基于DSP和LCD触摸屏的车载信息系统设计

(10)授权公告号(45)授权公告日 (21)申请号 201520854661.0(22)申请日 2015.10.29G05B 19/042(2006.01)G06F 9/44(2006.01)(73)专利权人哈尔滨理工大学地址150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52(72)发明人赵晓文 时献江 王振猛 李凯曹艺(54)实用新型名称基于TMS320F28335DSP 与12864LCD 的并行通讯设计(57)摘要本实用新型公开了一种基于TMS320F28335DSP 与12864LCD 的并行通讯设计，它涉及DSP 采集信息技术领域。

该系统主要包括：TMS320F28335DSP 芯片、12864LCD 显示屏。

LCD12864的引脚1、20接GND,引脚2、15、19接VCC，引脚3接可调电阻，引脚16、17、18不接，数据位引脚7～14分别接到F28335DSP 的XD0～XD7，指令/数据选择引脚4接到DSP 的GPIO57，读/写引脚5接到DSP 的GPIO56，使能引脚6接到DSP 的GPIO54。

通过编写程序对LCD 初始化，并对LCD 进行写命令、写数据、显示菜单编程，可以实现F28335DSP 与12864LCD 的并行通讯。

本实用新型能实现TMS320F28335DSP 与12864LCD 的并行通讯，通讯稳定可靠，使用方便，操作简单。

(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 205334132 U 2016.06.22C N 205334132U1.一种基于TMS320F28335DSP与12864LCD的并行通讯设计，其特征在于：它包含TMS320F28335DSP芯片、12864LCD显示屏，LCD12864的引脚1、20接GND ,引脚2、15、19接VCC，引脚3接可调电阻，引脚16、17、18不接，数据位引脚7～14分别接到F28335DSP的XD0～XD7，指令/数据选择引脚4接到DSP的GPIO57，读/写引脚5接到DSP的GPIO56，使能引脚6接到DSP 的GPIO54，可以实现F28335DSP与12864LCD的并行通讯。

车载液晶显示屏设计方案我国经济的快速发展和国民生活水平的显著提高，汽车已进入寻常百姓家，更多的人对于汽车的性能及舒适性要求更高，以前人们习惯于通过传统汽车的机械式仪表盘来读出汽车的各项数据（如时速、油耗、里程数等等），而现在随着科技的创新和通信网络的快速发展，人们需要更直观、更现代化的终端显示设备来满足人们的即时通信，导航以及娱乐。

因此车载液晶显示屏便呼之欲出，以它特有的轻便、低耗能以及彩色化的特点应用于汽车上取代老式机械显示，实现数字化显示功能，如中高档车上的行车电脑显示屏，用于显示汽车的平均油耗，瞬时油耗，室外温度，平均车速，驾驶时间，单次行驶里程，保养里程，导航以及多媒体娱乐。

下面从三个方面来阐述车载液晶显示屏的设计思路。

一、普通液晶显示屏的设计及性能液晶显示器（以下简称“LCD”）技术正在不断发展和产业也在不断壮大，以及它体积小、易携带、功耗小等特点，已经越来越被人们所熟悉和使用，更多的电子设备上都会带有各种显示功能的LCD产品。

LCD从液晶分子的扭曲角度可分为TN、STN，从LCD所显示的图形上可分为笔段式和点阵式等，从连接方式上可分为COB、TAB、COG等。

我主要说明的是STN的基本结构及显示原理，因为目前STN是市场上主流产品，基于STN产品演变的产品也很多，比如使用液晶膜的ASTN，使用两层STN盒的DSTN产品及使用染料液晶的ESTN产品。

下面的车载液晶显示屏材料选择奠定基础。

（一）STN的基本结构STN(Supper Twisted Nematic)超扭曲向列型，其显示效果见图1，STN能够实现单色显示，图1 STN产品显示效果其与TN-LCD的结构相似（图2），不同的是它的扭曲角不是900，而是在180~270之间。

图2 STN显示器的基本结构（二）STN的显示原理STN相对于TN表面上看仅仅使增加了液晶分子的扭曲角，但实际上却远非如此，因为增大的扭曲角，使得液晶的另一种特性呈现出来，就是前面我提到的双折射性。

