基于ＳＴＭ３２在液晶显示模块上设计的研究 韩永刚 （精电（河源）显示技术有限公司，广东河源，５１７０００） 摘要：以ＳＴＭ３２ＦｌＯ３Ｃ８Ｔ６为例介绍了ＳＴＭ３２系列ＭＣＵ在工业控制中的系统设计，以低功耗，易开发，高性能，低成本为特点，通 过硬件接口的设计，程序编写来制作一个简单的工业控制系统，包含了对ＬＣＤ控制器的控制，环境温度的监控，声控电路的实 现，在工业控制及仪器仪表，消费品研发中可以参考使用。 关键词：ＳＴＭ３２；工业控制：液晶显示模块；低功耗 Ｂａｓｅ ｏｎ ＳＴＭ３２ ＭＣＵ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｄｒｉｖｅ ｏｎ ＬＣＤ ｍｏｄｕｌｅ Ｈａｎ Ｙｏｎｇｇａｎｇ （Ｖａｒｉｔｒｏｎｉｘ Ｇｒｏｕｐ ｃｏ．，ＬＴＤ．，Ｈｅｙｕａｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，５１７０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ ｗａｙ ｏｆ ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ ＳＴＭ３２Ｆ１０１Ｃ８Ｔ６ ＳＴＭ３２ ｓｅｒｉｅｓ ＭＣＵ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉ— ａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｉｔｈ ａ ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｅａｓｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｌｏｗ ｃｏｓｔ ａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ａｎｄ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｔｏ ｃｒｅａｔｅ ａ ｓｉｍｐｌｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ＬＣＤ ｃｏｎｔｒｏｌ１ｅｒ ＵＣ１６９８ｕ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ａｃｏｕｓｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｍ— ｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ｃｏｎｓｕｍｅｒ ｃａｎ ｒｅｆｅｒ ｔｏ ｕｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄ：ＳＴＭ３２：Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ；ＬＣＤ ｄｉｓｐｌａｙ ｍｏｄｕｌｅ：ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ０引言 液晶显示模块为例来实现人机交换的液晶显示界面，读取当前环 实现声控功能。