嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)

—基于ARM9微處理器S3C2410A

第5章嵌入式系統(tǒng)輸入/輸出設(shè)備接口

5.1.1GPIO原理與結(jié)構(gòu)GPIO（GeneralPurposeI/O，通用輸入/輸出接口）也稱為并行I/O（parallelI/O），是最基本的I/O形式，由一組輸入引腳、輸出引腳或輸入/輸出引腳組成，CPU對(duì)它們能夠進(jìn)行存取操作。有些GPIO引腳能夠通過(guò)軟件編程改變輸入/輸出方向。I/O的應(yīng)用是處理器的基礎(chǔ)應(yīng)用。5.1GPIO（通用輸入/輸出接口）GPIO的應(yīng)用通用I/O口（接口，引腳）；驅(qū)動(dòng)LED或其他指示器；控制片外器件；檢測(cè)數(shù)字輸入，如鍵盤(pán)或開(kāi)關(guān)信號(hào)；檢測(cè)數(shù)字輸入，如鍵盤(pán)或開(kāi)關(guān)信號(hào)驅(qū)動(dòng)LED或其它指示器控制片外器件5.1.2S3C2410A的I／O口配置

S3C2410A共有117個(gè)多功能復(fù)用輸入／輸出端口（I/O口），分為端口A～H，共8組。

為了滿足不同系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要，每個(gè)I/O口可以很容易地通過(guò)軟件進(jìn)行配置。每個(gè)引腳的功能必須在啟動(dòng)主程序之前進(jìn)行定義。如果一個(gè)引腳沒(méi)有使用復(fù)用功能，那么它可以配置為I/O口。注意：端口A除了作為功能口外，只能夠作為輸出口使用。引腳示例如GPE端口共有16個(gè)GPIO引腳，功能如下；這些端口都具有多功能，通過(guò)引腳配置寄存器，可以將其設(shè)置為所需要的功能，如：I/O功能、中斷功能等等。5.1.3S3C2410A的I／O口寄存器引腳GPIO與控制寄存器的關(guān)系GPxCONGPxUP10GPxDATGPxDATGPIO相關(guān)寄存器描述GPxCONGPxUP10GPxDATGPxDATx=A、B、C、D、E、F、G、HGPIO相關(guān)寄存器描述——GPxCONGPxCONGPxUP10GPxDATGPxDATGPIO相關(guān)寄存器描述——GPxDATGPxCONGPxUP10GPxDATGPxDAT當(dāng)I/O設(shè)置為GPIO輸出模式(Output模式)時(shí)，寫(xiě)GPxDAT控制相應(yīng)I/O口輸出高電平或低電平。

注：GPxDAT為1的位對(duì)應(yīng)I/O輸出高電平，為0的位對(duì)應(yīng)低電平；當(dāng)I/O設(shè)置為GPIO輸入模式(Input模式)時(shí)，讀取GPxDAT寄存器即取得I/O口線上的電平狀態(tài)。GPIO相關(guān)寄存器描述——GPxUPGPxCONGPxUP10GPxDATGPxDATMISCCR：多控制寄存器。該寄存器有多個(gè)功能，可以用來(lái)對(duì)USB主機(jī)和USB設(shè)備進(jìn)行控制。DCLKCON：DCLK控制寄存器。該寄存器是可讀/寫(xiě)的，主要用于外部時(shí)鐘DCLK0、DCLK1進(jìn)行控制；通過(guò)該寄存器可以定義DCLKn信號(hào)的頻率和占空比。GSTATUSn：通用狀態(tài)寄存器，共有5個(gè)，用來(lái)存放芯片的一些信息，如芯片的ID、電池狀態(tài)等。EXTINTn：外部中斷控制器。該類寄存器共有3個(gè)，用于對(duì)24個(gè)外部中斷請(qǐng)求信號(hào)的有效方式進(jìn)行選擇EINTELTn：外部中斷過(guò)濾器。該類寄存器共有4個(gè)，這些寄存器主用用來(lái)對(duì)外部中斷請(qǐng)求信號(hào)濾波器的時(shí)鐘、寬度進(jìn)行設(shè)置。EINTMASK：外部中斷屏蔽寄存器用來(lái)對(duì)外部中斷進(jìn)行屏蔽，相應(yīng)位為1表示屏蔽，為0表示不屏蔽。EINTPEND：外部中斷懸掛寄存器用來(lái)作為外部中斷未決位。5.1.4S3C2410A輸入／輸出端口編程實(shí)例

在S3C2410A中，大多數(shù)的引腳端都是復(fù)用的，所以對(duì)于每一個(gè)引腳端都需要定義其功能。為了使用I/O口，首先需要定義引腳的功能。

與配置I/O口相關(guān)的寄存器包括：端口控制寄存器（GPACON～GPHCON）、端口數(shù)據(jù)寄存器（GPADAT～GPHDAT）、端口上拉寄存器（GPBUP～GPHUP）、雜項(xiàng)控制寄存器以及外部中斷控制寄存器（EXTINTN）等。S3C2410A的I/O口配置情況請(qǐng)參考S3C2410A數(shù)據(jù)手冊(cè)。#definerGPACON（*（volatileunsigned*）0x56000000）//PortA控制寄存器#definerGPADAT（*（volati1eunsigned*）0x56000004）//PortA數(shù)據(jù)寄存器#definerGPBCON（*（volatileunsigned*）0x56000010）//PortB控制寄存器#definerGPBDAT（*（volatileunsigned*）0x56000014）//PortB數(shù)據(jù)寄存器#definerGPBUP（*（volatileunsigned*）0x56000018）//PortB上拉電阻禁止寄存器#definerGPCCON（*（volatileunsigned*）0x56000020）//PortC控制寄存器#definerGPCDAT（*（volatileunsigned*）0x56000024）//PortC數(shù)據(jù)寄存器#definerGPCUP（*（volatileunsigned*）0x56000028）//PortC上拉電阻禁止寄存器#definerGPDCON（*（volatileunsigned*）0x56000030）//PortD控制寄存器#definerGPDDAT（*（volatileunsigned*）0x56000034）//PortD數(shù)據(jù)寄存器#definerGPDUP（*（volatileunsigned*）0x56000038）//PortD上拉電阻禁止寄存器對(duì)I/O口的操作是通過(guò)對(duì)相關(guān)各個(gè)寄存器的讀／寫(xiě)實(shí)現(xiàn)的。要對(duì)寄存器進(jìn)行讀／寫(xiě)操作，首先要對(duì)寄存器進(jìn)行定義。有關(guān)I/O口相關(guān)寄存器的宏定義代碼如下：一般寫(xiě)成:#include“S3C2410.h”

寫(xiě)一個(gè)通過(guò)G口的控制發(fā)光二極管LED1和LED2輪流閃爍I/O口編程實(shí)例，電路如下所示：例1：#definerGPGCON(*(volati1eunsigned*)0x56000060)#definerGPGDAT(*(volatileunsigned*)0x56000064)#definerGPGUP(*(volatileunsigned*)0x56000068)//端口G的GPG8控制LED1的亮滅，低電平時(shí)為亮#defineled1light() #defineled1clear() //端口G的GPG9控制LED2的亮滅，低電平時(shí)為亮#defineled2light()

#defineled2clear() {rGPGDAT&=0xfeff;}{rGPGDAT|=0x0100;}{rGPGDAT&=0xfdff;}{rGPGDAT|=0x0200;}voidmain(){ inti； rGPGCON|=0x00050000;//配置第8位、第9位為輸出引腳 led1clear(); led2clear(); while(1)

