基于嵌入式系统的串口型液晶显示屏开发.pdf

西安科技大学硕士学位论文基于嵌入式系统的串口型液晶显示屏开发姓名：李晓婷申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：李文峰2011论文题目：基于嵌入式系统的串口型液晶显示屏开发 专 业：电路与系统 硕 士 生：李晓婷 （签 名） 指导教师：李文峰 （签 名） 摘 要 随着显示技术和嵌入式技术的迅速发展， 基于嵌入式技术的显示系统得到了广泛应用在工业控制领域中，显示系统作为实现人机交流可视化效果的途径之一，对其图像质量、显示内容等功能逐渐提出更多更高的要求针对目前国内串口屏产品存在的图像显示质量不高(多为单色显示)、传输速度慢(bps 级)、显示内容单一(仅能显示字符、数字)等缺点，设计了一种用嵌入式系统作为开发平台，可以显示图形、曲线等内容，同时具有清晰图像显示，支持 RS-232 通信协议和 USB 高速传输的串口型液晶显示屏，使其在工业控制领域需要串口型清晰显示的场合发挥更大的作用 串口型液晶显示屏系统主要由五部分构成：中央处理单元、显示单元、电源单元、通信单元和辅助功能单元。

中央处理单元采用 ARM9 体系结构的飞思卡尔公司 i.mx233作为主处理器，配以 32MB 的 DDR1 SDRAM 和 64MB 的 NAND Flash 作为外部扩展存储器存放启动代码、系统文件等数据；显示单元采用 LED 背光光源的 TFT-LCD，支持320*240 分辨率、3.5 寸小尺寸清晰显示，通过 CPU 内部的 LCD 控制器控制 LCD 显示；电源单元采用低电压(锂离子电池 4.2V)设计，实现了设备的低功耗(1.2W)；通信单元配置为简单的 RS-232 接口协议或 USB 虚拟串口，将上位机待显示的信息通过串口输入，经过处理器处理后在显示屏上清晰显示；辅助功能单元包括 WiFi 无线通信、TF 卡辅助存储等，方便系统的二次集成开发制板部分设计为双层板单面布局 PCB，同时考虑布线、体积等问题，在很大程度上增加了系统的可靠性和便携性 在系统实现过程中，结合课题所做工作，通过虚拟机搭建环境，使用 USB 引导的方式实现了系统从 NAND Flash 的启动测试时，不但系统各部分电气性能满足要求，而且通过实验测试波形表明， 课题所设计的串口型液晶显示屏可以实现数据通过串口和USB 的高速传输，并且能够清晰显示，具有较高的应用价值和研究意义。

关 键 词：嵌入式系统；串口通信；液晶显示屏；i.mx233；Linux 研究类型：应用研究型Subject : The Development of a Serial-Type LCD Based on Embedded System Specialty : Circuits and Systems Name : Li Xiao-ting (Signature) Instructor : Li Wen-feng (Signature) ABSTRACT With the rapid development of the display technology and the embedded technology, the display technology based on the embedded system has been widely used in many fields. As one way of the realization of the human-computer communication visualization, the display system is put forward higher requirements on image quality, display content and other function in the fields of industrial control. In order to change the disadvantages of low image quality, slow transmission speed, single display contents of the present serial-type liquid crystal display (LCD), the paper designed a serial-type LCD based on embedded system which has the following advantages: can display the graphics and curves, show clear pictures, and support the RS-232 and USB high speed communication protocol. It will play an important part in the industrial control fields which need the serial-type clear display devices. The serial-type LCD system is mainly consists of the following five parts: central processing unit, display unit, power unit, communication unit and miscellaneous function unit. The central processing unit uses the FREESCALE Company i.mx233 micro-controller which is based on ARM9 architectures. Meanwhile, take DDR1 SDRAM and NAND Flash with 64MB memory capacity as external memory which is used to save the data of startup code and system information and so on. The display unit uses the TFT-LCD (Thin Film Transistor-LCD) which has the advantages of small size (3.5inch) and high resolution (320*240). The LCD unit is directly controlled by the internal LCD controller of the i.mx233. The power unit is designed by the low-voltage (Li-Ion Battery4.2V) which can realize the low power consumption (1.2W) of the device. The communication unit is configured to the simple RS-232 interface protocol or the USB virtual serial port. The information which transmitted by the serial port can be clearly displayed by the LCD. The miscellaneous function unit includes the WiFi wireless communication, TF card and audio part which can reduce the secondary development difficulty. It increases the reliability and portability of the system through the design of the two layers and single layout PCB board, wiring and volume problems considered. During the realization of the system, with the works of the project, the system starts from the NAND Flash which is guided by the USB port under the environment of the virtual machine. In the test part, the system can not only meet the electrical performance requirements, but also can realize the higher speed data transmission through the serial port and USB which is showed in the experimental waveform. At the same time, the system can realize the data and image from the serial port displayed clearly on the LCD which has higher application value and research significance. Keywords: Embedded System Serial Port Communication LCD i.mx233 Linux Thesis : Application Research 学 位 论 文 独 创 性 说 明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。

尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集团已经公开发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确说明并表示了谢意 学位论文作者签名： 日期： 学 位 论 文 知 识 产 权 声 明 书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版本人允许论文被查阅和借阅学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题在撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学 保密论文待解密后适用本声明 学位论文作者签名： 指导教师签名： 年 月 日1 恊论 1 1 绪论 1.1 课题研究背景 本课题来源于西安市科技创新支撑计划(企业技术创新工程)——本安型矿用工业以太网设备(CY1008)的研发任务 现代信息社会，显示系统是很多设备必不可少的部分，通过它可以实现人机交流的可视化效果，而串口型显示设备是显示系统中又一个分支，是工业控制领域中实现信息交流的桥梁系统。

随着显示产品和技术迅速发展， 现代图像信息显示技术正在向数字化、灵活化、多媒体化的方向发展[1]与此同时，嵌入式。