基于DSP的液晶顯示模塊設計

姜建國，田金艷，劉松斌，雷衛兵

（東北石油大學 電氣信息工程學院，黑龍江 大慶163318）

1 引 言

人機交互是控制系統重要的一部分，它方便了人與機器之間信息的交換。近年來，如何對電力系統運行進行實時監測成為人們關心的問題，在電能質量檢測系統中，采用液晶代替表盤指針作為監測系統運行的輸出設備，直觀性強［1－2］。在控制系統中，DSP 以靈活性好，精度高，可靠性高，集成性高的優點得到廣泛的應用。TMS320F2812是美國TI公司最新推出的數字信號處理器，該控制器主頻可達150 MHz，兩個事件管理器為電機及功率變換控制提供良好的控制功能，16通道高性能12位ADC 單元提供了兩個采樣保持電路，可以實現雙通道信號同步采樣［3－6］。

本文以DSP為核心，驅動液晶SMG12864ZK，進行含字庫的字符型液晶的接口設計和軟件編程，使系統的運算反應速度更快，采用數字量作為中間過程，系統的實時性增強。本方案接口方式簡單，占用較少的內存，控制程序簡單，有一定的應用價值。

2 液晶硬件設計

液晶顯示模塊作為一種直觀的輸出設備，是設計中必不可少的模塊，液晶模塊分為點陣型和字符型。在設計中采用的液晶模塊為字符型液晶。本 設 計 采 用 長 沙 太 陽 人 公 司 的SMG12864ZK 帶字符型的顯示器，液晶模塊可以通過總線控制，也可以通過GPIO 口控制。DSP（F2812）有眾多的GPIO 口，DSP 的硬件實物圖如圖1 所示，因此在模塊設計時選擇通過GPIO口控制液晶模塊，其供電電源采用3.3V 供電，驅動電壓信號為3.3 V，DSP 的I／O 輸出電壓為3.3V，所以可以直接用DSP 引腳輸出信號進行驅動，不需要其他任何附加電路［7－9］。液晶接口引腳見表1。

圖1 主控制器DSP的硬件實物圖Fig.1 Hardware diagram of the main controller DSP

表1 液晶接口引腳Tab.1 LCD interface pins

圖2 液晶模塊設計Fig.2 LCD module design

SMG12864ZK 帶字符型的液晶共有20個引腳，其中包括數據線8 根，指令數據選擇引腳（RS）、讀寫選擇引腳（RW）、使能引腳（E），其他的是電源和地線。SMG12864ZK 液晶與DSP 的接線如圖2所示。利用C 語言編程的軟件控制，減少了外圍電路使得電路接線更加簡單易懂。

3 液晶軟件程序設計

CCS是TI公司推出的用于開發DSP芯片的集成開發環境（IDE）。它采用Windows的界面風格，集編輯、編譯、連接、仿真軟件、硬件調試以及實時跟蹤等一些列功能于一體，極大地方便了用戶對DSP進行開發與設計［10］。是目前應用最為廣泛的一種DSP開發軟件，該軟件可以在硬件環境和脫離硬件環境的條件下進行調試，這為我們在開發和學習上提供很大的靈活性，本設計利用CCS3.3結合DSP硬件設備進行驗證和調試。

液晶要實現顯示，必須要對液晶控制器進行初始化設置，液晶初始化程序流程圖如圖3所示，在初始化過程中，首先是設置液晶的基本指令集，選擇幾位數據流，設置開始顯示地址，然后是打開顯示，在這一系列正確的操作之后，才可以對液晶寫控制字命令和數據命令。

圖3 液晶初始化程序流程圖Fig.3 Flowchart of LCD initialization procedure

4 實驗結果

通過實驗表明，基于DSP的液晶顯示模塊能夠對表征電能質量優勢的電壓、電流、頻率等參量進行實時動態顯示，顯示結果如圖4所示。

圖4 實驗運行結果Fig.4 Results of experiment

由圖4可知，設計的液晶顯示模塊能夠很好地滿足電能質量檢測實時正確顯示的要求。

5 結 論

電能質量優劣越來越成為人們關注的話題，本設計使得電能質量檢測系統具有良好的人機交互。本文提出一種用高速DSP（TMS320F2812）驅動液晶SMG12864 顯示的設計。充分利用DSP的快速性對動態電能質量參量進行實時顯示。詳細闡述了DSP 與液晶的接口設計和軟件編程，接口接線更加簡單，減少連線錯誤，實驗表明該顯示方式可以比較穩定地對參數實現動態實時顯示，具有一定的應用價值。

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