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基于P89LPC932的LCD組態設計
摘要：在概述ＰhilipsP89LPC932的基本功能以及與P89LPC764比較的基礎上，針對LCD顯示設計中的諸多問題，給出一種能廣泛應用于各類現場數據顯示、組態式LCD的軟硬件實現方案；分析硬件電路及其工作原理，并給出軟件設計中部分關鍵代碼。該方案在模擬系統上和現場運行情況中進行了難證，成本低，且具有通用性和靈活性等優點。關鍵詞：P89LPC932組態設計LCD顯示通信模式堆棧空間初始化程序
引言
隨著微電子技術、網絡技術和控制技術的不斷發展，ＬＣＤ作為現場顯示設備廣泛應用在各種通信與控制系統中。大部分的ＬＣＤ集成了中英文字庫，用戶輸入區位碼或ＡＳＣＩＩ碼即可實現文本顯示。由于現場控制設備通常較為分散，顯示的項目個數和功能也不盡相同，往往給設計帶來許多不例。常用的方法是，在軟件的設計階段，根據要求把各個顯示的信息固化和程序中。若要修改某個中文字符，程序員首先必須查出其區位碼，然后修改計算機上的漢字數據。這樣，不但系統的開發周期長、程序可讀性差，而且給日后的維護帶來很大的不便。為了實現程序的通用性，選用Ｐhilips的Ｐ８９ＬＰＣ９３２實現具有組態功能的ＬＣＤ顯示。其優點是，在不需要修改系統軟件情況下，通過串口與組態軟件方便地設定ＬＣＤ顯示的項目和個數，功能菜單隨著設定項目的個數自動改變，并且實現了對設備的簡單控制操作，達到了通用性和靈活性結合的目的。
１Ｐ８９ＬＰＣ９３２介紹
Ｐ８９ＬＰＣ９３２是Ｐhilips公司推出的高性能高速度的８０Ｃ５１ＣＰＵ，采用0.35μmFlash，６倍速于標準的８０５１。８ＫＢＦlash程序存儲器，具有１ＫＢ可擦除扇區和６４Ｂ可擦除頁；５１２Ｂ數據ＥＥＰＲＯＭ存儲器可用來存儲器件序列碼及設置參數；２５６ＢＲＡＭ，５１２Ｂ輔助片內ＲＡＭ。
在Ｐ８９ＬＰＣ７６Ｘ系列中，Ｐ８９ＬＰＣ７６４得到了廣泛的應用；但由于ＬＰＣ７６４只有４ＫＢ的程序空間和１２８Ｂ的數據存取空間，故不能滿足較大量數據通信和顯示的要求。與之相比，Ｐ８９ＬＰＣ９３２還具有如下特點與優勢：
①程序區域擴大。由４ＫＢ的ＥＰＲＯＭ擴大為８ＫＢＦlash,并提供在線編程功能。
②數據區域擴大。Ｐ８９ＬＰＣ９３２有２５６Ｂ的內部數據存取區，５１２Ｂ的輔助存取區和５１２Ｂ的ＥＥＰＲＯＭ。
③串行通信功能增強。設置高精度波特率發生器。ＬＰＣ７６４實時串行通信時，模式３要使用到定時器１。ＬＰＣ９３２使用波特率發生器實現通信設置，可節省出定時器１。帶有字符檢測、幀錯誤檢測、溢出錯誤檢測、雙緩沖發送功能、發送中斷控制（停止位的開始或結束產生中斷）、可實現ＲＸ／ＴＸ中斷分開，從而提高通信效率。
④新增定時器模式６。簡單的８位ＰＷＭ信號發生器，帶自動重裝的８位定時／計數器，重裝值表示ＰＷＭ領帶的占空比。
⑤串行外圍接口ＳＰＩ。高速串行通信接口，最高速度為３Ｍb/s。主從模式實現全雙工同步通信。
圖3
２ＬＣＤ系統組態
