基于ADSP-BF561实现LCD显示界面控制系统的设计

某控制信号处理系统中，选用ADSP-BF561作为主控机，外接键盘，LCD显示屏，标准RS232接口，实时时钟等，通过DSP编程来实现对各个功能模块控制，同时产生多路数字IO信号。该控制系统还包括电源、时钟、CPLD、FLASH，JTAG调试器、复位电路等基本组成部分，系统框图如图1所示。

图1 基于ADSP-BF561控制信号处理系统框图

系统电源模块选用TPS54350来实现，外围电路不同RC值，可以构成不同输出电压，这里需要产生是5V、3.3V、1.25V三种电压。时钟电路由48MHz晶振电路来实现，其输出作为DSP外围时钟和CPLD时钟。FLASH用于存储用户应用程序，JTAG调试口在DSP电路设计中也是必不可少。后面对各个部分一一介绍，特别是对复位电路，数字IO信号产生，以及RS232接口进行详细介绍。

1.键盘

键盘选用是4×4扫描键盘，如图1所示，由BlackfinGPIO接口PF5～PF12来实现。其中，KEY_GP3～KEY_GP0为行线输入端，初始化为带上拉电阻输入口，中断使能（下降沿触发）；KEY_GP7～KEY_GP4为列线输出端，初始化为输出低电平。键盘扫描方法同常规扫描键盘方法相同。

图 1 扫描键盘结构图

2. LCD显示屏

LCD显示屏采用320x240LCD液晶模块。320x240液晶模块配用sed1335驱动接口板，sed1335驱动接口板上配用32KRAM。LCD除了读写信号线由Blackfin读写信号来控制以外， 8位数据线由Blackfin低8位数据线锁存输出，以及其使能信号由BlackfinAMS3控制，LCD地址分配为0x2C000000。电路连接如图2所示。在对LCD进行控制时，除了要建立在LCD上显示汉字和英文字库以外，还要编写对sed1335底层驱动程序。这可以在LCD自带驱动程序基础上，进行代码移植，把它改写成适合BF561DSP程序。

图 2 LCD连接示意图

3.实时时钟

控制系统实时时钟选用了芯片DS1337来实现。DS1337是一个低功耗串行实时时钟芯片，它有24h/12h制两种模式，它可以输出年、月、日、分、时、秒形式。它采用I2C协议，BlackfinPF0和PF1作为I2CCLK和DATA，而PF3作为实时时钟中断FLAG，其电路连接示意图如图3所示。

图3 实时时钟电路连接示意图

4.复位电路

为了保证DSP在上电或按下复位键时能可靠复位，一般加一个复位延时电路，选用MAX708S来完成，如图4所示。

图4 复位电路

在上电过程中，RESET信号会在VCC达到稳定电压后一段时间内（约200ms）保持为高，然后再变低。 信号为RESET“NOT”，即 会相对VCC延时一段时间后再变高，如图5所示。这样，在DSP各电源电压已稳定情况下，DSP复位信号仍为低有效，就可以保证DSP正常复位。

图5 上电过程中 信号

在上电以后，如果手动按下开关，使得MR上信号由高→低→高，产生一个低脉冲，这时， 管脚上也会输出一个低脉冲，只是其低电平持续时间比MR上低电平持续时间长200ms左右，以保证DSP复位可靠完成，如图6所示。

图6 手动复位时 信号

5. 数字IO信号产生

在该控制系统中，要求产生8路数字IO信号。如果把这8路数字IO信号看成一个8bit数，则需产生一个有限长度非方波编码信号，如下图所示。在T0时刻需要产生数字IO信号为STAT0，比如说10010101；在在T1时刻需要产生STAT1，…，在Tn时刻需要产生STATn，而且T0可能不等于T1或Tn，STAT状态也各不相同。

