S1D13506显示控制器与AT91RM9200处理器的接口设计和应用
2008-06-18
作者：刘和平, 常 猛
摘 要： 介绍了AT91RM9200处理器和S1D13506显示控制器" title="显示控制器">显示控制器的接口设计" title="的接口设计">的接口设计，在此基础上详细阐述了μC/GUI" title="C/GUI">C/GUI移植到AT91RM9200的过程，并给出一个应用实例。
关键词： S1D13506 AT91RM9200 μC/GUI 移植
1 S1D13506和AT91RM9200介绍
AT91RM9200是一款基于ARM920T内核的高性价比、低功耗、32位的ARM芯片，时钟频率为180MHz，运算速度可以达到200MIPS。AT91RM9200具有存储器管理单元(MMU)、16KB的SRAM和128KB的ROM以及外部总线接口(EBI)，支持SDRAM、静态存储器、Burst Flash、CompactFals、SmartMedia以及NAND Flash，还集成了USB控制器、以太网控制器、RTC、SPI、I2C等丰富的外围设备。AT91RM9200处理器内部没有集成LCD控制器，因而需要配备专用的显示控制器，才能实现LCD显示。
S1D13506是EPSON大规模显示控制器家族中较新的一款，是以SED1354控制器为基础发展起来的具有更多功能的LCD显示控制器。它可以灵活地对各种不同的显示方式进行设置，功能非常强大，可以和目前市场上流行的多种CPU总线兼容。
2 AT91RM9200与S1D13506的接口设计
2．1 AT91RM9200的EBI总线接口
AT91RMR9200的EBI总线接口用以确保多个外设与基于ARM器件的内置控制存储器之间实现正确数据传输。静态存储器、SDRAM及Burst Flash控制器均可作为EBI 上的外部存储控制器。EBI拥有8个片选信号(NCS[7:0])，可处理多达8 个外设的数据传输；数据通过8位或16位数据总线进行传输(SMC_CSR中的DBW 位控制相应的数据总线宽度)；地址总线高达26 位。在16位数据总线宽度下，EBI与显示控制器相关的总线接口信号定义如表1所示。
2.2 S1D13506的PC卡总线接口
S1D13506的PC卡总线接口可以很方便地与AT91RM9200相连，其总线接口信号定义如表2所示。
2.3 接口分析及实现
从上述接口信号的定义分析得出，AT91RM9200 的AB[1：20]、DB[0：15] 、NRST、NCS2、NWR1、NWR0、信号引脚和S1D13506的A[1：20]、D[0：15]、R E S E T、CS 、WE1、W E 0信号引脚可以分别进行连接，而S1D13506的RD/WR和RD则短接以后和AT91RM9200的NRD信号相连。S1D13506与AT91RM9200的总线连接如图1所示。S1D13506的输出可以驱动VGA显示器或者最大为800×600点阵的 LCD显示屏。
3 μC/GUI的移植
μC/GUI是Micrium公司开发的通用的嵌入式用户图形界面软件。它为任何使用图形LCD的应用程序提供独立于处理器和LCD控制器的有效图形用户接口。可以应用于单一任务环境中，也可以应用于多任务环境中。μC/GUI能够应用于任何LCD控制器和CPU的任何尺寸的物理显示或者模拟显示中。
本接口电路的底层测试软件均用C语言编程实现。由于源程序太长，在本文中不便列出。该程序可以在www.atmel.com上找到。
在S1D13506显示控制器硬件驱动程序正常的情况下，μC/GUI移植的主要工作就是修改LCD_Conf.h、GUICONF.h和GUI_X.C三个配置文件。GUICONF.h、GUI_X.C的移植比较简单，下面主要介绍LCD_Conf.h的移植。
#define LCD_XSIZE (640) /*定义液晶的参数，640x480*/
#define LCD_YSIZE (480)
#define LCD_FIXEDPALETTE (565) /*RGB 565格式*/
#define LCD_SWAP_BYTE_ORDER (1) //16bit数据总线时需要交换
#define LCD_CONTROLLER 1356 //定义控制器的型号
#define S1D13806_BASE1 ( (unsigned char *) 0x30000000 )//该地址由片选NCS2决定
#define S1D13806_DISP_MEM_BASE1( ( (int)S1D13806_BASE1) + ((int) 0x200000) ) //控制器的显示缓冲区开始地址
#define LCD_READ_MEM(Off)
*((U16*) (S1D13806_DISP_MEM_BASE1+(((U32)(Off))<<1))) //定义读函数
#define LCD_WRITE_MEM(Off,data)