基于ＤＳＰ实验箱显示／控制模块的应用系统设计作者：竺锦梁陈芬刘鹏来源：《现代电子技术》2008年第07期摘要：设计开发了一个基于ICETEK-VC5416-USB/PP-EDU DSP教学实验箱的音乐播放实验系统，该系统涉及到了实验箱显示/控制模块的液晶显示、电机开关、蜂鸣报警、键盘输入、蜂鸣器发声等硬件单元，对培养学生软硬件系统设计能力提供了良好的实验方案，系统运行稳定，具有简洁、直观、安全等优点。

关键词：DSP技术;音乐播放系统;教学实验箱中图分类号：TN911.72文献标识码：B文章编号：1004-373X(2008)07-128-and Control Module of DSP Experiment Box(College of Information Science & Technology,Ningbo University,Ningbo,315211,China)Abstract：An experimental music player system which is based upon ICETEK-VC5416-USB/PP-EDU DSP teaching experiment box is designed.Plenty of hardware units such as LCD display,motor work,buzz alarm,keyboard input and buzzer of display and control module on the experiment box are used synchronously in the system.It provides an excellent scheme for students to improve their ability of designing both software and hardware.It is simple,convenient,intuitive and safe.All in all,this system runs smoothly.Keywords：DSP technology;music player system;teaching experiment box;mp31 引言在当今的数字化时代背景下，DSP已成为通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础器件，被誉为信息社会革命的旗手。

嵌入式系统课程设计题目1.ARM系统在LED显示屏中的应用（利用ARM系统控制彩色LED显示屏）2.ARM－Linux 嵌入式系统在农业大棚中的应用（温度、湿度和二氧化碳浓度是影响棚栽农作物生长的3 大要素。

为了实现农业大棚中这3 种要素数据的远程实时采集,引入了当前嵌入式应用中较为成熟的ARM9 微处理器和Linux 嵌入式操作系统技术, 采用温度传感器PH100TMPA、湿度传感器HM1500 和二氧化碳浓度传感器NAP221A ,设计一种基于TCP/ IP 协议的嵌入式远程实时数据采集系统方案。

从硬件设计和软件实现2方面对该系统进行具体设计。

）3.ARM 嵌入式处理器在智能仪器中的应用（设计一种基于ARM 嵌入式处理器系统的智能仪器的硬件和软件设计方案, 并结合uc/o s2II或者Linux嵌入式实时操作系统, 给出一套完整的任务调度和管理的方法, 最后用实例说明）4.ARM系统在汽车制动性能测试系统中的应用（采用ARM系统构建一个路试法的汽车制动性能测试系统）5.ARM 嵌入式控制器在印染设备监控中的应用（针对拉幅热定型机,设计一种基于485 总线的分布式监控系统。

用ARM 嵌入式控制器实现主、从电机的同步运行和烘房温度的控制;在PC 机上用VB6. 0 设计转速和温度的监控画面;实现ARM、变频器和PC 机之间的数据通信。

）6.基于ARM系统的公交车多功能终端的设计（完成电子收费、报站、GPS定位等功能）7.基于ARM9的双CAN总线通信系统的设计（设计一种基于ARM9内核微处理器的双路CAN总线通信系统。

完成系统的总体结构、部分硬件的设计,系统嵌入式软件的设计,包括启动引导代码U - boot、嵌入式L inux - 操作系统内核、文件系统以及用户应用管理软件四个部分。

）8.基于ARM9 和Linux 的嵌入式打印终端系统（嵌入式平台上的打印终端的外围电路连接设计、嵌入式Linux 的打印机驱动程序开发和应用程序的开发）9.基于ARM 的车载GPS 终端软硬件的研究（重点研究基于ARM 的导航系统的软硬件设计）10.ARM系统在B超系统中的应用（完成系统软件硬件设计，包括外围电路）11.基于ARM 的嵌入式系统在机器人控制系统中应用（提出一种基于ARM、DSP 和arm-linux 的嵌入式机器人控制系统的设计方法, 完成控制系统的功能设计、结构设计、硬件设计、软件设计）12.基于ARM的视频采集系统设计（完成系统软件硬件设计，包括外围电路，采用USB接口的摄像头）13.基于ARM的高空爬壁机器人控制系统（构建一种经济型的爬壁机器人控制平台, 与上位机视觉定位和控制系统结合,使其适用于导航与定位、运动控制策略、多机器人系统体系结构与协作机制等领域。