｛ led1light();led2clear(); for(i=0；i<10000000；i++)；//延時(shí) led1clear(); led2light();

for(i=0；i<10000000；i++)；//延時(shí) }}使用端口E作為普通I/O接口，端口E的GPE3位輸出控制一個(gè)LED指示燈，GPE4位輸出控制一個(gè)蜂鳴器。根據(jù)電路圖用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)其功能。例2:#include“2410addr.h”//GPE4用作蜂鳴器輸出，高電平為鳴叫#definebeepon() {rGPEDAT=rGPEDAT|0x0010;}#definebeepoff() {rGPEDAT=rGPEDAT&0xffef;}//GPE3用作LED輸出控制端，宏定義LED亮滅，低電平為亮#defineledlight() {rGPEDAT=rGPEDAT&0xfff7;}#defineledclear() {rGPEDAT=rGPEDAT|0x0008;}voidmain(){rGPECON=rGPECON|0x00000140;//初始化端口E，使GPE4、GPE3為輸出beepoff(); //關(guān)蜂鳴器 while () {ledlight(); //LED指示燈亮 beepon(); //蜂鳴器發(fā)聲 Delay(3000); //延時(shí) beepoff(); //關(guān)蜂鳴器 ledclear(); //LED指示燈滅 }}例3:使用端口F、H作為普通I/O接口，端口E的GPF4位輸入控制一個(gè)按鍵，GPH10位輸出控制一個(gè)蜂鳴器。根據(jù)電路圖用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)其功能。#include“2410addr.h”//定義獨(dú)立按鍵KEY1的輸入口#defineKEY_CON (1<<4)/*GPF4口*///定義蜂鳴器控制口#define BEEP (1<<10) /*GPH10口*/#define BEEP_MASK (~BEEP)intmain(void){ //初始化I/OrGPFCON=(rGPFCON&(~(0x03<<8)));//rGPFCON[9:8]=00b，設(shè)置GPF4為GPIO輸入模式rGPHCON=(rGPHCON&(~(0x03<<20)))|(0x01<<20);//rGPHCON[21:20]=01b，設(shè)置GPH10為GPIO輸出模式 while(1){if(rGPFDAT&KEY_CON)//讀取GPF口線上的電平，判斷GPF4是否為高電平{rGPHDAT=rGPHDAT|BEEP;//GPF4為高電平，則設(shè)置GPH10=1}else{rGPHDAT=rGPHDAT&BEEP_MASK;//GPF4為低電平，則設(shè)置GPH10=0}DelayNS(1);} return(0);}29A/D轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)A/D轉(zhuǎn)換又稱模數(shù)轉(zhuǎn)換，顧名思義，就是把模擬信號(hào)數(shù)字化。完成一個(gè)或多個(gè)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換的一般步驟5.2A/D轉(zhuǎn)換器接口30

A/D轉(zhuǎn)換的技術(shù)指標(biāo)1、分辨率（Resolution）數(shù)字量變化一個(gè)最小量時(shí)模擬信號(hào)的變化量，1/2n2、轉(zhuǎn)換速率（ConversionRate）完成一次從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字的A/D轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間的倒數(shù)3、量化誤差（Quantizing

Error）由于A/D的有限分辨率而引起的誤差（1LSB或1/2LSB）4、偏移誤差（Offset

Error）輸入信號(hào)為零時(shí)輸出信號(hào)不為零的值5、滿刻度誤差（Full

Scale

Error）滿度輸出時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)與理想輸入信號(hào)值之差6、線性度（Linearity）實(shí)際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的最大偏移31

A/D轉(zhuǎn)換器類型1、積分型A/D轉(zhuǎn)換器2、逐次逼近型A/D3、并行比較/串行比較型A/D4、電容陣列逐次比較型5、壓頻變換型32

A/D轉(zhuǎn)換的一般步驟A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程是通過(guò)取樣、保持、量化和編碼這四個(gè)步驟完成的。取樣和保持主要由采樣保持器來(lái)完成量化編碼就由A/D轉(zhuǎn)換器完成5.2.1S3C2410A的A／D轉(zhuǎn)換器1．S3C2410AA/D轉(zhuǎn)換器和觸摸屏接口電路S3C2410A包含一個(gè)8通道的A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5.2.4，該電路可以將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成10位數(shù)字編碼（10位分辨率），差分線性誤差為1.0LSB，積分線性誤差為2.0LSB。在A/D轉(zhuǎn)換時(shí)鐘頻率為2.5MHz時(shí)，其最大轉(zhuǎn)換率為500KSPS（千采樣點(diǎn)每秒），輸入電壓范圍是0～3.3V。A/D轉(zhuǎn)換器支持片上操作、采樣保持功能和掉電模式。S3C2410A的A/D轉(zhuǎn)換器和觸摸屏接口電路如圖5.2.1所示。圖5.2.1S3C2410A的A/D轉(zhuǎn)換器和觸摸屏接口電路

2．與S3C2410AA/D轉(zhuǎn)換器相關(guān)的寄存器使用S3C2410A的A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，需要配置以下相關(guān)的寄存器。（1）ADC控制寄存器（ADCCON）ADC控制寄存器（ADCCON）是一個(gè)16位的可讀／寫(xiě)的寄存器，地址為0x58000000，復(fù)位值為0x3FC4。ADCCON位的功能描述如表5.2.1所列。表5.2.1ADC控制寄存器（ADCCON）的位功能

（2）ADC觸摸屏控制寄存器（ADCTSC）ADC觸摸屏控制寄存器（ADCTSC）是一個(gè)可讀／寫(xiě)的寄存器，地址為0x58000004，復(fù)位值為0x058。ADCTSC的位功能描述如表5.2.2所列。在正常A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，AUTO_PST和XY_PST都置成0即可，其他各位與觸摸屏有關(guān)，不需要進(jìn)行設(shè)置。表5.2.2ADC控制寄存器（ADCTSC）的位功能

（3）ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寄存器（ADCDAT0和ADCDAT1）

S3C2410A有ADCDAT0和ADCDAT1兩個(gè)ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寄存器。ADCDAT0和ADCDAT1為只讀寄存器，地址分別為0x5800000C和0x58000010。在觸摸屏應(yīng)用中，分別使用ADCDAT0和ADCDAT1保存X位置和Y位置的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。對(duì)于正常的A/D轉(zhuǎn)換，使用ADCDAT0來(lái)保存轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。ADCDAT0的位功能描述如表5.2.3所列，ADCDAT1的位功能描述如表5.2.5所列，除了位[9:0]為Y位置的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)值以外，其他與ADCDAT0類似。通過(guò)讀取該寄存器的位[9:0]，可以獲得轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。表5.2.3ADCDAT0的位功能

ADC的使用分四個(gè)步驟：設(shè)置ADCCON寄存器，選擇輸入信號(hào)通道，設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘。使能A/D轉(zhuǎn)換器的預(yù)分頻功能。計(jì)算A/D時(shí)鐘的公式：A/D時(shí)鐘頻率=PLCK/(預(yù)分頻值（PRSCVL）+1)。2)設(shè)置ADCTSC寄存器，使用設(shè)為普通轉(zhuǎn)換模式，這里不能使用觸摸屏功能。ADCTSC寄存器多用于觸摸屏，對(duì)于普通的ADC，使用默認(rèn)值即可。3)設(shè)置ADCCON寄存器，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。如果設(shè)置READ_START位，則讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)（讀ADCDAT0寄存器）時(shí)即啟動(dòng)下一次轉(zhuǎn)換；否則，就通過(guò)設(shè)置ENABLE_START位來(lái)啟動(dòng)A/D。4)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，讀取ADCDAT0寄存器來(lái)獲取數(shù)值。如果使用查詢方式，則可以不讀取ADCCON寄存器的ECFLG位（b15）來(lái)確定轉(zhuǎn)換是否結(jié)束；否則可以使用INT_ADC中斷，發(fā)生INT_ADC中斷時(shí)表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。5.2.3S3C2410AA／D接口編程實(shí)例下面介紹一個(gè)A／D接口編程實(shí)例，其功能實(shí)現(xiàn)從A/D轉(zhuǎn)換器的通道0獲取模擬數(shù)據(jù)，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量以波形的形式在LCD上顯示。模擬輸入信號(hào)的電壓范圍是0～2.5V。程序如下：1．定義與A／D轉(zhuǎn)換相關(guān)的寄存器#definerADCCON（*（volatileunsigned*）0x58000000）

//ADC控制寄存器#definerADCTSC（*（volatileunsigned*）0x58000004）

//ADC觸摸屏控制寄存器#definerADCDLY（*（volatileunsigned*）0x58000008）

//ADC啟動(dòng)延時(shí)寄存器#definerADCDAT0（*（volatileunsigned*）0x5800000c）

//ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寄存器0#definerADCDAT1（*（volati1eunsigned*）0x58000010）

//ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寄存器

2．對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行初始化程序中的參數(shù)ch表示所選擇的通道號(hào)，程序如下：voidAD_Init（unsignedcharch）｛rADCDLY=100;//ADC啟動(dòng)延時(shí)rADCTSC=0;//選擇ADC模式rADCCON=（1<<14）|（49<<6）|（ch<<3）|（0<<2）|（0<<1）|（0）;//設(shè)置ADC控制寄存器｝3.獲取A/D的轉(zhuǎn)換值程序中的參數(shù)ch表示所選擇的通道號(hào)，程序如下：intGet_AD（unsignedcharch）｛inti；intval=0;if（ch>7）return0;//通道不能大于7for（i=0;i<16;i++）//為轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確，轉(zhuǎn)換16次｛rADCCON|=0x1;//啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換rADCCON=rADCCON＆0xffc7|（ch<<3）;while（rADCCON＆0x1）;//避免第一個(gè)標(biāo)志出錯(cuò)while（！（rADCCON＆0x8000））;//避免第二個(gè)標(biāo)志出錯(cuò)val+=（rADCDAT0＆0x03ff）;Delay（10）;}return（val>>4）;//為轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確，除以16取均值}4.主函數(shù)實(shí)現(xiàn)將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在LCD上以波形的方式顯示，程序如下5.3.1D/A（數(shù)／模）轉(zhuǎn)換器的工作原理將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的過(guò)程稱為數(shù)/模轉(zhuǎn)換。能夠完成這種轉(zhuǎn)換的電路叫做數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱為D/A轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)記為DAC(DigitaltoAnalogConverter)。D/A轉(zhuǎn)換器將輸入的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量輸出，數(shù)字量是由若干數(shù)位構(gòu)成的，D/A轉(zhuǎn)換器把一個(gè)數(shù)字量變?yōu)槟M量，就是把每一位上的代碼按照權(quán)值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的模擬量，再把各位所對(duì)應(yīng)的模擬量相加，所得到各位模擬量的和便是數(shù)字量所對(duì)應(yīng)的模擬量。5.3D/A轉(zhuǎn)換器接口

5.3.2S3C2410A與D/A轉(zhuǎn)換器的接口電路1．MAX5380與S3C2410A的連接電路MAX5380是電壓輸出型的8位D/A轉(zhuǎn)換芯片，使用I2C串行接口，轉(zhuǎn)換速率高達(dá)400kHz，其輸入數(shù)字信號(hào)和輸出模擬信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表5.3.1所列。MAX5380與S3C2410A的連接電路如圖5.3.1所示。表5.3.1MAX5380數(shù)字輸入與模擬輸出對(duì)照表圖5.3.1MAX5380與S3C2410A的連接電路圖5.3.1中，MAX5380的時(shí)鐘SCL和數(shù)據(jù)輸入SDA連接到S3C2410A的IICSCL（GPE15）和IICSDA（GPE14），CON2的1、2兩端輸出轉(zhuǎn)換后的模擬信號(hào)值，其輸出電壓范圍為0～2V。S3C2410A通過(guò)IIC接口向MAX5380發(fā)送數(shù)據(jù)，MAX5380將接收IIC總線的數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)輸出到CON2。2．MAX5380的軟件編程MAX5380的編程動(dòng)作通過(guò)函數(shù)voidiic_write_max5380（U32slvAdd，U8data）完成，其中slvAddr為從設(shè)備地址，MAX5380使用0x60；data為待寫(xiě)入的數(shù)據(jù)，即發(fā)送給MAX5380的數(shù)字值；iic_write_max5380的代碼請(qǐng)參考6.2節(jié)（I2C部分）。通過(guò)調(diào)用該函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)給CON2輸出各種波形信號(hào)。

S3C2410A具有4路PWM輸出，輸出口分別為T(mén)OUT0-TOUT3。為了能夠正確輸出PWM信號(hào)，需要設(shè)置GPBCON寄存器選擇相應(yīng)I/O為T(mén)OUTx功能。然后，通過(guò)TCFG0寄存器為PWM定時(shí)器時(shí)鐘源設(shè)置預(yù)分頻值，通過(guò)TCFG1寄存器選擇PWM定時(shí)器時(shí)鐘源。接著，通過(guò)TCNB0寄存器設(shè)置PWM周期，通過(guò)TCMPB0設(shè)置PWM占空比。最后，通過(guò)TCON寄存器啟動(dòng)PWM定時(shí)器，即可輸出PWM信號(hào)。PWMDAC控制S3C2410A的PWM控制器S3C2410A處理器有5個(gè)16位定時(shí)器，其中定時(shí)器0/1/2/3有PWM脈沖輸出功能；定時(shí)器4具有內(nèi)部定時(shí)作用，但是沒(méi)有輸出引腳。程序設(shè)計(jì)：

使用PWM輸出實(shí)現(xiàn)DAC功能，輸出電壓分別為為0.0V、0.5V、1.0V、1.5V、2.0V、2.5V和3.0V。intmain(void){ uint16pwm_dac;

//獨(dú)立按鍵KEY1控制口設(shè)置rGPFCON=(rGPFCON&(~(0x03<<8)));//rGPFCON[9:8]=00b，設(shè)置GPF4為GPIO輸入模式

//TOUT0口設(shè)置rGPBCON=(rGPBCON&(~(0x03<<0)))|(0x02<<0);//rGPBCON[1:0]=10b，設(shè)置TOUT0功能rGPBUP=rGPBUP|0x0001;//禁止TOUT0口的上拉電阻//初始化PWM輸出。設(shè)PWM周期控制值為255(即DAC分辨率為8位)

pwm_dac=0;//初始化占空比為0,即輸出0V電壓PWM_Init(255,pwm_dac);//等待按鍵KEY1，改變占空比 while(1) {WaitKey(); //由于PWM周期控制值為255，所以0.5V對(duì)應(yīng)的PWM占空比的值為：0.5/3.3*256=39 pwm_dac=pwm_dac+39;//改變D/A輸出的電壓值 if(pwm_dac>255) {pwm_dac=0;} rTCMPB0=pwm_dac; } return(0);}voidPWM_Init(uint16cycle,uint16duty){ //參數(shù)過(guò)濾if(duty>cycle)duty=cycle;

//設(shè)置定時(shí)器0,即PWM周期和占空比//Fclk=200MHz，時(shí)鐘分頻配置為1:2:4，即Pclk=50MHz。 rTCFG0=97; //預(yù)分頻器0設(shè)置為98，取得510204Hz rTCFG1=0; //TIMER0再取1/2分頻，取得255102Hz rTCMPB0=duty; //設(shè)置PWM占空比 rTCNTB0=cycle; //定時(shí)值(PWM周期) if(rTCON&0x04)rTCON=(1<<1); //更新定時(shí)器數(shù)據(jù)(取反輸出inverter位) elserTCON=(1<<2)|(1<<1); rTCON=(1<<0)|(1<<3); //啟動(dòng)定時(shí)器 } 5.4.1鍵盤(pán)與LED數(shù)碼管接口基本原理與結(jié)構(gòu)1．鍵盤(pán)的分類鍵盤(pán)按與微控制器的連接方式，其結(jié)構(gòu)可分為線性鍵盤(pán)和矩陣鍵盤(pán)兩種形式。

線性鍵盤(pán)由若干個(gè)獨(dú)立的按鍵組成，每個(gè)按鍵的一端與微控制器的一個(gè)I/O口相連。有多少個(gè)鍵就要有多少根連線與微控制器的I/O口相連，適用于按鍵少的場(chǎng)合。5.4鍵盤(pán)與LED數(shù)碼管接口矩陣鍵盤(pán)的按鍵按N行M列排列，每個(gè)按鍵占據(jù)行列的一個(gè)交點(diǎn)，需要的I/O口數(shù)目是N+M，容許的最大按鍵數(shù)是N×M。矩陣鍵盤(pán)可以減少與微控制器I/O接口的連線數(shù)，是常用的一種鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)矩陣鍵盤(pán)的識(shí)鍵和譯鍵方法的不同，矩陣鍵盤(pán)又可以分為非編碼鍵盤(pán)和編碼鍵盤(pán)兩種。非編碼鍵盤(pán)主要用軟件的方法識(shí)鍵和譯鍵。根據(jù)掃描方法的不同，可以分為行掃描法、列掃描法和反轉(zhuǎn)法3種。編碼鍵盤(pán)主要用硬件（鍵盤(pán)和LED專用接口芯片）來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵的掃描和識(shí)別，例如使用8279專用接口芯片。鍵盤(pán)的按鍵實(shí)際上就是一個(gè)開(kāi)關(guān)，常用的按鍵開(kāi)關(guān)有機(jī)械式按鍵、電容式按鍵、薄膜式按鍵、霍耳效應(yīng)按鍵等。（1）機(jī)械式按鍵（2）電容式按鍵（3）薄膜式按鍵

