基于LPC2478的LCD顯示在注塑機系統中的應用

孫靜晶，李?丹

（鶴壁汽車工程職業學院，河南 鶴壁 458030）

基于LPC2478的LCD顯示在注塑機系統中的應用

孫靜晶，李?丹

（鶴壁汽車工程職業學院，河南 鶴壁 458030）

介紹一種基于LPC2478控制的TFT-LCD顯示的設計方法。以工業屏HSD0841ISN1-A液晶顯示模塊為例，實現了LPC2478與HSD0841ISN1-A的硬件接口電路設計和軟件設計。結合注塑機系統需求自定義通信協議和顯示方式，把該模塊成功地應用于注塑機的人機界面中，具有可靠性高、實時性好的優點。同時，友好的人機界面能滿足客戶的使用要求，在實際的注塑機系統中取得了很好的效果。

LPC2478；TFT-LCD；HSD0841ISN1-A；注塑機

注塑機控制系統由下位機控制器和上位機人機操作界面兩部分組成。下位機主要完成信號的采集、處理和輸出；上位機人機界面負責操作人員與系統的交互，完成工作狀態顯示和工藝參數修改等功能［1］。因此，良好的人機交互界面是非常必要的。通過人機界面實現用戶自行設定工藝參數、存儲管理、實時顯示注塑機所處的工作模式以及報警管理［2］。所以人機界面的實時性、簡便性以及擴展性要求很高。同時，注塑機系統的使用環境非常的惡劣，對其電腦的軟件及硬件設計要求提出了更高的要求。恩智浦LPC2478微控制器的半導體設計，內核是供電的ARM7TDMI-S，是一個范圍廣泛的高度集成的微控制器［3］。LPC2478芯片內部集成了LCD接口，它的工作范圍為-40～+80℃，其寬溫的特點特別適合工業領域［4］。因此，本文使用工業級芯片LPC2478驅動HannStar HSD0841ISN1-A 800×600的TFT-LCD顯示器。

1 系統總體結構設計

注塑機上位機的系統結構包括CPU（LPC2478）、800×600的TFT-LCD顯示器、存儲器、按鍵鍵盤、串口通信以及USB接口等，系統總體結構框圖見圖1。

圖1 注塑機上位機系統框圖

1.1 LPC2478的LCD控制器簡介

LPC2478是恩智浦公司生產的微處理器，該微處理器具有2條ARM高速總線（AHB）的基于閃存的ARM7的微處理器。雙AHB總線可使芯片對多個高帶寬外設同時操作。LPC2478具有512 kB 閃存，可支持128位訪問，內建的存儲器加速單元能使系統以串口方式直接從閃存全速運行，最高運行速度可以達到72 MHz，能夠滿足顯示時速要求［5］。該芯片片上資源豐富，片內具有LCD接口， LPC2478的LCD控制器由控制寄存器組、專用DMA、視頻信號處理單元和時序發生控制單元組成，顯示分辨率最高支持1024×768［6］，其內部結構如圖2所示。

圖2 LCD控制器內部結構

1.2 HSD084ISN1-A TFT液晶屏幕簡介

HSD084ISN1-A是一種彩色有源點陣TFT-LCD，它采用非結晶硅TFT作為開關器件。整個模型由TFTLCD面板、1個驅動電路和1個背光系統組成。這款TFT-LCD有1個8.4寸（對角測量）的有源顯示區域，具有SVGA分辨率。具體像素格式如圖3所示。像素格式決定了漢字與字符的取模方式只能是從左到右、從上到下、橫向8點左高位。

圖3 HSD084ISN1-A像素格式

1.3 自定義顯示電路與控制電路通信協議

根據注塑機系統上位機與下位機收發的數據量要求，本系統通信包數據格式采用定長數據包，1個數據包4個字節。地址部分高字節高4位恒為1010（0xa），作為起始標志，高字節低4位用BCD碼表示地址的百位，低字節高4位用BCD碼表示地址的十位，低字節低4位用BCD碼表示地址的個位。例如：地址部分為0xa3、0x28，其中a為起始標志，地址為328。數據部分高字節高4位用BCD碼表示數據的千位，高字節低4位用BCD碼表示數據的百位，低字節高4位用BCD碼表示數據的十位，低字節低4位用BCD碼表示數據的個位。例如：數據部分為0x53、0x28，表示數據為5328。通信數據包格式如圖4所示。