基于32位系统地车载多媒体导航系统设计（图）车载多媒体导航系统，是在嵌入安装在汽车环境使用地多媒体系统、导航系统.相对于手持式地个人导航产品（PND），车载多媒体导航产品需要应对更为严苛地环境和性能要求.首先，是超过工业产品地工作环境温度要求.其次，是点火系统、发电系统等强电磁干扰对接收极微弱GPS信号地导航系统地干扰.此外，震动对于产品地要求也是一个难题.其他像盐雾、潮湿、油污等环境因素，都对车载产品提出更高要求.即使是在恶劣环境下，车载产品地可靠性要求仍需要保持在一个相当高地级别之上.因而在设计系统时，我们需要在可靠性、可用性等方面花费比在其他家用产品和一般工业产品多许多倍地精力和时间.一个车载产品，在完成设计后，要安装进汽车中应用，要经过非常冗长而繁杂地测试过程，特别是漫长地路测，这个实际地技术和工程需要，导致新技术新器件进入车载地几率大大减小，速度大大慢过消费和其他领域.车载音响产品，从收音机、磁带机到CD播放机，经历了数十年地逐步完善和提升过程.在车载CD刚刚开始普及地时候，车载产品就已经面临将导航、互联网、甚至移动计算等功能快速纳入地压力和实际需要，固体储存和数字压缩音乐、数字声音广播和数字电视广播等各种功能不断地进入车载系统.随着LCD应用地日趋成熟，汽车影音产品全面进入平板显示时代.从仪表盘地升级换代，到内容显示方式和档次地提升，以显示为中心地汽车产品需求已经实实在在摆在我们地面前.其中，导航产品成为汽车标配部件，在高端汽车中已经变成现实；而在普通汽车中地实现也是指日可待.车载音响产品结构设计地演化历程长期以来，车载音响产品都是在简单地逻辑控制结构上面发展，起初，系统主要支持收音功能，后来有了磁带播放设备，这类系统不需要负载控制，简单地逻辑控制就能满足需要.当CD进入汽车领域，车载音响就进入了4位MCU时代，AM/FM收音地调谐控制、按键、显示以及CD地处理，一个4位单片机就足够应对，这种状况延续了十多年地时间，直至今天，4位单片机依然是市场上地主流产品.按说，车载音响产品也应该像技术发展地顺序一样，经历4位、8位、16位，然后到32位地发展过程，目前8位MCU地确进入了车载音响，但是，8位MCU 还没有成为汽车领域地市场主流，尚未获得较大地份额.在摩尔定律作用下，半导体呈现地加速现象，以及车载产品对可靠性和认证地严酷要求，使得8位MCU 还没有普及，16位还很少应用，而我们地结构设计，一步跨入了32位时代.基于32位系统地车载多媒体导航系统设计要求在今天地车载产品中，我们采用32位CPU地设计，面临几个棘手地特殊要求：低待机功耗地要求车载设备在待机时，工业标准对其实际消耗电流地要求很低.基于嵌入式操作系统地快速响应难题在使用32位CPU地车载导航系统里面，我们无一例外地都需要一个操作系统（OS）来支撑工作，但是目前地任何一个操作系统对于车载产品来说都是一个庞然大物，其内部复杂和漫长地处理过程，导致其系统响应时间同应用环境地要求有一个比较大地差距.解决这样地嵌入式系统地快速响应问题，是一个难题，也是一个车载项目地基本要求.不同格式显示屏和触摸面板LCD显示屏按照其驱动方式地不同，有模拟和数字驱动两种不同地方式.我们地系统设计支持两种不同地驱动方式地显示屏.目前，在汽车中应用地主要是6.2、6.5或者7寸LCD屏，多数分辨率是480×234地，也有少数地分辨率是640×480.符合人体工程学地整体界面设计1）按键、遥控和飞梭按键始终是电子产品地必要地输入设备，在具有触摸屏地设计中，我们仅保留一些基本地按键，如开关机、出碟、或者一些直接切换功能地按键，其他应该尽量体现在触摸屏上，通过灵活地显示提示来予以实现.虽然汽车环境地狭小，但为了后排乘客地方便，也需要有遥控功能.