*((U16*)(S1D13806_DISP_MEM_BASE1+(((U32)(Off))<<1)))=data //定义写函数
#define LCD_READ_REG(Off) 0 //在本次移植中没用，定义为空，避免做大改动
#define LCD_WRITE_REG(Off,data) //在本次移植中没用，定义为空，避免做大改动
#define LCD_INIT_CONTROLLER() AT91RM9200_LCD_Init () // 初始化 LCD 控制器，该段程序可以在www.atmel.com上找到
另外，μC/GUI中还有一些跟时间相关的调用，如GUI_X_Delay()等。这些函数需用到系统时间变量OS_TimeMS，该变量可用μC/OS" title="C/OS">C/OS 操作系统维护更新，或者通过以下方式解决。
void GUI_X_Delay(int ms) {
// int tEnd = OS_TimeMS + ms;
// while ((tEnd - OS_TimeMS) > 0); //该变量可由μC/
OS 操作系统来维护更新
extern void Delay(int time); //用户的延时函数
Delay(150*ms);
}
LCD_Conf.h、GUICONF.h和GUI_X.C三个配置文件修改完以后，μC/GUI的移植基本完成。
4 μC/GUI的一个应用实例
首先通过和AT91RM9200相连的MAX1320芯片把电网三相电压采集进来，然后在液晶上把三相电压波形显示出来。显示效果如图2所示。
4.1 主程序的编写
在对电网一个周波采样完成以后，调用GUI_MEMDEV_Draw函数在LCD上显示波形。主程序如下：
int main()
{
BSP_init(); //和AT91RM9200相关的硬件初始化
GUI_Init(); //ucGUI初始化程序
GUI_MEMDEV_Load();
Lable();
While(1)
{
ADResult(); //读出AD采样的结果
…………
if(AD FLAG==1)GUI_MEMDEV_Draw(&Rect, sinwave, &0, 0, 0); //当一个周波采样完成绘制波形
}
}
4.2 回调" title="回调">回调函数的编写
回调函数是用户编写的主要部分，它以参数的形式被主函数调用。在本程序中，回调函数的编写流程是：首先对黑色矩形框进行清屏，然后绘制暗灰色网格，最后调用GUI_DrawGraph()绘制曲线。程序如下：
static void sinwave(void)
{
int i;
GUI_SetBkColor(GUI_BLUE); //把背景设置为蓝色
GUI_SetColor(GUI_BLACK ); //设置黑色矩形框
GUI_ClearRect(34, (LCD_YSIZE1 - 20) - YSIZE, (LCD_XSIZE1-2), (LCD_YSIZE1 - 21));
for (i=0;i<(YSIZE/2);i+=40){ //绘制暗灰色网格
GUI_DrawHLine((LCD_YSIZE1-20) - (YSIZE / 2) + i, 34,(LCD_XSIZE1 - 2));
if (i) {
GUI_DrawHLine((LCD_YSIZE1 - 20) - (YSIZE / 2) - i, 34, (LCD_XSIZE1 - 2));
}
}
for (i = 0; i < (LCD_XSIZE1 - 20); i += 90) {
GUI_DrawVLine(123 + i, (LCD_YSIZE1 - 20)-YSIZE,(LCD_YSIZE1 - 21));
}
GUI_SetColor(GUI_RED); //绘制A相电压
GUI_DrawGraph(UA, (LCD_XSIZE1 - 40), 34, (LCD_YSIZE1 - 20) - YSIZE);
GUI_SetColor(GUI_YELLOW); //绘制B相电压
GUI_DrawGraph(UB, (LCD_XSIZE1 - 20), 34, (LCD_YSIZE1 - 20) - YSIZE);
GUI_SetColor(GUI_GREEN); //绘制C相电压
GUI_DrawGraph(UC, (LCD_XSIZE1 - 20), 34, (LCD_YSIZE1 - 20) - YSIZE);
}
本文介绍了μC/GUI在AT91RM9200处理器和SID13506显示控制器的接口电路上移植的过程，并给出了一个应用实例。实践证明,μC/GUI具有完善的图形函数接口、占用RAM和ROM的空间小、可移植性好等特点。在后PC机时代，μC/GUI将会有非常广阔的应用前景。
参考文献
1 μC/GUI在MSG19264液晶上的移植.电子技术应用, 2004;30(8)
2 基于ARM7 S3C44B0X嵌入式系统gui设计.仪器仪表用户, 2004;(4)