圖4 通信數據包格式

2 LPC2478與HSD084ISN1-A的接口電路

本文選用LPC2478作為CPU來驅動液晶屏幕，提供16位的并口數據接口，通過LPC2478內嵌的LCD控制器來控制屏幕的顯示。其接口電路如圖5所示。

圖5 LPC2478與HSD084ISN1-A的接口電路

其中LPC2478作為CPU，74LVCH162245的作用是電平轉換、總線隔離以及增強總線的驅動能力。通過控制LPC2478的引腳控制LCD背光電路，采用定時器中斷方式計時，當持續3 min鍵盤無人操作時，系統自動關閉背光，以達到節能及延長屏幕使用壽命的目的。

3 軟件設計

3.1 LPC2478關于LCD驅動寄存器設置

系統首先需要對系統時鐘、鎖相環、SDRAM、EMC、串口以及中斷進行配置［7］。在LCD顯示字符、漢字和圖像之前需要首先對LPC2478的引腳進行配置，使之處于LCD驅動功能［8］。其次對LPC2478的一些寄存器進行配置。LPC2478驅動屏幕HSD084ISN1-A的相關寄存器配置見表1。

3.2 HSD084ISN1-A液晶屏幕上字符和漢字的顯示

HSD084ISN1-A有24個引腳用于控制LCD上一個像素點顯示的顏色，可以顯示224-1種顏色，本文采用5∶6∶5模式（格式為R5∶G6∶B5），只用了16位控制顏色就可以顯示出65535種顏色。某一點的顏色取決于寫入LCD緩沖位置的16位顏色值［9］。經過上述步驟對LPC2478進行初始化之后，就可以在LCD屏幕上顯示字符或漢字了。本文根據注塑機系統的需要，漢字選擇使用24×24的點陣，字符選擇24×12的點陣。取模方式以及具體顯示方式由HSD084ISN1-A的像素格式決定。其中顯示24×24點陣漢字的流程圖如圖6所示。其中i控制24行，k控制每行顯示3個字節的數據，j控制每個字節的8個位。p_start表示指向漢字取模數組的指針。

表1 LPC2478驅動HSD084ISN1-A的相關寄存器配置

3.3 注塑機系統中HSD084ISN1-A的顯示

注塑機系統中液晶顯示器用來實時顯示智能控制器的工藝參數、工作狀態和操作提示［10］。其顯示的菜單可大致分為參數設定屏、監視屏以及管理屏。參數的設定由面板的操作按鍵完成。HSD084ISN1-A最多可以顯示825個24×24點陣的漢字，而實際應用中要求實時顯示，處理器的程序存儲器也是有限的，所以必須設計合理的顯示方式。本系統采用表格編碼索引的方式，一個漢字或字符用3個字節登記記錄。第1個字節用于區別漢字、字符和空格，0x80表示漢字，0x00表示字符，255表示空格。第2字節表示顯示顏色的編號，如果第1個字節為255，則第2個字節表示空格的個數。第3個字節表示漢字或字符的編號。例如： 0x80，0x05，18，則表示顯示顏色編號為0x05、漢字編號為18的漢字。一個漢字按2個字符計算，達到66個字符時換行，即可在一個屏幕中顯示不同的內容，利用鍵盤切換可顯示不同屏幕的內容，從而滿足注塑機系統的顯示要求。本文采用Keil MDK作為編譯器進行編程。部分顯示結果如圖7所示。其中圖7a顯示的是開模/關模有關的壓力、速度、位置等參數的設定，圖7b顯示的是對工作狀態、警告、注塑機動作畫面等的實時監控。