組態式ＬＣＤ實現的關鍵在于對漢字處理，以往的做法把系統菜單的漢字區位碼固定在程序中。由于立即數表示的信息難于維護，一旦需要對程序修改，將是一件費勁的事件。我們的處理方法是，設置系統信息表，并把所有的中文信息（系統菜單和顯示信息）存放于ＥＥＰＲＯＭ。中文信息和系統信息表通過由ＶＢ編寫的ＬＣＤ組態軟件完成，并通過串口下載到ＥＥＰＲＯＭ。當ＬＣＤ上電后，程序根據系統信息自動配置顯示菜單，從而實現了系統的組態性。
系統信息表記錄實際顯示的ＡＩ、ＡＯ、操作參數、ＤＩ、ＤＯ的個數。ＬＣＤ在進行頁面更新時，先讀出相應項目的個數，并自動調整顯示的條目。所有ＡＩ、ＡＯ、ＯＰＥＲ、ＤＩ、ＤＯ的名稱中文區位碼，單位ＡＳＣＩＩ碼，狀態信息中文區位碼都存放到ＥＥＰＲＯＭ中。項目名稱為４個漢字，單位信息為２個ＡＳＣＩＩ字符，狀態信息為２個漢字。
ＬＣＤ顯示裝置實現功能如下：
①實時顯示８個模擬量輸入點（ＡＩ）、８個模擬量輸出點（ＡＯ）、８個運行參數、８個開關量輸入點（ＤＩ）、８個開關量輸出點（ＤＯ）。
②修改模擬量輸出點、運行參數和開關量輸出點，實行就地對設備的控制。
③密碼管理。用戶可以直接在ＬＣＤ上或通過組態軟件修改密碼。
④流動顯示和手動顯示功能。
⑤組成功能。通過組態軟件可以方便地修改各顯示量的中文代碼和單位等信息。
在各種通信與控制系統中，ＬＣＤ顯示特定的數據信息而處于控制系統的末端，通常傣族法通過ＲＳ４８５總線與控制器相連形成一個網絡。控制器與ＬＣＤ在數據傳送上有兩種關系。一種是控制器為Ｍaster，ＬＣＤ為Ｓlave.控制器輪流地向各ＬＣＤ傳送數據，從而實現實時數據顯示。另外一種是控制器為Ｓlave,LCD為Master.LCD主動地向控制器發出請求信息，實現集中顯示的功能。為了系統的通用性，我們設計了兩個特殊功能開關，從而實現ＬＣＤ主從模式的和組態模式的切換。
Ｓlave模式：ＬＣＤ等待主站發送實時數據。當接收到數據時檢測是否為本機站號。若是，立即接收數據并進行顯示，否則丟棄數據包，如圖１所示。
Ｍaster模式：ＬＣＤ輪流向各個控制器發出請求讀數命令，并作相應的顯示，如圖２所示。
組態模式：ＬＣＤ發出組態命令，當接收到組態信息后發出組態成功信息。
３硬件設計
如圖３所示，Ｐ８９ＬＰＣ９３２中Ｐ０口作為鍵盤輸入和站號地址，Ｐ２口與ＬＣＤ數據線相連，Ｐ1.7、P1.6為ＬＣＤ數據傳輸的握手信號。串行通信線ＴＸＤ、ＲＸＤ與ＭＡＸ４８７相連，并通過Ｐ１.４實現通信方向的切換。
ＬＣＤ選用的是ＯＣＭ２×８液晶顯示器，內含ＧＢ２３１２１６×１６點陣國際一級簡體漢字字庫和ＡＳＣＩＩ８×８及８×１６點陣英文字庫；具有上／下／左／右移動當前顯示屏幕及清除屏幕的命令。ＬＣＤ所有的設置初始化工作在上電時自動完成，實現了即插即用。ＬＣＤ硬件接口使用８位并行接口方式，采用ＲＥＱ／ＢＵＳＹ握手協議。圖４所示為ＬＣＤ寫漢字時序。ＬＣＤ模塊在收到外部的ＲＥＱ高是怦信號后立即讀取數據線上的命令或數據，同時將應答線ＢＵＳＹ變為高電平，表明ＬＣＤ已收到數據并正在忙于對數據的內部處理。當ＢＵＳＹ變為低電平時，表明ＬＣＤ對用戶的寫操作已經執行完畢。在寫入多個數據時，可以不斷地查詢應答線ＢＵＳＹ是否為低電平。如果為低電平，可以繼續送下一個數據。
４軟件設計