（4）霍耳效應(yīng)按鍵2．LED數(shù)碼管LED（LightEmittingDiode，發(fā)光二極管）數(shù)碼管（也稱為七段數(shù)碼管）價(jià)格低廉、體積小、功耗低，而可靠性又很好，在嵌入式控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常普遍。

如圖5.4.1（a）所示，LED數(shù)碼管一般由8個(gè)發(fā)光管組成，分別稱為a、b、c、d、e、f、g7個(gè)字段和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)段DP。通過(guò)7個(gè)字段的不同組合，可以顯示0～9和A～F共16個(gè)字母數(shù)字，從而實(shí)現(xiàn)十六進(jìn)制的顯示。例如，控制a、b、c、d、e、f段亮，g段不亮，就顯示出數(shù)字零。（a）LED器件（b）共陽(yáng)極接法（c）共陰極接法圖5.4.17段LED顯示器LED字符與段碼對(duì)應(yīng)表1-燈亮0-燈滅LED數(shù)碼管可以分為共陽(yáng)極和共陰極兩種結(jié)構(gòu)，如圖5.4.1（b）、（c）所示。在共陰極結(jié)構(gòu)，各字段陰極控制端連接在一起接低電平，各字段陽(yáng)極控制端連接到高電平時(shí)，則該段發(fā)光。例如，要顯示b字母，只要使c、d.、e、f、g陽(yáng)極接高電平即可實(shí)現(xiàn)。在共陽(yáng)極結(jié)構(gòu)，各字段陽(yáng)極控制端連接在一起接高電平，各字段陰極控制端連接到低電平時(shí)，則該段發(fā)光。例如，要顯示b字母，只要使c、d.、e、f、g陽(yáng)極接低電平即可實(shí)現(xiàn)。在多個(gè)LED數(shù)碼管顯示電路中，通常把陰（陽(yáng)）極控制端連接到一個(gè)輸出端口，稱為位控端口；而把各字段（數(shù)據(jù)顯示段）連接到一個(gè)輸出端口，稱為段控端口。段控端口處應(yīng)輸出十六進(jìn)制數(shù)的7段代碼。

將一個(gè)4位的BCD碼譯為L(zhǎng)ED的7位顯示代碼，可以采用專用譯碼芯片，如7447即采用專用的帶驅(qū)動(dòng)器的LED段譯碼器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)BCD碼的譯碼。另一種常用的辦法是軟件譯碼法，將0～F共16個(gè)數(shù)字（也可以為0～9）對(duì)應(yīng)的顯示代碼組成一個(gè)表，直接輸出7段碼。5.4.2用I/O口實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)接口一個(gè)用I/O口實(shí)現(xiàn)的16個(gè)按鍵的鍵盤(pán)接口電路如圖5.4.2所示。在本例中，采用了節(jié)省口線的“行掃描法”方法來(lái)檢測(cè)鍵盤(pán)，與4×4的矩陣鍵盤(pán)接口只需要8根口線，設(shè)置PF0～PF3為輸出掃描碼的端口，PF4～PF7為鍵值讀入口。圖5.4.2ARM微處理器實(shí)現(xiàn)的鍵盤(pán)接口電路行掃描法:使鍵盤(pán)上某一行線為低電平，而其余行接高電平，然后讀取列值，如果列值中有某位為低電平，則表明行列交點(diǎn)處的鍵被按下；否則掃描下一行，直到掃描完全部的行線為止。在圖5.4.2所示電路中，按鍵設(shè)置在行、列交叉點(diǎn)上，行、列分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端。列線通過(guò)上拉電阻接到+5V上。平時(shí)無(wú)按鍵動(dòng)作時(shí)，列線處于高電平狀態(tài)；而當(dāng)有鍵按下時(shí)，列線電平狀態(tài)將由通過(guò)此按鍵的行線電平?jīng)Q定：行線電平如果為低，列線電平為低；行線電平如果為高，則列線電平亦為高。通過(guò)這一點(diǎn)來(lái)識(shí)別矩陣式鍵盤(pán)是否被按下。因各按鍵之間相互發(fā)生影響，所以必須將行、列線信號(hào)配合起來(lái)并作適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。根據(jù)行掃描法的原理，識(shí)別矩陣鍵盤(pán)按鍵閉合分兩步進(jìn)行：（1）識(shí)別鍵盤(pán)哪一行的鍵被按下：讓所有行線均為低電平，檢查各列線電平是否為低，如果有列線為低，則說(shuō)明該列有鍵被按下，否則說(shuō)明無(wú)鍵被按下。（2）如果某列有鍵被按下，識(shí)別鍵盤(pán)哪一行的鍵被按下：逐行置低電平，并置其余各行為高電平，檢查各列線電平的變化，如果列電平變?yōu)榈碗娖剑瑒t可確定此行此列交叉點(diǎn)處按鍵被按下。5.4.3采用專用芯片實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)及LED接口一個(gè)5×4鍵盤(pán)及8位LED顯示電路如下圖所示，該電路采用支持IIC總線協(xié)議的ZLG7290芯片。ZLG7290是一個(gè)采用IIC接口的鍵盤(pán)及LED驅(qū)動(dòng)器芯片，IIC串行接口提供鍵盤(pán)中斷信號(hào)方便與處理器接口，IIC接口傳輸速率可達(dá)32kbit/s，可驅(qū)動(dòng)8位共陰數(shù)碼管或64只獨(dú)立LED和64個(gè)按鍵，可控掃描位數(shù)可控任一數(shù)碼管閃爍，提供數(shù)據(jù)譯碼和循環(huán)移位段尋址等控制，8個(gè)功能鍵可檢測(cè)任一鍵的連擊次數(shù)，無(wú)需外接元件即直接驅(qū)LED，可擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)電流和驅(qū)動(dòng)電壓，提供工業(yè)級(jí)器件多種封裝形式PDIP-24和SO-24，引腳端功能如表5.4.1所示。表5.4.1ZLG7290引腳端功能（a）ZLG7290控制電路（b）八段數(shù)碼管連接電路（c）鍵盤(pán)及LED顯示電路圖5.4.35×4鍵盤(pán)及8位LED顯示電路（圖與表中的引腳端符號(hào)統(tǒng)一，以表為準(zhǔn)）注：訪問(wèn)這些寄存器需要通過(guò)IIC總線接口來(lái)實(shí)現(xiàn)。ZLG7290的IIC總線器件地址是70H（寫(xiě)操作）和71H（讀操作）。訪問(wèn)內(nèi)部寄存器要通過(guò)“子地址”來(lái)實(shí)現(xiàn)。1.系統(tǒng)寄存器SystemReg(地址:00H)系統(tǒng)寄存器的第0位（LSB）稱作KeyAvi，標(biāo)志著按鍵是否有效，0－沒(méi)有按鍵被按下，1－有某個(gè)按鍵被按下。SystemReg寄存器的其它位暫時(shí)沒(méi)有定義。當(dāng)按下某個(gè)鍵時(shí)，ZLG7290B的INT引腳會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低電平的中斷請(qǐng)求信號(hào)。當(dāng)讀走鍵值后，中斷信號(hào)就會(huì)自動(dòng)撤銷。而KeyAvi也同時(shí)予以反映。正常情況下，微控制器只需要判斷INT引腳就可以了。通過(guò)不斷查詢KeyAvi位也能判斷是否有鍵按下，這樣就可以節(jié)省微控制器的一根I/O口線，但是代價(jià)是IIC總線處于頻繁的活動(dòng)狀態(tài)，多消耗電流并且不利于抗干擾。

寄存器詳解：2.鍵值寄存器Key(地址:01H)如果某個(gè)普通鍵被按下，則微控制器可以從鍵值寄存器Key中讀取相應(yīng)的鍵值1～56。如果微控制器發(fā)現(xiàn)ZLG7290B的INT引腳產(chǎn)生了中斷請(qǐng)求，而從Key中讀到的鍵值是0，則表示按下的可能是功能鍵。鍵值寄存器Key的值在被讀走后自動(dòng)變成0。

3.連擊次數(shù)計(jì)數(shù)器RepeatCnt(地址:02H)