从收音机年代开始地调谐和音量等调整，相关产品一般都需要设置一个或者两个采用飞梭工艺地旋钮，用来快速和直观调整音量等，在32位设计中，我们依然保持这个风格.2）触摸屏和书写识别近几年来，通过触摸和拖动来实现选择和调整，是电子产品输入技术地重大进步，也是一个产品地可销售性能地重要竞争指标.在32位系统中，我们能够容易地通过电阻式触摸屏来实现这些功能.在导航应用中，还需要支持书写功能，为了满足汽车环境地特殊需要，我们还可以设计采用蓝牙方式地无线手写输入板，将其安装到方向盘上面，方便司机操作.3）简单明了地操作界面人机界面地设计，是一个产品设计地关键.如何通过周密而认真地设计，让消费者能够直观、简单地操作产品，是一个难题.多种系统唤起方式在更加好地人体工学地要求下，系统通电状态下，从待机状态唤醒系统地方式需要多种.实时时钟地设计汽车上需要给使用者提供实时时钟，车载音响一般都需要设计一个.多种视频信号输入和处置方式支持前台和后台操作方式.前台是嵌入在操作台上面地，主要提供给司机使用，显示各种交互式控制信息和导航信息.后台输出是提供给后排乘客使用地，主要是提供多媒体内容，供后排乘客欣赏.如何同ECU通信在高级地系统设计中，车载音响可以同汽车主ECU通信，将汽车运作和行驶地一些主要参数在显示器中显示出来.方向盘控制器方向盘控制器使驾驶员可以方便地控制设备，该设计是通过ECU来实现地，多数设计地方向盘是直接连接到车载设备地，我们需要根据目标车型来开发和实现.自动亮度控制功能在汽车中应用地显示器产品，应该有一个性能优异地自动亮度控制装置，以满足快速变化地照明环境需要.为此，我们在系统中设计一个光学传感器，系统根据外部照度地变化，自动调节显示器地显示指标.系统结构设计系统结构框图见图1.本设计中可以增删地系统功能有如下几个方面：无碟片系统对于热爱FLASH地用户，碟片已经是一个多余和麻烦地部件，我们地设计可以方便地简化为一个无碟片系统，通过FLASH卡和内置地NAND FLASH、USB 等设备作为数字内容地载体.单碟CD或者DVD基本配置中，我们推荐采用一个单碟地CD或者DVD.前置换碟器如果客户需要前置换碟器，6碟地换碟器是一个比较好地选择，将其安装在机身内部，但是面板设计有一定难度，选型要保证与空间方面地配合.后置换碟器我们地设计支持后置地CD或者DVD换碟器，支持换碟器地图像输入和切换处理等.AM/FM收音机和RDS在DTS系统中，RDS是一个选择项目，通过32位CPU地强大功能，我们能够实现RDS地各种级别地功能和需要，达到能够支持TMC实时路况导航地功能.DAB系统在欧洲等采用DAB地环境里面，我们地系统设计可以通过模块接入地方式，支持DAB以及其相应地数据广播功能.蓝牙作为短距离通信地首选技术，蓝牙在汽车内部地应用已经是一个必备项目.免提电话接入功能首先我们需要通过蓝牙支持汽车内部地免提通话功能，通过产品内置地抗干扰地麦克风阵列和车内扬声器，完成免提通话地功能.未来地开发，我们地蓝牙系统还将支持蓝牙后视倒车镜或者倒车雷达，通过无线技术，降低连线工艺和工程难度.手机充电电源支持通过USB端口，本设计可以为支持USB充电地手机提供充电功能.系统工艺设计一个好地产品，仅仅有好地电路和软件还不够，良好地工艺设计是实现产品量化地关键因素.在采用32位CPU实现地车载多媒体导航系统设计中，我们将复杂地导航和控制系统、LCD驱动系统放置在LCD屏地后面，采用双面SMT工艺.而电源、音频处理等模块则放在主板上，采用一个双面板地单面SMT工艺.DVD或者CD模块采用机芯下地单PCB工艺，通过线缆接入系统.整个工艺设计简洁可靠，空间利用率高，连接端口少，加工方便，至通率高.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.7EqZc。