精电公司的ＣＯＧ—ＶＬ２０２１—０１是ＣＯＧ类型的 随着科技的发展，现代设备越来越智能化，ＬＣＤ是人机交换 境温度，中不可缺少的器件，功耗低，直观，是其主要特点，所以对ＭＣＵ 图形显示模组，用ＵＣ１６９８ｕ来做ＬＣＤ驱动，ＵＣ１６９８ｕ是ＵＬＴＲＡＣＨＩＰ 的要求也越来越高，功能强大，低功耗，高性能，易操作是最基本 公司推出的一款ＬＣＤ驱动ＩＣ，可以驱动１６Ｏｃ０擀ｌ２８ＲＧＢ Ｍａｔｒｉｘ 标准接口有１６ｂｉｔ／８ｂｉｔ ｐａｒａｌｌｅｌ ｂｕｓｅｓ（８０８０ ｏｒ ６８００）、 的要求，现在市面上常用的ＭＣＵ功耗问题比较难解决，开发复杂 显示，ｒｅ ＳＰＩ、３－ｗｉｒｅ ＳＰＩ ｓｅｒｉａｌ ｂｕｓｅｓ，使用比较方便，ＵＣ１６９８ｕ ＳＴＭ３２系列ＭＣＵ是法意半导体公司基于Ｃｏｒｔｅｘ—Ｍ３ ＣＰＵ内核的 ４－ｗｉ３２位处理器，具有杰出的功耗控制以及众多的外设，功能比较 包含必须的ｂｏｏｓｔｅｒ电路，ｂｉａｓ电路，温度补偿电路，时序产生电 ｃ控制驱动１６０＊１２８ｍａｔｒｉｘ Ｃ－ＳＴＮ模 强，使用简单，开发方便，与市面上众多的ＡＲＭ系列ＭＣＵ相比，具 路和图形数据ｍｅｍｏｒｙ。单颗Ｉ支持１２－ｂｉｔ ＲＧＢ（４Ｋ色）和１６－ｂｉｔＲＧＢ（６４Ｋ色）。 有比较高的性价比，低功耗。另外ＳＴＭ３２有复用１０口重映射功能， 组，全部引脚都可以作为中断输入，支持串口下载程序，所以在工业 控制、仪器仪表、医疗、消费品市场是不错的选择。 ３系统电路设计 我的方案采用直流３．３Ｖ稳定供电，可以采用三端稳压芯片 ＬＭ１１１７－３．３将输入电压稳定到３．３Ｖ，是通过ＳＴＭ３２做为ＭＣＵ，采 １ ＭＣＵ的选取 ６９８ｕ工作来实现ＬＣＤ显 ＳＴＭ３２ＦｌＯ１Ｃ８Ｔ６（ＬＱＦＰ４８）是ＳＴＭ３２系列中低档的一个Ｉｃ，属 用８０８０并行端口来控制ＬＣＤ驱动器ＵＣ１于中等容量基本型，芯片集成定时器，ＣＡＮ，ＡＤＣ，ＳＰＩ，Ｉ２Ｃ，ＵＳＢ， 示。因为是用ＣＳＴＮ的驱动器来驱动ＭＯＮＯ显示ＬＣＤ，所以这里我 ＲＧＢ（４Ｋ色）模式，ＳＴＭ３２和ＵＣ１６９８ｕ之间可以采 ＵＡＲＴ等多种功能，３２位基于ＡＲＭ核心的带６４字节闪存的微控制器， 选用１２－ｂｉｔ—０２是ＳＰＩ通讯方式， 有内部时钟和外部时钟可供选择，最高时钟频率达７２￣Ｈｔｚ，默认内 用多种连接方式，这里选用的ＣＯＧ—ＶＬ２０２１部８Ｍｔ］ｚ时钟，２个ＤＭＡ控制器，１个１２位模数转换器，多达８Ｏ个 而ＳＴＭ３２本身有硬件支持ＳＰＩ通讯，所以采用直接用ＳＴＭ３２自 快速１０端口，８个定时器，７个通信接口，２个Ｉ２Ｃ总线接口，２ 带的ＳＰＩ来驱动ＬＣＤ显示，背光亮度有ＭＣＵ输出ＰＷＭ信号控制。 个ＳＰＩ接口，ｌ２通道ＤｂＩＡ控制器，有较多的外设方便使用，这里 如图１所示。我们要用到的有串行外设接口（ＳＰＩ），Ｉ２Ｃ总线接口，串行ＪＴＡＧ 调试接口。ＳＴＭ３２处理器采用了ＡＲＭ公司Ｖ７的体系架构，速度 比ＡＲＭ７快１／３，功耗大约可降低Ｉ／４，也集成了分支预测，单周期 乘法，硬件除法等功能，提高了处理器的数据处理能力。 ４温度监控的设计 ＬＭ７５是ＮＸＰ公司推出的具有Ｉ２Ｃ接口的数字温度传感器芯 片，可广泛运用于系统温度管理，个人计算机，电子设备，工业控 制器等方面，我们可以通过Ｉ２Ｃ总线直接从这颗Ｉｃ中读出继存 器中的１１位二进制数据，根据公式计算，然后得出环境温度，测 ２液晶模块的选取 这里我们选用ＳＴＭ３２Ｆ１０３Ｃ８Ｔ６和精电公司的ＣＯＧ－ＶＬ２０２１－０２ 量温度在一５５度到＋１２７度，可实现０．１２５度的精度，当ＤＩＯ＝Ｏ 设计ｓ研发 时，此时测得的环境温度为正值，计算公式如下：Ｔｅｍｐ ｖａｌ— 两方面着手，祥细说明了在工业仪表上的使用方法。 ｕｅ（Ｃ）＝＋（Ｔｅｍｐ ｄａｔａ）０．１２５ Ｃ，当ＤｌＯ＝１时，此时测得的环境温度 为负值，计算公式如下：Ｔｅｍｐ ｖａｌｕｅ（Ｃ）＝（２’ｓ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｅｍｐ ｄａｔａ）０．１２５ Ｃ。这里我采用的足模拟Ｉ２ｃ通讯，读出二进度 数，并将温度 示在Ｉ ＣＤ显示屏上，可以用硬件Ｉ２Ｃ协议来实现， 也 以通过模拟Ｉ２Ｃ时序来实现，硬件连接如下图２。 ２０ｌ７．ｏ９ 挂～通翁ｔ一童图２硬件连接图 参考文献 【１】李维旋，郭强编著．液晶显示应用技术【Ｍ】．电子工业出版社． ＩＳＢＮ：９７８７５０５３４８８３７． ｆ２］Ｊｏｓｅｐｈ Ｙｉｕ．