ZLG7290B為普通鍵提供了連擊計(jì)數(shù)功能。所謂連擊是指按住某個(gè)普通鍵不松手，經(jīng)過(guò)一兩秒鐘的延遲后（在4MHz下約為2秒），開(kāi)始連續(xù)有效，連續(xù)有效間隔時(shí)間（在4MHz下約為170毫秒）在幾十到幾百個(gè)毫秒。這一特性跟電腦上的鍵盤(pán)很類似。4.功能鍵寄存器FunctionKey(地址:03H)ZLG7290B還提供有8個(gè)功能鍵。功能鍵常常是配合普通鍵一起使用的，就像電腦鍵盤(pán)上的Shift、Ctrl和Alt鍵。當(dāng)然功能鍵也可以單獨(dú)去使用，就像電腦鍵盤(pán)上的F1～F12。當(dāng)按下某個(gè)功能鍵時(shí)，在INT引腳也會(huì)像按普通鍵那樣產(chǎn)生中斷信號(hào)。功能鍵的鍵值是被保存在FunctionKey寄存器中的。功能鍵寄存器FunctionKey的初始值是FFH，每一個(gè)位對(duì)應(yīng)一個(gè)功能鍵，第0位（LSB）對(duì)應(yīng)F0，第1位對(duì)應(yīng)F1，依次類推，第7位（MSB）對(duì)應(yīng)F7。某一功能鍵被按下時(shí)，相應(yīng)的FunctionKey位就清零。5.命令緩沖區(qū)CmdBuf0CmdBuf1(地址:07H08H)通過(guò)向命令緩沖區(qū)寫(xiě)入相關(guān)的控制命令可以實(shí)現(xiàn)段尋址、下載顯示數(shù)據(jù)、控制閃爍等功能。

6.閃爍控制寄存器FlashOnOff(地址:0CH)

FlashOnOff寄存器決定閃爍頻率和占空比。7.掃描位數(shù)寄存器ScanNum(地址:0DH)

用于控制最大的掃描顯示位數(shù),有效范圍為0-7對(duì)應(yīng)的顯示位數(shù)為1-8.實(shí)際應(yīng)用中可能需要顯示的位數(shù)不足8位，例如只顯示3位，這時(shí)可以把ScanNum的值設(shè)置為2，則數(shù)碼管的第0、1、2位被掃描顯示，而第3～7位不會(huì)被分配掃描時(shí)間，所以不顯示。

8.顯示緩存寄存器DpRam0-DpRam7(地址:10H-17H)

DpRam0～DpRam7這8個(gè)寄存器的取值直接決定了數(shù)碼管的顯示內(nèi)容。

1.鍵盤(pán)控制初始化程序2．中斷服務(wù)程序5.5.1LCD顯示接口原理與結(jié)構(gòu)5.5LCD顯示接口LCD液晶顯示器是LiquidCrystalDisplay的簡(jiǎn)稱，LCD的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過(guò)通電與否來(lái)控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來(lái)產(chǎn)生畫(huà)面。（一）液晶的物理特性液晶的物理特性是：當(dāng)通電時(shí)導(dǎo)通，排列變的有秩序，使光線容易通過(guò)；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過(guò)。讓液晶如閘門(mén)般地阻隔或讓光線穿透。從技術(shù)上簡(jiǎn)單地說(shuō)，液晶面板包含了兩片相當(dāng)精致的無(wú)鈉玻璃素材，稱為Substrates，中間夾著一層液晶。當(dāng)光束通過(guò)這層液晶時(shí)，液晶本身會(huì)排排站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順利通過(guò)。大多數(shù)液晶都屬于有機(jī)復(fù)合物，由長(zhǎng)棒狀的分子構(gòu)成。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長(zhǎng)軸大致平行。將液晶倒入一個(gè)經(jīng)精良加工的開(kāi)槽平面，液晶分子會(huì)順著槽排列，所以假如那些槽非常平行，則各分子也是完全平行的。（二）單色液晶顯示器的原理

LCD技術(shù)是把液晶灌入兩個(gè)列有細(xì)槽的平面之間。這兩個(gè)平面上的槽互相垂直(相交成90度)。也就是說(shuō)，若一個(gè)平面上的分子南北向排列，則另一平面上的分子?xùn)|西向排列，而位于兩個(gè)平面之間的分子被強(qiáng)迫進(jìn)入一種90度扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經(jīng)過(guò)液晶時(shí)也被扭轉(zhuǎn)90度。但當(dāng)液晶上加一個(gè)電壓時(shí)，分子便會(huì)重新垂直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。

LCD是依賴極化濾光器(片)和光線本身。自然光線是朝四面八方隨機(jī)發(fā)散的。極化濾光器實(shí)際是一系列越來(lái)越細(xì)的平行線。這些線形成一張網(wǎng)，阻斷不與這些線平行的所有光線。極化濾光器的線正好與第一個(gè)垂直，所以能完全阻斷那些已經(jīng)極化的光線。只有兩個(gè)濾光器的線完全平行，或者光線本身已扭轉(zhuǎn)到與第二個(gè)極化濾光器相匹配，光線才得以穿透。對(duì)于筆記本電腦或者桌面型的LCD顯示器需要采用的更加復(fù)雜的彩色顯示器而言，還要具備專門(mén)處理彩色顯示的色彩過(guò)濾層。通常，在彩色LCD面板中，每一個(gè)像素都是由三個(gè)液晶單元格構(gòu)成，其中每一個(gè)單元格前面都分別有紅色，綠色，或藍(lán)色的過(guò)濾器。這樣，通過(guò)不同單元格的光線就可以在屏幕上顯示出不同的顏色。LCD分類：段式液晶：常見(jiàn)段式液晶的每字為8段組成，即8字和一點(diǎn)，只能顯示數(shù)字和部分字母，但可以通過(guò)定制顯示其它少量字符、漢字和其它符號(hào)，如計(jì)算器和電子表所用的液晶。字符型液晶：顧名思義，字符型液晶是用于顯示字符和數(shù)字的，對(duì)于圖形和漢字的顯示方式與段式液晶無(wú)異。圖形點(diǎn)陣式液晶：根據(jù)液晶材料和液晶效應(yīng)分為T(mén)N、STN（DSTN）、TFT等幾類。2．圖形LCD種類LCD按照其液晶驅(qū)動(dòng)方式，可以分為T(mén)N（TwistNematic，扭轉(zhuǎn)向列）型、STN（SuperTwistedNematic，偽彩屏）型和TFT（ThinFilmTransistor，真彩屏）型3大類。3．LCD的驅(qū)動(dòng)市面上出售的LCD有兩種類型：一種是帶有LCD控制器的LCD顯示模塊，這種LCD通常采用總線方式與各種單片機(jī)進(jìn)行接口。另一種是沒(méi)有帶LCD控制器的LCD顯示器，需要另外的LCD控制器芯片或者是在主控制器芯片內(nèi)部具有LCD控制器電路。在單片機(jī)系統(tǒng)中，LCD往往是通過(guò)LCD控制器芯片連在單片機(jī)總線上，或者通過(guò)并行接口、串行接口與單片機(jī)相連。而現(xiàn)在許多SOC芯片中都集成了LCD控制器，支持TN型LCD或者TFT型LCD。例如大部分的ARM處理器中都集成了LCD控制器。5.5.2S3C2410A的LCD控制器1．S3C2410A的LCD控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)一塊LCD屏顯示圖像，不但需要LCD驅(qū)動(dòng)器，還需要有相應(yīng)的LCD控制器。通常LCD驅(qū)動(dòng)器會(huì)以COF/COG的形式與LCD玻璃基板制做在一起，而LCD控制器則有外部電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。而S3C2410內(nèi)部已經(jīng)集成了LCD控制器，因此可以很方便地去控制各種類型的LCD屏。S3C2410A的LCD控制器支持單色，4級(jí)、16級(jí)灰度LCD顯示，以及8位彩色、12位彩色LCD顯示，彩色顯示采用RGB的格式，通過(guò)軟件編程可以實(shí)現(xiàn)332的RGB調(diào)色格式。可以通過(guò)對(duì)LCD控制器中的各寄存器寫(xiě)入不同的值，來(lái)配置不同尺寸、不同的垂直和水平像素點(diǎn)、數(shù)據(jù)寬度、接口時(shí)間及刷新率的LCD。

S3C2410的LCD控制器由由一個(gè)邏輯單元組成，它的作用是：把LCD圖像數(shù)據(jù)從一個(gè)位于系統(tǒng)內(nèi)存的videobuffer傳送到一個(gè)外部的LCD驅(qū)動(dòng)器。LCD控制器是可以編程滿足不同的需求，關(guān)于水平，垂直方向的像素?cái)?shù)目，數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)線寬度，接口時(shí)序和刷新速率。LCD控制器的結(jié)構(gòu)框圖S3C2410LCD控制器被用來(lái)傳送視頻數(shù)據(jù)和生成必要的控制信號(hào)，比如VFRAME,VLINE,VCLK,VM,等等。除了控制信號(hào)外，這S3C2410還有作為視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)端口，它們是如上圖所示的VD[23:0]。

