基于ARM7微處理器LPC2138實(shí)現(xiàn)OLED顯示器的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

ARM處理器憑借其強(qiáng)大的功能、極低的功耗、較小的封裝廣泛應(yīng)用于門禁、無線抄表、智能溫控等小型系統(tǒng)中，在這些系統(tǒng)中人機(jī)交互界面一般由LCD完成，但是通常LCD在顯示亮度、環(huán)境適應(yīng)等方面存在缺陷，所以越來越多新技術(shù)新產(chǎn)品逐漸出現(xiàn)，OLED就是一種。本文介紹了一種基于OLED的顯示器VGS12864E的結(jié)構(gòu)原理，給出了其在ARM7微處理器LPC2138系統(tǒng)應(yīng)用中的硬件連接和具體程序設(shè)計(jì)。

系統(tǒng)簡(jiǎn)述

LPC2138簡(jiǎn)介

LPC2138是基于支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤的32/16 位ARM7TDMI-S CPU 的微控制器，帶有512 KB高速Flash和32KB的SRAM。128位寬度的存儲(chǔ)器接口和獨(dú)特的加速結(jié)構(gòu)使32 位代碼能夠在最大時(shí)鐘速率下運(yùn)行。對(duì)代碼規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用可使用16 位Thumb模式將代碼規(guī)模降低超過30%，而性能的損失卻很小。

LPC2138內(nèi)含2個(gè)32位定時(shí)器、2個(gè)10位8路ADC、10位DAC、PWM通道和47個(gè)GPIO以及多達(dá)9個(gè)邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷，它還具有多個(gè)串口，包括2個(gè)16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UART、2個(gè)高速I 2 C接口（400kbit/s）、SPITM和SSP（具有緩沖功能，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可變）。

較小的封裝和極低的功耗使LPC2138可理想地用于工業(yè)控制和醫(yī)療等小型系統(tǒng)中，如訪問控制和POS機(jī)、通信網(wǎng)關(guān)、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、軟modem、聲音辨別和低端成像等等。

VGS12864E結(jié)構(gòu)原理

VGS12864E是128列×64行點(diǎn)陣單色OLED圖形字符顯示模塊，由于其采用有機(jī)發(fā)光技術(shù)，無需背光源，所以與傳統(tǒng)LCD相比在陽(yáng)光照射下更能呈現(xiàn)清晰的圖像和數(shù)據(jù)，另外它還具有高亮度、高對(duì)比度、寬視角、低驅(qū)動(dòng)電壓和高發(fā)光效率等優(yōu)越的特性，較寬的溫度范圍（存儲(chǔ)溫度：？30℃“80℃，工作溫度：？20℃”70℃）也能適應(yīng)更惡劣的環(huán)境。

VGS12864E使用兩片列驅(qū)動(dòng)控制器，分別驅(qū)動(dòng)1-64列和65-128列和一片有64行輸出的行驅(qū)動(dòng)器，內(nèi)藏64×64顯示數(shù)據(jù)RAM，RAM中每位數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)屏上一個(gè)點(diǎn)的亮、暗，其結(jié)構(gòu)如圖1所示：它把一個(gè)半屏分成了按行的八頁(yè)，因?yàn)槊總€(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)按低位（LSB）在上，高 位（MSB）在下的結(jié)構(gòu)排列，所以在提取字庫(kù)的時(shí)候，需要設(shè)置取字模的方式為：縱向取模，字節(jié)倒序。

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

VGS12864E共有20個(gè)引腳，功能定義如表2，它與LPC2138的連接如圖2所示。盡管LPC2138的I/O口可以承受5V的輸入電壓，但是其輸出的高電平電壓不能驅(qū)動(dòng)VGS12864，所以在它們中間需要加一個(gè)電平轉(zhuǎn)換芯片。本系統(tǒng)電平轉(zhuǎn)換采用IDT74FCT164245T芯片，它是基于高速CMOS技術(shù)的16位3.3V到5V的雙向轉(zhuǎn)換口（其中P1.28口負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)方向的控制）。

程序設(shè)計(jì)