圖6 顯示24×24點陣的漢字的流程圖

圖7 部分顯示效果圖

4 結論

本文詳細說明LPC2478微處理器芯片的LCD控制器驅動HSD084ISN1-A TFT液晶顯示的寄存器設置，并實現了LPC2478與HSD084ISN1-A的接口電路設計以及漢字或字符的顯示。通過自定義通信協議和顯示方式，結合注塑機的人機界面顯示要求，實現了TFT液晶顯示在注塑機系統中的應用。該產品已在實際生產中獲得了應用，結果表明基于LPC2478與HSD084ISN1-A的液晶顯示實時性與穩定性均能滿足實際需要，具有實際應用意義。

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（編輯 心 翔）

GLOBALFOUNDRIES推出全新的12nmFinFET技術；增強下一代汽車電子

GLOBALFOUNDRIES(GF)計劃推出一款全新的12nm領先性能（ILLP）FinFET(鰭式場效應晶體管）半導體制造工藝，該技術有望為GF當代的14nmFinfet產品提供更好的密度和性能提升，滿足從人工智能和虛擬現實到高端智能手機和網絡基礎設施的最苛刻的計算密集型應用的處理要求。

該新的12LP技術在電路密度方面提供了15%的提升，并將當前市場上的超過16/14nmFinFET解決方案性能提高了10% 以上，這使得12LP能夠與其他12nmFinFET鑄造產品充分競爭。該技術利用GF在美國紐約州薩拉托加縣Fab8的專長，其14nmFinFET平臺自2016年初開始量產。

世界正在前所未有地過渡到一個相互聯系的情報時代，這種新的12LP技術提供了必要的性能和密度改進，以幫助我們的客戶在系統級別上繼續創新，因為它們可以從高端圖形和汽車到工業應用程序提供實時連接和邊緣處理。

——GF CEO sanjay Jha

除了晶體管級別增強之外，12LP平臺還將包括專為汽車電子和RF/模擬應用而設計的新的以市場為中心的功能——業內增長最快的領域之一。

在車輛安全和自動駕駛中的新興汽車應用需要組合處理能力和極高的可靠性，12LP平臺在2017年第四季度計劃提供Fab8汽車二級認證。

一個新的RF產品擴展了12LP平臺，用于RF/模擬應用如在6GHz以下無線網絡中的優質收發器。12LP為RF芯片架構提供了邏輯和存儲器中最佳的縮放，主要是數字化及較少的RF/模擬內容。

GF的新型12nmFinFET技術補充了其現有的12nmFDSOI產品12FDXTM,雖然一些應用需要FinFET晶體管的無與倫比的性能，但許多連接器件需要高集成度和更高的性能與功耗靈活性，FinFET在成本上無法實現。12FDX為下一代連接的智能系統提供了一條替代路徑，能夠實現10nmFinFET的性能，具有比當代FinFET產品更好的功耗，更低的成本和更好的RF集成。

（信息來源：2017.9.23 Green Car Congress） 戴朝典編譯

Application of LCD Display in Injection Molding Machine System Based on LPC2478

SUN Jing-jing，LI Dan
（Hebi Automotive Engineering Professional College，Hebi 458030，China）

A design method for TFT-LCD display based on the control of LPC2478 is introduced. Taking HSD0841ISN1-A TFT-LCD as an example， the design of hardware interface circuit and software between the LPC2478 and HSD0841ISN1-A are realized. Combined with the requirements of the injection molding machine system， the communication protocol and the display mode are set up. The module is successfully applied to human-machine interface of the injection molding machine， and possesses high reliability and good real-time advantages. Its user-friendly interface can meet requirements of customers， and incurs very good results in actual usage.

LPC2478；TFT-LCD；HSD0841ISN1-A；injection molding machine

U463.6

A

1003-8639（2017）11-0055-04

2017-01-10

職教師資培養資源開發項目（vtne026）

孫靜晶（1986-），女，河南新鄉人，助教；李丹（1985-），女，河南鶴壁人，碩士，助教。