S3C2410A的LCD控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖如上圖所示，由REGBANK、LCDCDMA、VIDPRCS、TIMEGEN和LPC3600等模塊組成。

REGBANK是LCD控制器的寄存器組，具有17個(gè)用于配置LCD控制器的可編程寄存器和256×16的調(diào)色存儲(chǔ)器。用來(lái)對(duì)LCD控制器的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

LCDCDMA則是LCD控制器專用的DMA信道，它能自動(dòng)地把在幀內(nèi)存中的視頻數(shù)據(jù)傳送到LCD驅(qū)動(dòng)器。通過(guò)使用這個(gè)DMA通道，視頻數(shù)據(jù)在不需要CPU的干預(yù)的情況下顯示在LCD屏上。

VIDPRCS接收來(lái)自LCDCDMA的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為合適的數(shù)據(jù)格式，比如說(shuō)4/8位單掃，4位雙掃顯示模式，然后通過(guò)數(shù)據(jù)端口VD[23:0]傳送視頻數(shù)據(jù)到LCD驅(qū)動(dòng)器。

TIMEGEN由可編程的邏輯組成，支持不同的LCD驅(qū)動(dòng)器接口時(shí)序和速率的需求。TIMEGEN塊可以產(chǎn)生VFRAME,VLINE,VCLK,VM等等。S3C2410ALCD控制器的外部接口信號(hào)有33個(gè)，包括24個(gè)數(shù)據(jù)位和9個(gè)控制位如下：（1）VSYNC：垂直同步信號(hào)（TFT）LCD控制器和LCD驅(qū)動(dòng)器之間的幀同步信號(hào)。該信號(hào)告訴LCD屏的新的一幀開(kāi)始了，LCD控制器在一個(gè)完整幀顯示完成后立即插入一個(gè)VFRAME信號(hào)，開(kāi)始新一幀的顯示。

（2）HSYNC：水平同步信號(hào)（TFT）LCD控制器和LCD驅(qū)動(dòng)器之間的水平同步脈沖信號(hào)。該信號(hào)用于用指示新的一行掃描信號(hào)的開(kāi)始。（3）VCLK：像素時(shí)鐘信號(hào)（TFT）LCD控制器和LCD驅(qū)動(dòng)器之間的像素時(shí)鐘信號(hào)，由LCD控制器送出的數(shù)據(jù)在VCLK的上升沿處送出，在VCLK的下降沿處被LCD驅(qū)動(dòng)器采樣。LCD屏的驅(qū)動(dòng)IC是通過(guò)采集VCLK信號(hào)來(lái)接受RGB數(shù)據(jù)。（4）VD[23，0]：LCD像素點(diǎn)數(shù)據(jù)輸出端口（TFT）,R、G、B分別占用8位，順序依次從高到低。

（5）VDEN：LCD驅(qū)動(dòng)器的AC信號(hào)（TFT）VDEN信號(hào)被LCD驅(qū)動(dòng)器用于改變行和列的電壓極性，從而控制像素點(diǎn)的顯示或熄滅。（6）LEND:行結(jié)束信號(hào)（TFT），LCD驅(qū)動(dòng)器在每掃描一行像素后給出該信號(hào)。（7）LCD_PWREN：LCD面板電源使能控制信號(hào)，由LCDCON5的PWREN位控制。（8）LCDVF0:SECTFT信號(hào)OE（9）LCDVF1:SECTFT信號(hào)REV（10）LCDVF2:SECTFT信號(hào)REVB2．LCD顯示數(shù)據(jù)格式

例如一個(gè)320×240個(gè)像素，8bit的256色LCD，顯示一屏所需的顯示緩存為320×240×8位，即76800字節(jié)。在顯示緩存器中，每個(gè)像素占一個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)中又有RGB格式（332或者233）的區(qū)分，具體由硬件決定。例如332的RGB格式如下圖（a）所示，紅、綠、藍(lán)三個(gè)顏色分量分別占3位、3位、2位。8位256彩色顯示的顯示緩存器與LCD屏上的像素點(diǎn)是對(duì)應(yīng)的，每個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)LCD上的一個(gè)像素點(diǎn)，如下圖（b）所示。在彩色圖像顯示時(shí)，通過(guò)配置相應(yīng)的寄存器，首先要給顯示緩存區(qū)一個(gè)首地址，這個(gè)地址要在4字節(jié)對(duì)齊的邊界上，而且要在SDRAM的4MB空間之內(nèi)。以顯示緩存首地址開(kāi)始的連續(xù)76800字節(jié)，就是顯示緩存區(qū)，顯示緩存區(qū)的數(shù)據(jù)會(huì)直接顯示到LCD屏上。改變?cè)擄@示緩存區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)，LCD顯示屏上的圖像隨之變化。（b）顯示緩存中的數(shù)據(jù)在顯示屏上的顯示格式（a）幀內(nèi)存數(shù)據(jù)在顯示緩存中的格式

8位256色LCD顯示數(shù)據(jù)格式TFTLCD控制器操作：TIMEGEN為L(zhǎng)CD驅(qū)動(dòng)器生成控制信號(hào)，比如VSYNC,HSYNC,VCLK,和LEND信號(hào)。這些控制信號(hào)與與REGBANK中的LCDCON1/2/3/4/5中的配置密切相關(guān)?；谶@些在REGBANK中的LCD控制寄存器可編程配置，TIMEGEN可以合適的可編程控制信號(hào)支持多種不同的LCD驅(qū)動(dòng)器。

VSYNC和HSYNC脈沖的生成依靠于LCDCON2/3中的HOZVAL[23:14]域和LINEVAL[18:8]域的配置。HOZVAL和LINEVAL能被LCD屏面積決定，依照如下公式：—

