來(lái)源：國(guó)外電子元器件 作者：孫建風(fēng) 肖 偉

     摘要：介紹了圖形點(diǎn)陣式液晶控制模塊（stn3224-2a）在沖擊力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用方法，給出了用該液晶顯示模塊與凌陽(yáng)單片機(jī)通過(guò)硬件接口和軟件設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)沖擊力監(jiān)測(cè)的沖擊力曲線實(shí)時(shí)顯示實(shí)現(xiàn)方案。 關(guān)鍵詞：圖形點(diǎn)陣式 lcd 凌陽(yáng)單片機(jī) 沖擊力 實(shí)時(shí)曲線 stn3224-2a 由于點(diǎn)陣式液晶顯示模塊功耗低、體積小，且可以顯示各種字符、漢字以及圖形，因而可廣泛應(yīng)用于數(shù)字式儀表和各種低功耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。筆者利用該模塊設(shè)計(jì)的沖擊力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)顯示沖擊力的大小、速度、峰值及平均值，且操作界面友好。同時(shí)在每次測(cè)試的開(kāi)始，都有語(yǔ)音提示；此外，還可根據(jù)需要選擇資料的存儲(chǔ)和打印。本文將重點(diǎn)介紹圖形點(diǎn)陣式液晶控制模塊與凌陽(yáng)單片機(jī)之間的硬件設(shè)計(jì)電路和軟件編程方法。1 沖擊力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成和功能 圖1 所示是一個(gè)沖擊力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能框圖。本系統(tǒng)由信號(hào)采集、信號(hào)處理和信號(hào)輸出三部分組成。其中信號(hào)采集部分由力傳感器（bk-2y）和光電編碼器（zkx-6-50bm7.5-g05e）組成。bk-2y是一款高精度力傳感器，主要測(cè)量作用力的大小，測(cè)量范圍最大可達(dá)500kg，其輸出信號(hào)經(jīng)ts-2放大器放大后，輸出電壓范圍為-5v～+5v；光電編碼器是高精度角位移傳感器，其工作原理是采用圓光柵經(jīng)光電轉(zhuǎn)換將軸的角度位移轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，然后直接用于測(cè)量角位移和角速度，或間接用于測(cè)量直線位移和直線速度。 中央處理器選用凌陽(yáng)單片機(jī)spce061a。由于沖擊力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要求cpu響應(yīng)速度快、處理能力強(qiáng)并能夠?qū)崟r(shí)處理信息，所以本設(shè)計(jì)選用功能強(qiáng)大的凌陽(yáng)16位單片機(jī)。spce061a在2.6v～3.6v工作電壓范圍內(nèi)的工作速度為0.32mhz～49.152mhz。spce061a自帶2kb flash、32位可編程的多功能i/o端口、兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、32768hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘低壓復(fù)位/監(jiān)測(cè)電路、8通道10位模 - 數(shù)轉(zhuǎn)換輸入等。 輸出部分選用320×240點(diǎn)陣的lcd液晶顯示屏，顯示控制器選用stn3224-2a。由于stn3224-2a是針對(duì)圖形顯示而設(shè)計(jì)的，因此編程十分簡(jiǎn)單。2 系統(tǒng)顯示部分的硬件設(shè)計(jì) 本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的顯示屏采用lfubk911a，與之配套的顯示控制器stn3224-2a具有以下特點(diǎn)：●適用于圖形顯示較多的環(huán)境，可顯示數(shù)字、字母、漢字和特殊字符；●每一次寫(xiě)一點(diǎn)，8bit色彩深度，共256色；●總共8頁(yè)顯示緩沖，可以設(shè)定顯示頁(yè)和寫(xiě)入面；●每次寫(xiě)入或讀出后，x方向或y方向的自動(dòng)加1、均加1或不變可通過(guò)參數(shù)設(shè)定； stn3224-2a顯示控制器的接口線包括數(shù)據(jù)d0～d7，地址線a0和a1、片選線cs、讀信號(hào)rd、寫(xiě)信號(hào)wr、電源vcc、地gnd以及背光信號(hào)等。spce061a與stn3224-2a有兩種接口方法，一種是在兩者之間加一個(gè)鎖存器，另一種是直接連接。硬件接法不同會(huì)影響到軟件的設(shè)計(jì)。本文采用直接連接的方法，其接口電路如圖2所示。其中cpu垢端口ioa2～ioa6和ioa8～ioa15將被初始化為輸出口，端口ioa0、ioa1（輸入力信號(hào)）和ioa7將被初始化為輸入口。3 系統(tǒng)顯示軟件設(shè)計(jì)3.1 軟件設(shè)計(jì)流程 stn3224-2a分四步完成一個(gè)點(diǎn)的操作，筆者在編寫(xiě)曲線程序時(shí)，先定義了一個(gè)寫(xiě)點(diǎn)的子程序（write-dot），以便于主程序的操作。程序如下：寫(xiě)參數(shù)a> 寫(xiě)參數(shù)到端口1（a0=1，a1=0），其定義為：bit7=1，y方向在讀/寫(xiě)后自動(dòng)加1；bit6=1，x方向在讀/寫(xiě)后自動(dòng)加1；bit[5……3]，顯示頁(yè)號(hào)（0～7）；bit[2……0]，讀/寫(xiě)頁(yè)號(hào)（0～7）；b> 讀一次端口1以鎖存參數(shù)（這一步很重要，如果沒(méi)有讀port1，系統(tǒng)將把剛才輸入的數(shù)據(jù)默認(rèn)為x值）。（2）分兩次寫(xiě)入x（0～511，只顯示0～319）；a> 寫(xiě)bit8到端口1（對(duì)應(yīng)關(guān)系x8→d0）；b> 寫(xiě)bit[7……0]到端口1（如果僅為讀數(shù)據(jù)，則寫(xiě)到端口3）。（3）寫(xiě)y（0～255，只顯示0～319）寫(xiě)bit[7……0]到端口2（a0=0，a1=1）。（4）數(shù)據(jù)到端口0（a0=0，a1=0），bit8o數(shù)據(jù)表示顏色灰度。圖3所示是其寫(xiě)數(shù)據(jù)流程。3.2 軟件實(shí)現(xiàn)方法 液晶顯示控制器的軟件部分包括初始化程序和應(yīng)用程序。初始化包括清屏和初始化參數(shù)。應(yīng)用程序分為顯示背景和顯示實(shí)時(shí)曲線兩部分。背景部分是指預(yù)先建立的（x,y）坐標(biāo)軸以及相關(guān)的說(shuō)明（漢字）。本控制器不帶漢字庫(kù)，顯示漢字時(shí)，首先根據(jù)漢字字形編出字模數(shù)據(jù)塊，用戶可以根據(jù)要求編寫(xiě)任意大小的漢字，本文采用的漢字大小為16×16點(diǎn)陣。 顯示實(shí)時(shí)光滑曲線是本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示部分的關(guān)鍵。結(jié)點(diǎn)陣式液晶屏的操作實(shí)際是對(duì)點(diǎn)的操作，曲線是由一系列不連續(xù)的點(diǎn)組成的。本系統(tǒng)主要測(cè)試沖擊力，而沖擊力作為輸入數(shù)據(jù)必然有著很大的跳躍性，這就造成了曲線的不連續(xù)。為了美觀和實(shí)用，本方利用編程技巧來(lái)對(duì)曲線進(jìn)行了修飾。 子程序write-y-line (x,l,h,color)是修飾曲線的一個(gè)子函數(shù)，其中x表示點(diǎn)的x坐標(biāo)，1表示前一個(gè)點(diǎn)