基于P89LPC932的LCD组态设计

摘要：在概述Ｐhilips P89LPC932的基本功能以及与P89LPC764比较的基础上，针对LCD显示设计中的诸多问题，给出一种能广泛应用于各类现场数据显示、组态式LCD的软硬件实现方案；分析硬件电路及其工作原理，并给出软件设计中部分关键代码。该方案在模拟系统上和现场运行情况中进行了难证，成本低，且具有通用性和灵活性等优点。 关键词：P89LPC932　组态设计　LCD显示　通信模式　堆栈空间　初始化程序 引言 随着微电子技术、网络技术和控制技术的不断发展，ＬＣＤ作为现场显示设备广泛应用在各种通信与控制系统中。大部分的ＬＣＤ集成了中英文字库，用户输入区位码或ＡＳＣＩＩ码即可实现文本显示。由于现场控制设备通常较为分散，显示的项目个数和功能也不尽相同，往往给设计带来许多不例。常用的方法是，在软件的设计阶段，根据要求把各个显示的信息固化和程序中。若要修改某个中文字符，程序员首先必须查出其区位码，然后修改计算机上的汉字数据。这样，不但系统的开发周期长、程序可读性差，而且给日后的维护带来很大的不便。为了实现程序的通用性，选用Ｐhilips的Ｐ８９ＬＰＣ９３２实现具有组态功能的ＬＣＤ显示。其优点是，在不需要修改系统软件情况下，通过串口与组态软件方便地设定ＬＣＤ显示的项目和个数，功能菜单随着设定项目的个数自动改变，并且实现了对设备的简单控制操作，达到了通用性和灵活性结合的目的。 １　Ｐ８９ＬＰＣ９３２介绍 Ｐ８９ＬＰＣ９３２是Ｐhilips公司推出的高性能高速度的８０Ｃ５１　ＣＰＵ，采用0.35μm Flash，６倍速于标准的８０５１。８ＫＢ　Ｆlash程序存储器，具有１ＫＢ可擦除扇区和６４Ｂ可擦除页；５１２Ｂ数据ＥＥＰＲＯＭ存储器可用来存储器件序列码及设置参数；２５６Ｂ　ＲＡＭ，５１２Ｂ辅助片内ＲＡＭ。 在Ｐ８９ＬＰＣ７６Ｘ系列中，Ｐ８９ＬＰＣ７６４得到了广泛的应用；但由于ＬＰＣ７６４只有４ＫＢ　的程序空间和１２８Ｂ的数据存取空间，故不能满足较大量数据通信和显示的要求。与之相比，Ｐ８９ＬＰＣ９３２还具有如下特点与优势： ①程序区域扩大。由４ＫＢ的ＥＰＲＯＭ扩大为８ＫＢ　Ｆlash,并提供在线编程功能。 ②数据区域扩大。Ｐ８９ＬＰＣ９３２有２５６Ｂ的内部数据存取区，５１２Ｂ的辅助存取区和５１２Ｂ的ＥＥＰＲＯＭ。 ③串行通信功能增强。设置高精度波特率发生器。ＬＰＣ７６４实时串行通信时，模式３要使用到定时器１。ＬＰＣ９３２使用波特率发生器实现通信设置，可节省出定时器１。带有字符检测、帧错误检测、溢出错误检测、双缓冲发送功能、发送中断控制（停止位的开始或结束产生中断）、可实现ＲＸ／ＴＸ中断分开，从而提高通信效率。 ④新增定时器模式６。简单的８位ＰＷＭ信号发生器，带自动重装的８位定时／计数器，重装值表示ＰＷＭ领带的占空比。 ⑤串行外围接口ＳＰＩ。高速串行通信接口，最高速度为３Ｍb/s。主从模式实现全双工同步通信。 图3 ２　ＬＣＤ系统组态 组态式ＬＣＤ实现的关键在于对汉字处理，以往的做法把系统菜单的汉字区位码固定在程序中。由于立即数表示的信息难于维护，一旦需要对程序修改，将是一件费劲的事件。