СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №9/2016

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 46 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2016 Практика применения в устройствах на микроконтроллерах дисплейных модулей от 4D Systems Часть 1 В статье рассказано о применении в устройствах на микроконтроллерах интеллектуальных дисплейных модулей компании 4D Systems со встроенными графическими процессорами. Детально освещены вопросы вывода и отображения на дисплее текстовой и графической (в том числе видео) информации, построения с помощью модуля самодостаточного пользовательского интерфейса конечного устройства. Приведённая в статье информация поможет разработчикам в короткие сроки освоить применение дисплейных модулей от 4D Systems в своих проектах. Павел Редькин (г. Ульяновск) В ВЕДЕНИЕ При создании электронной аппа- ратуры на базе встраиваемых микро- контроллеров (МК) разработчику, как правило, приходится проектировать её пользовательский интерфейс, включа- ющий средства управления, настрой- ки ввода-вывода, а также отображения пользовательской и сервисной инфор- мации. Зачастую аппаратные ресурсы и процессорное время, необходимые для организации сколько-нибудь при- влекательного интерфейса, сопостави- мы или даже превышают ресурсы и вре- мя, требуемые для работы устройства по его основному назначению. Это осо- бенно актуально при использовании МК с невысокой разрядностью, малым количеством аппаратных интерфей- сов и линий ввода-вывода. В некоторых случаях пользовательский интерфейс для собственно работы устройства не нужен, но необходим временно для его настройки или отладки. Также бывает, что уже имеющийся в устройстве интер- фейс необходимо модернизировать, например, сделать отображение дан- ных в цвете, а не монохромным, или добавить кроме текстового ещё и гра- фический режим, а излишка свободных ресурсов для этого в системе нет. Именно для перечисленных задач хорошо подходят интеллектуаль- ные дисплейные модули австралий- ской компании 4D Systems с встроен- ными графическими процессорами GOLDELOX, PICASO и DIABLO16. Они обеспечивают построение вполне современного и, что особенно важно, самодостаточного интерфейса, заби- рая при этом минимальное количество аппаратных ресурсов и процессорно- го времени управляющего МК. Факти- чески они берут на себя все ресурсные затраты по организации интерфейса, кроме низкоскоростного канала обме- на между управляющимМК и дисплей- ным модулем. Под самодостаточным здесь понимается такой интерфейс, который включает в себя все необхо- димые и достаточные компоненты для функционирования устройства, а имен- но: средства сигнального и пользова- тельского ввода-вывода (аппаратный интерфейс с МК, собственные входы для подключения кнопок и/или сен- сорная панель), средства графическо- го вывода (LED- или LCD-дисплей), средства аудиовывода (собственный аудиовыход). Опционально модули имеют собственную энергонезависи- мую память большого объёма для хра- нения текстовых шрифтов, графики, видео и пользовательских данных. К недостаткам дисплейных модулей от 4D Systems может быть отнесена их сравнительно высокая стоимость. Актуальный на текущий момент перечень графических модулей от 4D Systems из нескольких десятков пози- ций можно увидеть на сайте произ- водителя [1]. Для просмотра линейки модулей, о которых идёт речь в статье, на сайте необходимо выбрать катего- рию microLCD Display Modules и в ней подкатегорию Display Modules, как показано на рисунке 1. Помимо этого, весьма полезная и интересная инфор- мация о номенклатуре, характери- стиках, режимах и порядке примене- ния модулей от 4D Systems содержит- ся в других источниках [2, 3]. А ППАРАТНАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИНТЕРФЕЙСА В предлагаемой статье описывается применение графических модулей от 4D Systems только в одном из поддер- живаемых ими режимов – Serial (рабо- та под управлением МК). Для приме- ра в статье рассмотрена совместная работа МК с одним из самых простых и дешёвых модулей начального уров- ня μOLED-128-G2 [4] из состава линей- киmicroLCD с самым слабым в линейке графическим процессором GOLDELOX. Однако возможности даже такого про- стого устройства весьма впечатляют. Модуль обеспечивает следующие базо- вые функции: ● двустороннюю связь с управляющим МК по интерфейсу UART с помощью набора из нескольких десятков про- стых команд. Поддерживается широ- кий набор стандартных скоростей; ● опрос до пяти внешних кнопок управления по команде МК. Кноп- ки подключаются непосредствен- но к дисплейному модулю. Результа- ты опроса передаются в МК в ответ на поданную им команду запуска опроса; ● генерация монофонических звуко- вых сигналов с задаваемыми дли- тельностью и тональностью по команде МК; ● поддержка вывода на встроенный LED-дисплей цветной текстовой информации от МК в единственном доступном шрифте, но с возможно- стью задания «на лету» расположе- ния, размеров и цветов текстовых символов. Возможен вывод одной командой как отдельных символов, так и их строк; ● поддержка вывода на встроенный LED-дисплей цветной графической информации по командам МК в виде графических примитивов, простых