對(duì)VGS12864E的各種操作都是通過其指令系統(tǒng)完成的，通過控制腳的高低電平和數(shù)據(jù)口的數(shù)據(jù)來完成各種操作。顯示時(shí)一般需要設(shè)置列地址和頁(yè)地址，然后進(jìn)行相應(yīng)的讀寫操作（在寫操作前都要讀“忙”狀態(tài)），最后根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的循環(huán)。在同頁(yè)內(nèi)，列地址在執(zhí)行完讀寫操作后自動(dòng)加一。

本文程序有如下宏定義：

#define uint32 unsigned int

#define uint16 unsigned short

#define uchar unsigned char

#define DIS_DIR 1讀“忙”狀子程序

在對(duì)VGS12864E的各種寫操作執(zhí)行之前都需要進(jìn)行讀“忙”操作，防止在“忙”狀態(tài)下“寫”操作的不正確執(zhí)行，程序代碼如下：

void read_status（）

{ uchar busy;

uchar temp;

IOCLR0 = DIS_DI; //選擇“指令”寄存器

IOSET0 = DIS_RW; //選擇“讀”操作

IOCLR1 = DIS_DIR; //控制電平轉(zhuǎn)換方向

do

{ IOPIN0 = （IOPIN0 & 0xFFFFFF00） | 0xff;

IOSET0 = DIS_E;

busy=（IOPIN0 & 0xff）;

IOCLR0 = DIS_E; //使能操作

temp=busy & 0x80;

}while（temp！=0）; //忙則繼續(xù)循環(huán)

IOSET1 = DIS_DIR; //控制電平轉(zhuǎn)換方向

}

寫指令子程序

// 對(duì)左半屏寫指令操作，右半屏操作只需要改變片選電平（DIS_CS1、DIS_CS2）

void wr_command1（）

{

IOCLR1 = DIS_CS1; //選擇左半屏

IOSET0 = DIS_CS2;

read_status（）; //讀“忙”狀態(tài)

IOSET0 = DIS_DI; //選擇“寫”操作

IOCLR0 = DIS_RW; //選擇“指令”寄存器

IOPIN0 = （IOPIN0 & 0xFFFFFF00） | com; //送指令

IOSET0 = DIS_E; //使能操作

IOCLR0 = DIS_E;

}

寫數(shù)據(jù)子程序

//對(duì)左半屏寫數(shù)據(jù)操作，右半屏操作只需要改變片選電平（DIS_CS1、DIS_CS2）

void wr_data1（）

{

IOCLR1 = DIS_CS1; //選擇左半屏

IOSET0 = DIS_CS2;

read_status（）; //讀“忙”狀態(tài)

IOSET0 = DIS_DI; //選擇“寫”操作

IOCLR0 = DIS_RW; //選擇“數(shù)據(jù)”寄存器

IOPIN0 = （IOPIN0 & 0xFFFFFF00） | dat;//送數(shù)據(jù)

IOSET0 = DIS_E; //使能操作

IOCLR0 = DIS_E;

}

其他子程序

//OLED初始化子程序

void init_OLED（）

{

com =0xc0; //第“0”行開始顯示

wr_command1（）;

wr_command2（）;

com =0x3f; //打開OLED顯示

wr_command1（）;

wr_command2（）;

}

//清屏程序

void clear_prog（void）

{

for（i=0;idat=0x00;

wr_data1（）;//寫RAM都為0，這樣完成清屏

}

}

}

//漢字顯示標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)：把屏幕分成0，1，2，3四行和64列進(jìn)行漢字的顯示，每個(gè)漢字占兩//行，字庫(kù)數(shù)據(jù)通過指針進(jìn)行傳遞

void display（uchar hang，uchar lie，uchar *p_dis_data）

{

for（page=hang;page}

結(jié)束語(yǔ)

VGS12864E使用簡(jiǎn)單，而且相對(duì)LCD可以適應(yīng)惡劣的環(huán)境，所以在工業(yè)控制、軍事等方面都有廣泛應(yīng)用。由于需要通過字模軟件設(shè)計(jì)界面，增強(qiáng)設(shè)計(jì)靈活性的同時(shí)也提高了設(shè)計(jì)復(fù)雜界面的難度，而且生成字庫(kù)需要占用大量存儲(chǔ)空間。而LPC2138是基于ARM7核心的微控制器，配合VGS12864E可以組成非常通用的小型顯示控制系統(tǒng)。

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