我们的处理方法是，设置系统信息表，并把所有的中文信息（系统菜单和显示信息）存放于ＥＥＰＲＯＭ。中文信息和系统信息表通过由ＶＢ编写的ＬＣＤ组态软件完成，并通过串口下载到ＥＥＰＲＯＭ。当ＬＣＤ上电后，程序根据系统信息自动配置显示菜单，从而实现了系统的组态性。 系统信息表记录实际显示的ＡＩ、ＡＯ、操作参数、ＤＩ、ＤＯ的个数。ＬＣＤ在进行页面更新时，先读出相应项目的个数，并自动调整显示的条目。所有ＡＩ、ＡＯ、ＯＰＥＲ、ＤＩ、ＤＯ的名称中文区位码，单位ＡＳＣＩＩ码，状态信息中文区位码都存放到ＥＥＰＲＯＭ中。项目名称为４个汉字，单位信息为２个ＡＳＣＩＩ字符，状态信息为２个汉字。 ＬＣＤ显示装置实现功能如下： ①实时显示８个模拟量输入点（ＡＩ）、８个模拟量输出点（ＡＯ）、８个运行参数、８个开关量输入点（ＤＩ）、８个开关量输出点（ＤＯ）。 ②修改模拟量输出点、运行参数和开关量输出点，实行就地对设备的控制。 ③密码管理。用户可以直接在ＬＣＤ上或通过组态软件修改密码。 ④流动显示和手动显示功能。 ⑤组成功能。通过组态软件可以方便地修改各显示量的中文代码和单位等信息。 在各种通信与控制系统中，ＬＣＤ显示特定的数据信息而处于控制系统的末端，通常傣族法通过ＲＳ４８５总线与控制器相连形成一个网络。控制器与ＬＣＤ在数据传送上有两种关系。一种是控制器为Ｍaster，ＬＣＤ为Ｓlave.控制器轮流地向各ＬＣＤ传送数据，从而实现实时数据显示。另外一种是控制器为Ｓlave,LCD为Master.LCD主动地向控制器发出请求信息，实现集中显示的功能。为了系统的通用性，我们设计了两个特殊功能开关，从而实现ＬＣＤ主从模式的和组态模式的切换。 Ｓlave模式：ＬＣＤ等待主站发送实时数据。当接收到数据时检测是否为本机站号。若是，立即接收数据并进行显示，否则丢弃数据包，如图１所示。 Ｍaster模式：ＬＣＤ轮流向各个控制器发出请求读数命令，并作相应的显示，如图２所示。 组态模式：ＬＣＤ发出组态命令，当接收到组态信息后发出组态成功信息。 ３　硬件设计 如图３所示，Ｐ８９ＬＰＣ９３２中Ｐ０口作为键盘输入和站号地址，Ｐ２口与ＬＣＤ数据线相连，Ｐ1.7、P1.6为ＬＣＤ数据传输的握手信号。串行通信线ＴＸＤ、ＲＸＤ与ＭＡＸ４８７相连，并通过Ｐ１.４实现通信方向的切换。 ＬＣＤ选用的是ＯＣＭ２%26;#215;８液晶显示器，内含ＧＢ２３１２１６%26;#215;１６点阵国际一级简体汉字字库和ＡＳＣＩＩ８%26;#215;８及８%26;#215;１６点阵英文字库；具有上／下／左／右移动当前显示屏幕及清除屏幕的命令。ＬＣＤ所有的设置初始化工作在上电时自动完成，实现了即插即用。ＬＣＤ硬件接口使用８位并行接口方式，采用ＲＥＱ／ＢＵＳＹ握手协议。图４所示为ＬＣＤ写汉字时序。ＬＣＤ模块在收到外部的ＲＥＱ高是怦信号后立即读取数据线上的命令或数据，同时将应答线ＢＵＳＹ变为高电平，表明ＬＣＤ已收到数据并正在忙于对数据的内部处理。当ＢＵＳＹ变为低电平时，表明ＬＣＤ对用户的写操作已经执行完毕。在写入多个数据时，可以不断地查询应答线ＢＵＳＹ是否为低电平。如果为低电平，可以继续送下一个数据。 ４　软件设计 图５是软件的结构，每个模块对应一个独立的处理函数。