基于PROTEUS技術(shù)的ARM7顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真實(shí)現(xiàn)

0 引言
    隨著科技的發(fā)展，ARM在社會(huì)各個(gè)方面的應(yīng)用越來越廣。ARM芯片廣泛應(yīng)用于無線產(chǎn)品、PDA、GPS、網(wǎng)絡(luò)、消費(fèi)電子產(chǎn)品、STB及智能卡。LPC2138是Philips公司生產(chǎn)的基于ARM7TDMI的RISC微處理器，主頻可達(dá)50MHz。液晶顯示是嵌入式系統(tǒng)中反映系統(tǒng)輸入／輸出的人機(jī)交互界面，液晶顯示以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、模塊化，接口電路簡單等諸多優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。本文在介紹以HD44780為控制器的LM 016L液晶模塊的引腳結(jié)構(gòu)、功能的基礎(chǔ)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(jìn)行功能仿真。

1 液晶模塊結(jié)構(gòu)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(qiáng)的指令集，可以實(shí)現(xiàn)字符移動(dòng)、閃爍等功能。HD44780控制器由兩個(gè)8位寄存器、指令寄存器(IR)和數(shù)據(jù)寄存器(DR)、忙標(biāo)志(BF)、顯示數(shù)據(jù)RAM(DDRAM)、字符發(fā)生器ROM(CGROM)、字符發(fā)生器RAM(CGRAM)、地址計(jì)數(shù)器(AC)構(gòu)成。IR用于寄存指令碼，只能寫入不能讀出；DR用于寄存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動(dòng)寫入DDRAM和CGRAM，或者暫存從DDRAM和CGRAM讀出的數(shù)據(jù)。BF為1時(shí)，液晶模塊處于內(nèi)部處理模式，不響應(yīng)外部操作指令和接受數(shù)據(jù)。DDRAM用來存儲(chǔ)顯示的字符，能存儲(chǔ)80個(gè)字符碼。CGROM由8位字符碼生成5 x 7點(diǎn)陣字符160種和5×10點(diǎn)陣字符32種，8位字符編碼和字符的對(duì)應(yīng)關(guān)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(gè)5×7點(diǎn)陣字符或者4個(gè)5×10點(diǎn)陣字符。AC可以存儲(chǔ)DDRAM和CGRAM地址，如果地址碼隨指令寫入IR，則IR自動(dòng)把地址碼裝入AC，同時(shí)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(shè)計(jì)
    運(yùn)行Proteus ISIS 7進(jìn)入設(shè)計(jì)界面，依照?qǐng)D1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(shù)據(jù)的輸出端，P0．8、P0．9、P0．10作為控制信號(hào)的輸出端，連接完成的電路如圖l所示。

[!--empirenews.page--]

2．2 軟件設(shè)計(jì)
    電路圖繪制好之后，就可以編寫LM016L的驅(qū)動(dòng)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(shù)據(jù)，所以對(duì)液晶操作主要是寫指令和寫數(shù)據(jù)兩個(gè)寫操作，對(duì)于忙標(biāo)志(BF)，查詢的方法，保證液晶模塊有足夠時(shí)間進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)處理。在寫源程序時(shí)，需要根據(jù)液晶模塊的時(shí)序圖編寫程序。LM016L的時(shí)序如圖2所示。

    根據(jù)電路圖1定義引腳：RS BIT P0．8；RW BIT P0．9；LCD E BIT PO．10。
    本設(shè)計(jì)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(shù)據(jù)傳輸3部分。下面就將結(jié)合程序源代碼略加說明：
[!--empirenews.page--]

    用keil軟件編譯后生成HEX文件，在Proteus中打開lpc2138芯片屬性對(duì)話框，將生成的HEX文件加載進(jìn)去，再進(jìn)行仿真運(yùn)行就可以看到圖3的結(jié)果，說明設(shè)計(jì)成功。

3 結(jié)束語
    利用Proteus實(shí)現(xiàn)了對(duì)ARM7+LM016L液晶模塊的仿真，實(shí)現(xiàn)了字符串的顯示。Proteus為ARM學(xué)習(xí)提供了很好的軟件平臺(tái)，使初學(xué)者可以拋開電路設(shè)計(jì)中的一些細(xì)枝末節(jié)，快速掌握ARM的核心內(nèi)容。同時(shí)該方法不需要硬件資源，也為學(xué)校開設(shè)ARM課程闖出一條最佳途徑。