图7数字IO信号状态

这里选用BF561看门狗定时器（Watchdog Timer）来实现。在看门狗定时器操作中，先将计数值写入寄存器WDOG_CNT中，然后看门狗定时器自动将WDOG_CNT值写入寄存器WDOG_STAT。接着通过寄存器WDOG_CTL使能Watchdog Timer，看门狗定时器开始计数，逐次减小WDOG_STAT值，直至为0，这时预先编写程序事件就会发生。要想输出一个8bit数据，只需往某地址单元写数，对应数据线就会写出该数据。为了把该数据保持一段时间（Tx长度），还需使用锁存器将该数据锁住。所以在BF561DSP程序中先定义了数字IO信号对应中断事件，且中断优先级较高，这是为了保证定时精确度，防止别事件干扰。

register_handler（ik_ivg9， DIO_WDOGA_ISR）;

然后在中断事件里，把当前要写入数据写到某地址单元上，然后使能Watchdog Timer，再将定时器值写入WDOG_CNT中。定时器计数是以sclk为基准，程序代码如下：

*pDIO_Data_Port = codes;

*pWDOGA_CTL =DISABLE_WDOG;

*pWDOGA_CTL |=WDOG_EXPIRED_BIT;

*pWDOGA_CNT =times;

*pWDOGA_CTL = ENABLE_GPI;

codes和times就是当前要产生数字IO编码和长度。由于是一系列编码，可以用数组索引形式，将当前值写入。而我们事先定义DIO_Data_Port地址为0x24000000，这对应BF561AMS1地址空间，所以用AMS1作为锁存器使能信号，将数据线上数据通过锁存器以后再输出，如下图所示

图8 数字IO锁存器

6．标准RS232接口

为了让控制系统与计算机之间可以进行数据相互传递，系统采用MAX3232芯片来实现，如图9所示：

图9 BF561与计算机之间串口通信框图

BF561UART遵循异步串行通信协议，包括：5－8个数据位；1、11/2、2个停止位；有/无奇偶检验。而波特率满足

其中，SCLK是DSP系统时钟频率，Divisor值介于1～65536，可以由timer寄存器相应值得到，满足关系式

在BF561初始化设置中，将UART设为8bit数据模式，同时将Timer2设置为WDTH_CAP模式，用Timer2去捕获串口数据变化率，而Timer2位于TMRS8寄存器里，程序初始化代码如下：

*pUART_LCR = WLS（8）;

*pUART_MCR = LOOP_ENA;

*pTMRS8_DISABLE = TIMDIS2;

*pTMRS8_STATUS = TRUN2 | TOVL_ERR2 | TIMIL2;

*pTIMER2_CONFIG = TIN_SEL | IRQ_ENA | PERIOD_CNT | WDTH_CAP;

*pTMRS8_ENABLE = TIMEN2;

*pUART_GCTL = UCEN;

在程序一开始，就会按照初始化设置进行自动波特率检测。当有字符输入时，timer会测量连续2次下降沿宽度，并返回到timer所对应period寄存器里。比如说，如果发送”@”（0x40h）作为自动波特率检测，发送时包括起始位，总共为8bit，如图10所示。

图10 自动波特率检测字符”@”（0x40h）

此处period大小如上图所示，捕获UART bits为8位，所以得到

再根据波特率公式，就可以求得波特率大小。此段程序代码如下：

Period = *pTIMER2_PERIOD; //返回period值

Divisor = Period 》》 7; //右移7bit就相当于除以16×8

BaudRate = SYSCLK/16/divisor; //得到波特率

结论

整个控制系统是以LCD显示界面为基础，按提示进行相应键盘操作。经过测试，该系统各部分工作正常，无相互干扰现象。实时时钟定时精确，可以达到秒级。数字IO输出波形编码无乱码，定时精度可达毫秒级。RS232接口传输数据时，以高达115200bit/s波特率传输，误码率小于5%。该控制系统已成功应用于某雷达系统控制子系统。

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