ＬＣＤ显示以页为单位，程序设“ＰageArbiter”函数实现对页面的管理。页面管理函数根据用户的按键，决定进入如“菜单显示”、“密码设定、“参数显示”等画面。以下是硬件驱动功能的说明。 图5 （１）串行通信 Ｐ８９ＬＰＣ９３２的增强型ＵＡＲＴ具有一个独立的波特率发生器，波特率取决于对ＢＲＧＲ１和ＢＲＧＲ０的值。如果ＳＭＯＤ１（ＰＣＯＮ.７）置位，定时器Ｔ１被２分频。但需要修改ＢＲＧＲ１和ＢＲＧＲ０寄存器的值前，为了避免向波特率发生器装入错误的值，必须在ＲＢＧＣＯＮ寄存器中的ＢＲＧＥＮ位为０才能写入。程序设计使用外晶振（11.0592MHz）选择串行通信模式３，并利用波特率发生器设置通信速率。波特率发生器计算为 （BRGR1，BRGR0）=（11.0592MHz/19200）-16=0x0230 初始化流程如图6所示。 若不使用波特率发生器设置串行通信的通信速率，可以使用定时器。其计算公式为 波特率=2fosc%26;#215;192/[0xFF-(TH1)] 选用11.0592MHz的外晶振，波特率为19200bps，则计算出TH1=0xFA。其初始化流程如图7所示。 （2）EEPROM读写操作 P89LPC932拥有512字节的片内数据EEPROM，用于保存配置参数数据。EEPROM由SFR控制，可字节读、字节写以及可擦除（通过行填充和块填充）。用户通过3个SFR和1个中断对其进行读、写和填充。EEPROM可寻址空间为512个字节，使用9位地址。当数据地址大于0xFF时，置控制寄存器DEECON的第0位。值的注意的是，在访问EEPROM时，必须对DEECON的第0位清0或置1。在仿真过程中发现，当读一个地址少于0xFF的字节数据后，再次向同一地址数据时出现错误。检查的结果是第一次读数时DEECON第0位为0，但第二次读数时DEECON的第0位就自动地变为1。所以在读写数据时，必须对DEECON的第0位赋正确的值。 DEECON中的第4、5位定义了读写操作的模式。 在任何模式中操作完成之后，硬件都会置位EEIF位。如果EEPROM中断允许位（EIEE）和系统中断位（EA）都置位。将产生中断请求。中断产生后必须由软件清零。其初始化程序如下： EIEE=TRUE；/*允许EEPROM中断*/ EA=1； /*允许系统中断*/ （3）辅助RAM的使用 我们所所有从串行通信得到的实时数据存放在辅助RAM区内。读写程序如下： #include"ABSACC.H" bData=XBYTE[i]; /*辅助RAM读操作*/ XBYTE[i]=bData; /*辅助RAM写操作*/ 5 组态软件设计 组态软件和仿真软件是由VB开发的。当LCD进入组状态后，发送请求组态信号。 组态软件检测LCD的站号，并向相应的LCD发出组态初始化信息包。LCD发出组态初始化信息包。LCD接收到组态软件开发的数据包并发出回答信息包。组态软件依次把中文内码和单位传送到LCD。 结语 采用P89LPC932芯片实现了具有组态功能的LCD显示。系统硬件电路简单，易于根据用户和系统的需要设置显示的项目和个数，实现了对AI、AO、DI、DO和运行参数的显示和修改。