HOZVAL=(Horizontaldisplaysize)-1—

LINEVAL=(Verticaldisplaysize)-1

VCLK信號(hào)的速率依賴于LCDCON1中的CLKVAL域。下表定義了VCLK與CLKVAL之間的關(guān)系。CLKVAL最小的數(shù)值為0。VCLK(Hz)=HCLK/[(CLKVAL+1)x2]注：HCLK=60MHz幀速率就是VSYNC信號(hào)頻率。幀速率與VSYNC,VBPD,VFPD,LINEVAL,HSYNC,HBPD,HFPD,HOZVAL,和CLKVAL的域有關(guān)，它們是LCDCON1/2/3/4。大多數(shù)LCD驅(qū)動(dòng)器需要它們合適的幀速率。幀速率按如下公式計(jì)算：256色調(diào)色板使用(TFT)：調(diào)色板配置和格式控制S3C2410為T(mén)FT顯示器提供256色調(diào)色板。用戶可以從64K種顏色中選擇出256種顏色，按照兩種數(shù)據(jù)格式。256色調(diào)色板由256(行)*16(位)SPSRAM組成。調(diào)色板支持5：6：5格式和5：5：5：1的格式。當(dāng)用戶使用5：5：5：1的格式時(shí)，亮度位(I)被用作每個(gè)RGB數(shù)據(jù)共有的最低位。因此，5：5：5：1格式與R(5+1)：G(5+1)：B(5+1)是一樣的格式。在5：5：5：1格式，例如，用戶可以寫(xiě)如下表中的調(diào)色板數(shù)據(jù)，接著把VD腳連接到LCD屏(R(5+I)=VD[23:19]+VD[18],VD[10]orVD[2],G(5+I)=VD[15:11]+VD[18],VD[10]orVD[2],B(5+I)=VD[7:3]+VD[18],VD[10]orVD[2].)，同時(shí)設(shè)置LCDCON5中的FRM565域?yàn)?。NOTE:1.0x4D000400是調(diào)色板的起始地址2.VD18，VD10和VD2有同樣的輸出值3.DATA[31:16]是無(wú)效的調(diào)色板讀與寫(xiě)：當(dāng)用戶在調(diào)色板上執(zhí)行讀/寫(xiě)操作時(shí)，LCDCON5中的HSTATUS和VSTATUS必須被檢查，因?yàn)樵贖STATUS和VSTATUS有效期間，讀/寫(xiě)操作是被禁止的。臨時(shí)調(diào)色板配置S3C2410允許用戶使用單色幀，不需要進(jìn)行復(fù)雜的修改去填充一個(gè)顏色到幀緩沖或者調(diào)色板。單色幀通過(guò)寫(xiě)單色數(shù)據(jù)到TPAL寄存器中TPALVAL，且使能TPALEN,就可以顯示在LCD屏上。查找表：S3C2410支持查找表作為彩色或者灰度等級(jí)映射的多種選擇，保證為用戶提供具有彈性的操作。查找表就是一個(gè)調(diào)色板，它允許在彩色或者灰度等級(jí)上進(jìn)行選擇(假如在4級(jí)灰度下，可以選擇16灰度級(jí)別中的4級(jí)，假設(shè)在256色模式下，可以選擇16級(jí)紅色中的8種，16級(jí)綠色中的8種，16級(jí)藍(lán)色中的4種)。換句話說(shuō)，在4級(jí)灰度模式，用戶可以通過(guò)查找表選擇16種灰度等級(jí)中的4種。在16級(jí)灰度模式下，灰度等級(jí)不能被選擇；在可能的16種灰度等級(jí)中，所有的16種灰度等級(jí)必須被選擇。假設(shè)在256色模式下，3位被分配用于紅色，3位用于綠色，2位用于藍(lán)色。這256色意味著這些顏色是由8種紅色，8種綠色，4種藍(lán)色組合而成(8*8*4=256)。在彩色模式，這個(gè)查找表能被用作合適的選擇。8種紅色等級(jí)能在16種可能的紅色等級(jí)中被選擇，8種綠色同樣可以在16種可能的綠色種被選擇并且4種藍(lán)色能在16種藍(lán)色等級(jí)中被選擇。假如是4096色模式，就沒(méi)有象256色模式下的那種選擇。以240X320的屏為例，現(xiàn)在要點(diǎn)亮一行，那么肯定要有240個(gè)VCLK周期將240個(gè)pixel的VD值輸出，而且這240個(gè)周期內(nèi)VDEN應(yīng)該一直是有效的?，F(xiàn)在我們的思路從點(diǎn)擴(kuò)展到了行，理想情況下，兩行之間不需要間隔，也就是說(shuō)這一行結(jié)束馬上傳輸下一行的第一個(gè)pixel的VD。但是這樣做并不好，因?yàn)橐粋€(gè)點(diǎn)的偏差會(huì)造成滿盤(pán)皆輸。因此我們引入了行同步HSYNC信號(hào)，也就是說(shuō)在傳輸完一行的數(shù)據(jù)后，先歇一會(huì)兒，等待若干個(gè)時(shí)鐘（我們稱之為后插入等待周期）；然后我們送一個(gè)行同步信號(hào)，當(dāng)然這個(gè)信號(hào)的有效周期數(shù)我們也能控制（我們稱之為同步周期）；之后呢，我們?cè)诘纫粫?huì)，讓LCD驅(qū)動(dòng)電路準(zhǔn)備好接收，我們?cè)诎岩恍械臄?shù)據(jù)發(fā)下去（這個(gè)等待時(shí)間我們稱之為前插入等待周期）。S3C2410ALCD控制器的相關(guān)寄存器

啟動(dòng)一個(gè)與S3C2410A連接的LCD的顯示，需要正確的配置與S3C2410ALCD控制器的相關(guān)寄存器。需要配置的相關(guān)寄存器如下：LCDCON1（LCD控制寄存器1）LCDCON2（LCD控制寄存器2）LCDCON3（LCD控制寄存器3）LCDCON4（LCD控制寄存器4）LCDCON5（LCD控制寄存器5）LCDSADDR1（STN型LCD/TFT型LCD幀緩沖起始地址寄存器1）LCDSADDR2（STN型LCD/TFT型LCD幀緩沖起始地址寄存器2）LCDSADDR3（STN型LCD/TFT型LCD幀緩沖起始地址寄存器3）RGB查找表寄存器LCD中斷寄存器S3C2410的LCD控制器內(nèi)部設(shè)有較多的寄存器，其中與時(shí)序信號(hào)高度相關(guān)的寄存器位于寄存器組中的

LCDCON1／2／3／4／5，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的LCD驅(qū)動(dòng)器需要LCD控制器給出VCLK、VDEN、LCD_PWREN和VD[23：0]信號(hào)。

VCLK信號(hào)依賴于LCDCON1寄存器中CLKVAL和S3C2410的HCLK的取值，具體公式為：

VCLK(Hz)=HCLK／[(CLKVAL+1)×2]

VSYNC和HSYNC的產(chǎn)生依賴于LCDCON2／3寄存器及HOZVAL和LINEVAL的配置，其中：

HOZVAL=水平像素?cái)?shù)-1

LINEVAL=垂直顯示尺寸-1

幀頻率VSYNC與LCDCON1／2／3／4寄存器中的VSPW、VBPD、VFPD、LINEVAL、HSYNC、HBPD、HFPD、HOZVAL和CLKVAL有關(guān)。CNT：當(dāng)前行掃描計(jì)數(shù)器值，標(biāo)明當(dāng)前掃描到了多少行

CLKVAL：決定VCLK的分頻比。LCD控制器輸出的VCLK是直接由系統(tǒng)總線（AHB）的工作頻率HCLK直接分頻得到的。做為240*320的TFT屏，應(yīng)保證得出的VCLK在5-10MHz之間

MMODE：VM信號(hào)的觸發(fā)模式（僅對(duì)STN屏有效，對(duì)TFT屏無(wú)意義）

PNRMODE：選擇當(dāng)前的顯示模式，對(duì)于TFT屏而言，應(yīng)選擇[11]，即TFTLCDpanel

BPPMODE：選擇色彩模式，對(duì)于真彩顯示而言，選擇16bpp（64K色）即可滿足要求ENVID：使能LCD信號(hào)輸出VBPD，LINEVAL，VFPD，VSPW的各項(xiàng)含義已經(jīng)在前面的時(shí)序圖中得到體現(xiàn)，這里不再贅述。HBPD，HOZVAL，HFPD的各項(xiàng)含義已經(jīng)在前面的時(shí)序圖中得到體現(xiàn)，這里不再贅述。HSPW的含義已經(jīng)在前面的時(shí)序圖中得到體現(xiàn)，這里不再贅述。

MVAL只對(duì)STN屏有效，對(duì)TFT屏無(wú)意義。HSPW的含義已經(jīng)在前面的時(shí)序圖中得到體現(xiàn)，這里不再贅述。

MVAL只對(duì)STN屏有效，對(duì)TFT屏無(wú)意義。

VSTATUS：當(dāng)前VSYNC信號(hào)掃描狀態(tài)，指明當(dāng)前VSYNC同步信號(hào)處于何種掃描階段HSTATUS：當(dāng)前HSYNC信號(hào)掃描狀態(tài)，指明當(dāng)前HSYNC同步信號(hào)處于何種掃描階段BPP24BL：設(shè)定24bpp顯示模式時(shí)，視頻資料在顯示緩沖區(qū)中的排列順序（即低位有效還是高位有效）。對(duì)于16bpp的64K色顯示模式，該設(shè)置位無(wú)意義。FRM565：對(duì)于16bpp顯示模式，有2中形式，一種是RGB＝5:5:5:1，另一種是5:6:5。INVVCLK，INVLINE，INVFRAME，INVVD：通過(guò)前面的時(shí)序圖，我們知道，CPU的LCD控制器輸出的時(shí)序默認(rèn)是正脈沖，而LCD需要VSYNC（VFRAME）、VLINE（HSYNC）均為負(fù)脈沖，因此INVLINE和INVFRAME必須設(shè)為“1”，即選擇反相輸出。INVVDEN，INVPWREN，INVLEND

的功能同前面的類似。

PWREN：為L(zhǎng)CD電源使能控制。在CPULCD控制器的輸出信號(hào)中，有一個(gè)電源使能管腳LCD_PWREN，用來(lái)做為L(zhǎng)CD屏電源的開(kāi)關(guān)信號(hào)。