Ｔｈｅ Ｄｅｆｔ ｎｉｔｉｖｅ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ ｔｈｅ ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ—Ｍ３． ＩＳＢＮ：９７８．０—７５０６—８５３４—４． 【３】周立功．Ｃｏｒｔｅｘ．Ｍ３技术参考手册ＩＭ】．广州周立功单片机发 展有限公司． ｝｛５Ｉ １ 系统电路设汁 【４】孙林军，贺锋涛，基于ＳＴＭ３２控制液晶的接口实现 ，电视 技术，２Ｏ１３，３７（１１． ５结论 通过实验的验证，达到１ｒ预期目的，实现 灵活控制，ＳＴＭ３２ 【５】李壮辉，朱清慧。任拥伟．液晶显示应用控制系统设计与实 现【Ｊ】．液晶与显示，２Ｏ１３，２８（６）：８８９—８９４． ６】邸兴，陈贝．韩俊，基于ＳＴＭ３２的便携式人机界面系统．电 系列ＭＣＵ应用简单，操作方便，容易配置，方便开发，硬件接口简 【单，稳定性好，响应速度快，易于维护及修改。本文从软件和硬件 子设计工程，２Ｏｌ１．３（１９１，９４—９７． （上接第２８页） ４结论 本设计根据采样原理，实现了实时测试波形，极大提高了芯片 测试程序的开发速度。通过寻找跳变点确定芯片的驱动比较电压， 通过调试时间延，确保波形图更加清晰方便判断。测试结果表明， 实时测试波形采显技术的研究，可以更好的应用于芯片测试程序 的开发。 参考文献 【１１沈兰荪．高速数据采集系统的原理与应用【Ｍ】．北京．人民邮 电出版社．１９９５． 图５调试时间沿后的波形图 ‘■Ｉ 嫩忠 ０稿Ｉ Ｉ随 Ｉ２】石明江．１ＯＯＭＨｚ数字存储示波器等效采样的研究ｌＤ１．硕士 学位论文．电子科技大学．２００６． 『３】雷武虎．ＶＸＩ等效采样示波器模块的设计方法［Ｊ】．数据采集 与处理．２００１ 黻 拜■■ ——————————舻薹 甘＾触 —————————————— ｝【４】陈峰．实时信号数据采集系统的研究与设计【Ｄ１．上海交通大 ————二一显 麴ｔ蚋 ●＃蚺Ｉ● ｌＩ《｝ Ｉ 、 ％捌 、｝ 一 学．２Ｏ１０． 丽 弗蘑雅 一ｈ“● ｆｗ Ｉｊｈ”ｌ ¨ ｃ ｎ｝¨ｌ ｑ ｌ＿ ｛Ⅲ １— ｔ ＿ Ⅺ 一…一 ， 竺 Ｊ 塑 ｌ 弄－Ｉ■ ‘＾ ＾ ＾ 【５ Ｊ Ｒｏｂｉｎ Ｇ．Ｑｉｕ．ＲＦＩＤ—ｅｎａｂｌｅｄ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｆ ＇ ｌ ｌ 蛐 ｆ ∞ ｆ ， ｕＩ…ｆ“ ｏ＿‘ ｜－ 啦件■域 ＿晡 “＇ｌ ｛ Ｉ 篁＝ ～一 ～———————辅秣— —— 搿 — —— 劈— “．＾ 嚣————— ｆａｃｔｏｒｙ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｒｏｂｏｔｉｃｓ Ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ—Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｙｕｒｉｎｇ．２００７． ・ｏ＊……“ｅｎＪ ＾ ・ ‘ 一Ｉ ０ Ⅲ｛ Ｋ Ｉ＇ ＃ｈ ＿： ｍＩ ｎ 一 Ｉ ＿＾ ｎ∞… ，ｈ Ｉ§ ．＾ “～ ０ ～０…，，。‘ ∞ 口 ０ …・” ’●｛ ｌ ＿ ＾＾ ‘ ●＾ ０帆 ¨¨ｊ ０ …ｃ 幔０ １＿ ｓｈ ・： ｛ ｊ ： ０∞ｌ ∞…＊…０ｆ啦 “ ０Ｉ…ｒ ｉ“０ｌ ’・Ｉ ‘ ｂ｝ 一０ＩＢ 川●＾ ＿＾ １‘ Ｉ’｝＇ ｖ｝＾ ● ，’・ 作者简介 尚磊（１９８９．），硕士研究生，毕业于中国矿业大学（北京）．研究方 向集成电路。 Ｓｈ¨１ ！：＿｛ ． “Ｉｈ ｔｌ ｑ Ｊ： ；…… ｆ．¨神 ｆ・ ’ ０ ＾＾ ＿＾ Ｏ ∞ Ｖ Ｐ． …¨ 图６测试结果 ２４ ＝＝＝＝］