基于PROTEUS技術的ARM顯示系統設計與仿真

　　0 引言

　　隨著科技的發(fā)展，ARM在社會各個方面的應用越來越廣。ARM芯片廣泛應用于無線產品、PDA、GPS、網絡、消費電子產品、STB及智能卡。LPC2138是Philips公司生產的基于ARM7TDMI的RISC微處理器，主頻可達50MHz。液晶顯示是嵌入式系統中反映系統輸入／輸出的人機交互界面，液晶顯示以其微功耗、體積小、顯示內容豐富、模塊化，接口電路簡單等諸多優(yōu)點得到廣泛應用。本文在介紹以HD44780為控制器的LM016L液晶模塊的引腳結構、功能的基礎上，搭建LM016L與LPC2138芯片的硬件接口電路、用c語言編寫顯示程序，采用PROTEUS軟件進行功能仿真。

　　1 液晶模塊結構及功能簡介

　　LM016L液晶模塊采用HD44780控制器。HD44780具有簡單而功能較強的指令集，可以實現字符移動、閃爍等功能。HD44780控制器由兩個8位寄存器、指令寄存器(IR)和數據寄存器(DR)、忙標志(BF)、顯示數據RAM(DDRAM)、字符發(fā)生器ROM(CGROM)、字符發(fā)生器RAM(CGRAM)、地址計數器(AC)構成。IR用于寄存指令碼，只能寫入不能讀出；DR用于寄存數據，數據由內部操作自動寫入DDRAM和CGRAM，或者暫存從DDRAM和CGRAM讀出的數據。BF為1時，液晶模塊處于內部處理模式，不響應外部操作指令和接受數據。DDRAM用來存儲顯示的字符，能存儲80個字符碼。CGROM由8位字符碼生成5 x 7點陣字符160種和5×10點陣字符32種，8位字符編碼和字符的對應關系。CGRAM是為用戶編寫特殊字符留用的，它的容量僅64字節(jié)?？梢宰远x8個5×7點陣字符或者4個5×10點陣字符。AC可以存儲DDRAM和CGRAM地址，如果地址碼隨指令寫入IR，則IR自動把地址碼裝入AC，同時選擇DDRAM或者CGRAM單元。LMO16L液晶模塊的引腳功能見下表1。

　　2 基于Proteus ISIS 7的液晶模塊仿真

　　2．1 接口設計

　　運行Proteus ISIS 7進入設計界面，依照圖1所示在元件庫中選擇需要的元件。Lpc2138的P0．0-P0．7端口作為8位數據的輸出端，P0．8、P0．9、P0．10作為控制信號的輸出端，連接完成的電路如圖l所示。

　　2．2 軟件設計

　　電路圖繪制好之后，就可以編寫LM016L的驅動程序。LM016L的操作有兩大類：讀操作和寫操作。一般情況下不需要從液晶中讀取數據，所以對液晶操作主要是寫指令和寫數據兩個寫操作，對于忙標志(BF)，查詢的方法，保證液晶模塊有足夠時間進行內部數據處理。在寫源程序時，需要根據液晶模塊的時序圖編寫程序。LM016L的時序如圖2所示。

　　根據電路圖1定義引腳：RS BIT P0．8；RW BIT P0．9；LCD E BIT PO．10。

　　本設計的開發(fā)環(huán)境為keil uvision3，程序大體分為初始化、控制信息與數據傳輸3部分。下面就將結合程序源代碼略加說明：

　　用keil軟件編譯后生成HEX文件，在Proteus中打開lpc2138芯片屬性對話框，將生成的HEX文件加載進去，再進行仿真運行就可以看到圖3的結果，說明設計成功。

　　3 結束語

　　利用Proteus實現了對ARM7+LM016L液晶模塊的仿真，實現了字符串的顯示。Proteus為ARM學習提供了很好的軟件平臺，使初學者可以拋開電路設計中的一些細枝末節(jié)，快速掌握ARM的核心內容。同時該方法不需要硬件資源，也為學校開設ARM課程闖出一條最佳途徑。