1 引言
信號源作為一種基本電子設(shè)備無論是在教學(xué),、科研還是在工程技術(shù)保障中，都有著廣泛的使用,。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和DDS技術(shù)的成熟,，基于DDS的任意波信號發(fā)生器已成為信號源的主流。目前DDS任意波信號發(fā)生器廣泛使用中文液晶顯示器已成為一個趨勢,。
本文以Hynix公司生產(chǎn)的HMS30C7202工業(yè)級處理器作為控制器,，以矩陣鍵盤作為輸入設(shè)備,，以AMPIRE公司生產(chǎn)的AM-320240LTNQW-00H TFT LCD顯示屏作為顯示輸出設(shè)備，研究設(shè)計了相應(yīng)的硬件電路與顯示驅(qū)動程序,，在此基礎(chǔ)上完成了人機交互中英文顯示系統(tǒng)的設(shè)計,。
2 顯示系統(tǒng)總體方案設(shè)計
顯示系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分構(gòu)成,，如圖1,、圖2所示。
硬件部分以HMS30C7202微處理器為核心,，F(xiàn)LASH和SDRAM作為存儲設(shè)備,，從矩陣鍵盤接受輸入，并在LCD上顯示相應(yīng)內(nèi)容,，同時通過UART與DDS信號源進行通訊,。存儲系統(tǒng)中的FLASH用來固化程序及保存波形數(shù)據(jù)和系統(tǒng)參數(shù)；SDRAM是系統(tǒng)上電正常運行后的代碼和數(shù)據(jù)載體,。
軟件部分又可分成底層驅(qū)動程序和上層控制程序兩部分,。底層驅(qū)動包括設(shè)置系統(tǒng)模式和時鐘，初始化存儲器,，代碼拷貝,，初始化LCD控制器，中斷控制器和UART控制器等,。上層控制程序不斷查詢是否有鍵按下,。若有鍵按下，則執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù),，LCD顯示相應(yīng)內(nèi)容,；同時若需要，通過UART向DDS信號源發(fā)出控制命令,。
3 LCD驅(qū)動電路組成
HMS30C7202本身集成LCD控制器,，支持STN和TFT LCD液晶屏。AM-320240LTNQW-00H TFT LCD顯示屏接口共有54個引腳,，它和LCD控制器的連接方法如圖3所示,。
4 軟件系統(tǒng)設(shè)計
DDS任意波信號發(fā)生器人機交互系統(tǒng)中的LCD顯示包括漢字和字符的顯示、位圖的顯示以及窗口的顯示,。
4.1 漢字和字符的顯示
由于標(biāo)準(zhǔn)字庫太大,，而DDS任意波信號發(fā)生器LCD顯示的字符只占很少的一部分，因此需要自己制作一個字庫,。結(jié)合LCD顯示屏的大小,，漢字字符采用16*16點陣，英文字符和數(shù)字采用12*24點陣,。為了軟件操作上的方便,，漢字字庫和英文字庫相互獨立,。漢字字模和英文字模的定義如下。
所有漢字字模數(shù)據(jù)構(gòu)成數(shù)組HZFONT DDSHZTable[],所有英文和數(shù)字的字模數(shù)據(jù)構(gòu)成數(shù)組YWFONT DDSENTable[],，這就是DDS任意波信號發(fā)生器自己的字庫,。顯示時，首先找到當(dāng)前要顯示的字符在字庫中的位置,，然后通過顯示算法將字符在LCD 上顯示出來,。
4.2 位圖的顯示
位圖的顯示用于DDS任意波信號發(fā)生器顯示開機畫面或波形圖像。其實現(xiàn)方法是將開機畫面對應(yīng)的位圖圖像轉(zhuǎn)化成320*240格式的數(shù)據(jù),，放在數(shù)組const char gImage_hello[153600]中,，然后將數(shù)組起始地址直接賦給LCD顯存開始地址就行了。當(dāng)顯示比LCD畫面小的位圖時,，則要定位該位圖在LCD屏中的顯示位置,，然后通過一定的算法顯示出位圖圖像。
4.3 窗口的顯示
DDS任意波信號發(fā)生器窗口的顯示內(nèi)容如圖4所示,。窗口大致分三個區(qū),，一區(qū)為左上角的波形顯示及說明區(qū)，用來顯示各種波形或操作提示信息,；二區(qū)為右邊和下邊的功能菜單區(qū),，用來設(shè)置參數(shù)和進行波形調(diào)制；三區(qū)為中部的參數(shù)菜單顯示區(qū),，用于顯示波形和調(diào)制參數(shù),。
為了有效管理窗口顯示，給窗口定義了結(jié)構(gòu)體,。
菜單分兩種,，一種是功能菜單，如圖4中的頻率菜單,、調(diào)制菜單,。這種菜單只要求顯示菜單名，則對應(yīng)Menu結(jié)構(gòu)體中的ParaFlag=0,。另一種菜單為參數(shù)菜單,，見圖4中的參數(shù)菜單顯示區(qū)。每個參數(shù)菜單有一個參數(shù)名和一個參數(shù)值,，則對應(yīng)Menu結(jié)構(gòu)體中的ParaFlag=1,，Text指向參數(shù)名字符串，pData指向參數(shù)值字符串,。
4.4 鍵值處理及LCD顯示模塊
DDS任意波信號發(fā)生器的上層控制程序的主體就是鍵值處理及LCD顯示模塊,，其軟件流程圖如圖5所示。它主要完成三方面的功能。（1）按了不同的波形鍵,。由于各種波形的形狀,、參數(shù)種類和個數(shù)不盡相同，當(dāng)按了波形鍵且和上一次按的波形鍵不一樣時,，LCD要刷屏并顯示當(dāng)前波形窗口,。（2）按了設(shè)置參數(shù)鍵。這一般用來修改波形參數(shù)或系統(tǒng)參數(shù),。LCD必須提供編輯框或選擇框,，動態(tài)顯示鍵盤輸入的數(shù)字和單位。對一些需要保存的參數(shù),，則還要將這些數(shù)據(jù)保存在FLASH中,。（3）按了輸出鍵,。LCD不需要修改顯示畫面,，HMS30C7202通過串口向DDS信號源發(fā)送命令控制字。
另外為了提高LCD的換屏速度,，在換屏顯示時并不是更新所有內(nèi)容,，而是只有當(dāng)前操作修改了哪些參數(shù)，LCD才更新顯示哪一塊內(nèi)容,。
5 結(jié)論
本文設(shè)計的DDS任意波信號發(fā)生器人機交互系統(tǒng)已在實際硬件環(huán)境中調(diào)試通過,。LCD顯示畫面簡潔，操作簡單直觀,。同時若要修改菜單內(nèi)容,，調(diào)整菜單顯示位置，只需修改窗口結(jié)構(gòu)體變量的值,，無需修改程序代碼,，軟件系統(tǒng)易于擴展和移植。
本文作者創(chuàng)新點：采用先進的HMS30C7202 ARM處理器和高性能的M-320240LTNQW-00H TFT液晶屏,，設(shè)計了一個DDS任意波信號發(fā)生器的人機交互系統(tǒng),。該系統(tǒng)實現(xiàn)方法簡單，操作簡便,，界面顯示直觀,，且易于移植和擴展。