32

            CALL COMWE

            SPLK #0A0H,LCDCMD;

            CALL COMWE

            SPLK #0C0H,LCDCMD ;顯示起始行

            CALL COMWE

            CALL CLEAR

            SPLK #0AFH,LCDCMD ;開顯示命令A(yù)FH

            CALL COMWE

            RET

            外部中斷1響應(yīng)以及20ms定時器中斷消抖動后,讀鍵值子程序:

            LDP #0E1H ;DP(7080H~70FFH)

            LACL PBDATDIR ;取出鍵值

            SACL KEYDATA ;將鍵值送入KEYDATA保存

            RET

            五 、結(jié)束語

            本系統(tǒng)利用TMS320LF2407 DSP、MG-12232圖形點陣液晶模塊和鍵盤構(gòu)建了基于3V電平的低電壓、低功耗的中文。實際試驗中,此中文消耗電流不足1mA,這種設(shè)計方案取得了很好的低功耗效果。




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