付俊坤 許勇

摘 要 伴隨著信息技術(shù)的不斷大展，汽車電子在汽車研發(fā)所占的比重日益增加。整車車載ECU數(shù)量在逐年增加；本文介紹基于STM32微控制器關(guān)于車輛ECU模擬器對(duì)液晶顯示系統(tǒng)的研究。在分析STM32微控制器的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了液晶顯示系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、emWin圖形庫和μc-OS-II系統(tǒng)在STM32平臺(tái)的移植過程。最終對(duì)液晶顯示系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，顯示出穩(wěn)定的人機(jī)交互界面。

【關(guān)鍵詞】STM32微控制器 emWin圖形庫 μc-OS-II系統(tǒng) 移植

現(xiàn)階段，伴隨著液晶器件制造工藝的不斷完善和生產(chǎn)成本的不斷降低，液晶器件在各類電子產(chǎn)品中應(yīng)用越來越廣泛。同時(shí)，液晶器件具有體積小、功耗低、顯示信息大、壽命長、不產(chǎn)生電磁輻射污染、可以顯示復(fù)雜的文字和圖片等優(yōu)點(diǎn)。在未來的顯示終端領(lǐng)域?qū)⒂袕V闊的發(fā)展前景。汽車電子在車輛研發(fā)所占的比例也在逐年增加，車載ECU個(gè)數(shù)也在增加，本文模擬車輛ECU發(fā)送數(shù)據(jù)，并在液晶顯示屏上面顯示出數(shù)據(jù)。介紹了STM32微控制器、emWin圖形庫與μc-OS-II的內(nèi)容以及移植步驟，STM32微控制器與液晶顯示屏的硬件連接、底層驅(qū)動(dòng)，最終達(dá)到自己所需要的數(shù)據(jù)輸出并顯示在液晶顯示屏上面。

1 處理器與顯示器的選擇

STM32微控制器是意法半導(dǎo)體（ST）公司生產(chǎn)的32位ARM處理器。emWin圖形庫是一款用于嵌入式開發(fā)的通用圖形軟件包，其所有軟件模塊均為C語言源代碼設(shè)計(jì)，可以支持任何CPU和幾乎所有顯示器。處理器主芯片采用的是STM32F103ZET6，主頻72MHZ， CPU操作電壓范圍2.0-3.6V。此外，該款微控制器內(nèi)部還集成了FSMC（靈活的靜態(tài)存儲(chǔ)控制器），能夠直接支持8080總線接口的LCD控制器。

本文中選用的是TFT—LCD（薄膜晶體管型）顯示屏，由驅(qū)動(dòng)電路，4線模擬電阻式觸摸屏組成。顯示屏尺寸為3.2英寸，具有240*320的分辨率。應(yīng)用ILI9341芯片控制液晶屏，通過TSC2046芯片控制觸摸屏。如圖1所示顯示器與處理器的硬件連接圖。

2 emWin與UC/osIII的移植和實(shí)現(xiàn)

2.1 emWin的移植

emWin作為一種復(fù)雜高效的圖形用戶界面，可以一直到眾多顯示控制器和操作系統(tǒng)中，具有模塊化的特點(diǎn)，并才用分層結(jié)構(gòu)。主要包括應(yīng)用層、圖形庫層、驅(qū)動(dòng)層和硬件4個(gè)層次。

改頭文件LCDConf.h來配置emWin。LCDConf.h中的宏定義介紹了LCD顯示部分的硬件特性，據(jù)自己所需修改比如顯示屏的長、寬、高、每像素點(diǎn)用幾位表示、LCD控制器的類型等參數(shù)。函數(shù)包括對(duì)LCD[2]（控制器）的初始化函數(shù)，LCD顯示緩沖區(qū)的操作函數(shù)等，完成對(duì)LCD顯示硬件的直接操作

#define XSIZE_PHYS 240

#define YSIZE_PHYS 320

#define COLOR_CONVERSION GUICC_565

#define LCD_CONTROLLER 9320

#define DISPLAY_DRIVER GUIDRV_FLECOLOR

#define GUI_SWAP_XY（1）

2.2 μc-OS-II的移植

μc/OS-II是一種免費(fèi)公開源代碼、為嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)的完全可剝奪型的實(shí)時(shí)內(nèi)核，代碼大部分是用ANSI C 編寫的，可在絕大多數(shù)微處理器上運(yùn)行。uC/OS-II管理64個(gè)任務(wù)，提供郵件、隊(duì)列、信號(hào)量機(jī)制。

μc-OS-II絕大部分代碼是用標(biāo)準(zhǔn)的ANSI C編寫的，但是μc-OS-II在讀/寫處理器寄存器時(shí)，仍需要通過匯編語言來實(shí)現(xiàn)，主要工作在于對(duì)os_cpu.h，os_cpu_a.asm，os_cpu_c.c的移植。os_cpu.h包括了用戶#define語句定義的、與處理器相關(guān)的類型常數(shù)、宏，是為了增加代碼的可移植性

typedef unsigned char INT8U； /*無符號(hào)8位整數(shù)*/

typedef unsigned int INT16U； /*無符號(hào)16位整數(shù)*/

Stk =ptos；/*Load stack pointer*/

*（stk） =（INT32U）0x01000000L；/*xPSR*/

*（--stk） =（INT32U）task； /*Entry Point*/

*（--stk） =（INT32U）0xFFFFFFFE； /*LR*/

通過調(diào)用OSStartHighRdy使系統(tǒng)啟動(dòng)函數(shù)OSStart（）運(yùn)行。調(diào)用OSSched（）實(shí)現(xiàn)OSCtxSw（）任務(wù)級(jí)切換，調(diào)用OSTimeTick（）和OSIntExit（）用于維持執(zhí)行中斷服務(wù)和系統(tǒng)內(nèi)部定時(shí)。最后恢復(fù)CPU寄存器，執(zhí)行中斷返回指令。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

首先初始化STM32F103[4]微控制器，主要對(duì)其內(nèi)部的系統(tǒng)時(shí)鐘、通用I/O口、中斷控制器、CAN控制器和定時(shí)器等資源進(jìn)行設(shè)置；接著對(duì)emWin圖形庫、μc/OSII運(yùn)行系統(tǒng)主要程序初始化。系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際的顯示要求，對(duì)主要程序中的任務(wù)設(shè)置了不同的優(yōu)先級(jí)，保證了系統(tǒng)中不同任務(wù)的有序運(yùn)行。為驗(yàn)證該液晶顯示系統(tǒng)的顯示效果，在自己收集的不同型號(hào)的ECU數(shù)據(jù)，按照一定的頻率和報(bào)文格式發(fā)送至液晶顯示。將文中的液晶顯示系統(tǒng)應(yīng)用到車輛ECU模擬器中，以玉柴型儀表從CAN總線接受報(bào)文為例，將報(bào)文顯示到液晶顯示屏上面。顯示結(jié)果可從圖2看出。

4 結(jié)論

本文以STM32微控制器和2.8in的TFT-LCD液晶屏作為硬件基礎(chǔ)，軟件方面采用了emWin圖形庫和μc-OS-II系統(tǒng)，通過倆者的結(jié)合，完成了一種液晶顯示系統(tǒng)。滿足不同場合的顯示要求，有很強(qiáng)的使用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

付俊坤（1987-），男，河南鶴壁浚縣人?，F(xiàn)就讀桂林電子科技大學(xué)。研究方向汽車電子嵌入式。

作者單位

桂林電子科技大學(xué) 廣西壯族自治區(qū)桂林市 541004