ENLEND：對(duì)普通的TFT屏無(wú)效，可以不考慮。

（6）LCDSADDR1LCDSADDR1（STN型LCD/TFT型LCD幀緩沖起始地址寄存器1）是一個(gè)可讀／寫(xiě)的寄存器，地址為0x4D000014，復(fù)位后的初始值為0x00000000。LCDSADDR1的位功能如表5.5.6所列。（7）LCDSADDR2LCDSADDR2（STN型LCD/TFT型LCD幀緩沖起始地址寄存器2）是一個(gè)可讀／寫(xiě)的寄存器，地址為0x4D000018，復(fù)位后的初始值為0x00000000。LCDSADDR2的位功能如表5.5.7所列。（8）LCDSADDR3LCDSADDR3（STN型LCD/TFT型LCD幀緩沖起始地址寄存器3）是一個(gè)可讀／寫(xiě)的寄存器，地址為0x4D0000lC，復(fù)位后的初始值為0x00000000，用于設(shè)置虛擬屏地址。LCDSADDR3的位功能如表5.5.8所列。（9）RGB查找表寄存器RGB查找表寄存器包括REDLUT（紅色查找表寄存器）、GREENLUT（綠色查找表寄存器）和BLUELUT（藍(lán)色查找表寄存器）。在這3個(gè)寄存器中，可以分別設(shè)定使用的8種紅色，8種綠色和4種藍(lán)色。①REDLUT（STN型LCD紅色查找表寄存器）是一個(gè)可讀寫(xiě)的寄存器，地址為0x4D000020，復(fù)位后的初始值為0x00000000。REDLUT的位功能如表5.5.9所列。②GREENLUT（STN型LCD綠色查找表寄存器）是一個(gè)可讀／寫(xiě)的寄存器，地址為0x4D000024，復(fù)位后的初始值為0x00000000。GREENLUT的位功能如表5.5.10所列。③BLUELUT（STN型LCD藍(lán)色查找表寄存器）是一個(gè)可讀／寫(xiě)的寄存器，地址為Ox4D000028，復(fù)位后的初始值為0x0000。BLUELUT的位功能如表5.5.11所列。（11）TPALTPAL（TFT型LCD臨時(shí)調(diào)色板寄存器）是一個(gè)可讀／寫(xiě)的寄存器，地址為0x4D000050，復(fù)位后的初始值為0x00000000，寄存器的數(shù)據(jù)是下一幀的圖象數(shù)據(jù)。TPAL的位功能如表5.5.13所列。（12）LCD中斷寄存器LCD中斷寄存器有LCDINTPND（LCD中斷判斷寄存器）、LCDSRCPND（LCD中斷源判斷寄存器）和LCDINTMSK（LCD中斷屏蔽寄存器）。①LCDINTPND（LCD中斷判斷寄存器）是一個(gè)可讀/寫(xiě)寄存器，地址為0X4D000054，復(fù)位后的初始值為0x0。LCDINTPND的位功能如表5.5.14所列。②LCDSRCPND（LCD中斷源判斷寄存器）是一個(gè)可讀/寫(xiě)寄存器，地址為0X4D000058，復(fù)位后的初始值為0x0。LCDSRCPND的位功能如表5.5.15所列。③LCDINTMSK（LCD中斷屏蔽寄存器）是一個(gè)可讀/寫(xiě)寄存器，地址為0X4D00005C，復(fù)位后的初始值為0x3。LCDINTMSK的位功能如表5.5.16所列。（13）LPCSEL（LPC3600模式控制寄存器）是一個(gè)可讀/寫(xiě)寄存器，地址是0X4D000060，初始化值是0x4。LPCSEL的位功能如表5.5.17所列。5.5.3S3C2410ALCD顯示的編程實(shí)例本實(shí)例實(shí)現(xiàn)在LCD上填充一個(gè)藍(lán)色的矩形，并畫(huà)一個(gè)紅色的圓。要實(shí)現(xiàn)以上功能，需要完成的主要工作如下。1．定義與LCD相關(guān)的寄存器代碼如下：#defineM5D（n）（（n）＆0x1fffff）#defineMVAL（13）#defineMVAL_USED（0）＃defineMODE_CSTN_8BIT（0x2001）#defineLCD_XSIZE_CSTN（320）＃defineLCD_YSIZE_CSTN（240）#defineSCR_XSIZE_CSTN（LCD_XSIZE_CSTN*2）//虛擬屏幕大小#defineSCR_YSIZE_CSTN（LCD_YSIZE_CSTN*2）#defineHOZVAL_CSTN（LCD_XSIZE_CSTN*3/8-1）//有效的VD數(shù)據(jù)是8#defineLINEVAL_CSTN（LCD_YSIZE_CSTN-1）#defineWLH_CSTN（0）#defineWDLY_CSTN（0）#defineLINEBLANK_CSTN（16&0xff）#defineCLKVAL_CSTN（6）//130Hz@50MHz，WLH=16hclk，WDLY=16hclk，LINEBLANK=16*8hclk，VD=8#defineLCDFRAMEBUFFER0x33t800000//幀緩沖區(qū)起始地址2．初始化LCD初始化LCD程序完成對(duì)相關(guān)寄存器的賦初值。這里使用函數(shù)LCDInit實(shí)現(xiàn)，其中參數(shù)type用于傳遞顯示器的類型，如STN8位彩色、STN12位彩色等。具體代碼如下：VoidLCD_Init（inttYPe）｛//用于降低功耗rIISPSR=（2<<5）|（2<<0）；//IIS_LRCK=44.1kHz@384fs，PCLK=50MHzrGPHCON=rGPHCON＆~（0xf<<18）|（0x5<<18）；switch（type）｛caseMODE_CSTN_8BIT：//STN8位彩色模式frameBuffer8Bit=（U32（*）[SCR_XSIZE_CSTN／4］）LCDFRAMEBUFFER；rLCDCON1=（CLKVAL_CSTN<<8）|（MVAL_USED<<7）|（2<<5）|（3<<1）|0；//8-bit單掃描，8bppCSTN，ENVID=關(guān)閉rLCDCON2=（0<<24）|（LINEVAL_CSTN<<14）|（0<<6）|0；rLCDCON3=（WDLY_CSTN<<19）|（HOZVAL_CSTN<<8）|（LINEBLANK_CSTN<<0）；rLCDCON4=（MVAL<<8）|（WLHCSTN<<0）；rLCDCON5=0；rLCDSADDR1=（（（U32）frameBuffer8Bit））>>22）<<21）|M5D（（U32）frameBuffer8Bit>>1）；rLCDSADDR2=M5D（（（U32）frameBuffer8Bit+（（SCR_XSIZE_CSTN）*LCD_YSIZE_CSTN））>>1）；rLCDSADDR3=（（（SCR_XSIZE_CSTN-LCD_XSIZE_CSTN）／2）<<11）|（LCD_XSIZE_CSTN／2）；rDITHMODE=0；rREDLUT=0xfdb96420；rGREENLUT=0xfdb96420；rBLUELUT=0xfb40；break；default：break；｝｝3．常用的繪圖函數(shù)將LCD控制器配置為STN8位256色顯示屏之后，只需要修改幀緩沖的相應(yīng)內(nèi)容就可在LCD上顯示數(shù)據(jù)了。下面的函數(shù)PutCstnBBit（）實(shí)現(xiàn)了在LCD的（x,y）處打點(diǎn)的功能。voidPutCstn8Bit（U32x，U32y，U32c）｛if（x<SCR_XSIZE_CSTN&&y<SCR_YSIZE_CSTN）frameBuffer8Bit［（y）］［（x）／4]=（frameBuffer8Bit[（y）][x/4]＆~（0xff000000>>（（x）％4）*8））｝（（c&0x000000ff）<<（（4-1-（（x）％4））*8））；｝其他圖形顯示功能，如畫(huà)線、畫(huà)圓、畫(huà)矩形等，只需要按照一定規(guī)則在LCD上打點(diǎn)就可以了。EL-ARM-830系統(tǒng)為用戶提供了一系列繪圖的API函數(shù)，主要有：

U32GUI_Init（void）；//GUI初始化

voidDraw_Point（U16x,U16y）;//繪制點(diǎn)APIU32Get_Point（U16x，U16y）；//得到點(diǎn)APIvoidDraw_HLine（U16y0，U16x0，U16x1）；//繪制水平線APIvoidDraw_VLine（U16x0，U16y0，U16y1）；//繪制豎直線APIvoidDraw_Line（I32x1，I32y1，I32x2，I32y2）；//繪制線APIvoidDraw_Circle（U32x0,U32y0,U32r）；//繪制圓APIvoidFill_Circle（U16x0,U16y0，U16r）；//填充圓APIvoidFill_Rect（U16x0,U16y0,U16x1,U16y1）；//填充區(qū)域APIvoidSet_Color（U32color）；//設(shè)定前景顏色APIvoidSet_BkColor（U32color）；//設(shè)定背景顏色APIvoidSet_Font（GUI_FONT*pFont）：//設(shè)定字體類型APIvoidDisp_String（constI8*s,I16x,I16y）;//顯示字體API4．