圖５是軟件的結構，每個模塊對應一個獨立的處理函數。ＬＣＤ顯示以頁為單位，程序設“ＰageArbiter”函數實現對頁面的管理。頁面管理函數根據用戶的按鍵，決定進入如“菜單顯示”、“密碼設定、“參數顯示”等畫面。以下是硬件驅動功能的說明。
圖5
（１）串行通信
Ｐ８９ＬＰＣ９３２的增強型ＵＡＲＴ具有一個獨立的波特率發生器，波特率取決于對ＢＲＧＲ１和ＢＲＧＲ０的值。如果ＳＭＯＤ１（ＰＣＯＮ.７）置位，定時器Ｔ１被２分頻。但需要修改ＢＲＧＲ１和ＢＲＧＲ０寄存器的值前，為了避免向波特率發生器裝入錯誤的值，必須在ＲＢＧＣＯＮ寄存器中的ＢＲＧＥＮ位為０才能寫入。程序設計使用外晶振（11.0592MHz）選擇串行通信模式３，并利用波特率發生器設置通信速率。波特率發生器計算為
（BRGR1，BRGR0）=（11.0592MHz/19200）-16=0x0230
初始化流程如圖6所示。
若不使用波特率發生器設置串行通信的通信速率，可以使用定時器。其計算公式為
波特率=2fosc×192/[0xFF-(TH1)]
選用11.0592MHz的外晶振，波特率為19200bps，則計算出TH1=0xFA。其初始化流程如圖7所示。
（2）EEPROM讀寫操作
P89LPC932擁有512字節的片內數據EEPROM，用于保存配置參數數據。EEPROM由SFR控制，可字節讀、字節寫以及可擦除（通過行填充和塊填充）。用戶通過3個SFR和1個中斷對其進行讀、寫和填充。EEPROM可尋址空間為512個字節，使用9位地址。當數據地址大于0xFF時，置控制寄存器DEECON的第0位。值的注意的是，在訪問EEPROM時，必須對DEECON的第0位清0或置1。在仿真過程中發現，當讀一個地址少于0xFF的字節數據后，再次向同一地址數據時出現錯誤。檢查的結果是第一次讀數時DEECON第0位為0，但第二次讀數時DEECON的第0位就自動地變為1。所以在讀寫數據時，必須對DEECON的第0位賦正確的值。
DEECON中的第4、5位定義了讀寫操作的模式。
在任何模式中操作完成之后，硬件都會置位EEIF位。如果EEPROM中斷允許位（EIEE）和系統中斷位（EA）都置位。將產生中斷請求。中斷產生后必須由軟件清零。其初始化程序如下：
EIEE=TRUE；/*允許EEPROM中斷*/
EA=1；/*允許系統中斷*/
（3）輔助RAM的使用
我們所所有從串行通信得到的實時數據存放在輔助RAM區內。讀寫程序如下：
#include"ABSACC.H"
bData=XBYTE[i];/*輔助RAM讀操作*/
XBYTE[i]=bData;/*輔助RAM寫操作*/
5組態軟件設計
組態軟件和仿真軟件是由VB開發的。當LCD進入組狀態后，發送請求組態信號。組態軟件檢測LCD的站號，并向相應的LCD發出組態初始化信息包。LCD發出組態初始化信息包。LCD接收到組態軟件開發的數據包并發出回答信息包。組態軟件依次把中文內碼和單位傳送到LCD。
結語
采用P89LPC932芯片實現了具有組態功能的LCD顯示。系統硬件電路簡單，易于根據用戶和系統的需要設置顯示的項目和個數，實現了對AI、AO、DI、DO和運行參數的顯示和修改。
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