本帖最后由 holts 于 2013-11-21 22:34 编辑
概述
LCR是电子工程师手上常用的一种测量仪器，但是成品LCR价格昂贵，作为电子工程师的我们，正好可以发挥我们的特长，自己DIY，好在上网找一找，很多开源的LCR，本文所用的LCR就是矿坛许老师开源的，其原机设计MCU用的是STC12C06S2，显示用的是LCD1602，显示效果不太满意，一直想试试COG点阵屏的显示效果，正好NXP搞活动，让我有机会试试。
原理
关于LCR，原作者有详细的原理分析及制作说明，喜欢的同学，放狗搜下就有了，也有DIY爱好者提供套件，没有必要自己从头来过，直接购套件改制，我采购的硬件模拟部份和数字部份所有器件都在一块板，通过插线引出输出到1602显示，我们要做的就是将输出更改到PCA8538显示，其余沿用原来的设计，当然配套的软件也必须相应更改。
在原机原理图上，只需要做很小的改动就可以实现，改制后的原理图如下:
PCA8538
再说说PCA8538，多通道，多模式，多背板，段式驱动的COG，手册上的这些概念让人看的眼晕，要想很好的驱动和使用PCA8538，细读手册是必需的，总之这是块可定制的IC，宽电压范围，功能强大，实验板基本上把它的所有功能都罗列出来了，7段，14段，点阵显示都用一片IC实现，你可以通过编程看显示效果，熟悉它的控制方式和命令，由于LCR显示信息主要是数字及单位符号，在这块实验板上适用的显示区域只能是点阵区了，所以以下改制主要针对点阵区的驱动实现。
软件
软件是重头戏，改动思路也是尽可能沿用原程序，毕境这个系统经过长时间的沉淀，代码中的思想经过验证有其合理部份，我们主要改动显示部份，其余部份尽可能不改动，以下对改动过程中的要点说明如下
SPI
STC12C06S2自带硬件SPI，但很不幸，由于LCR中已使用了这些IO，当务之急是必须先写个用通用IO模似实现SPI的程序，所以简单说下SPI的工作原理，SPI有多种模式，我们使用的模式是，SCK时钟上升沿来时发送，下降沿来时接收，高位先发送， 实际上上升沿来时，主机和从机已经把信号已同时送到MISO和MOSI， 等下降沿时，主机和从机将数据保存到变量中，传送一个字节需要8个脉冲，以下是说明每个脉冲时，发送字节及接收字节的BIT位变化情况。
可以看到，发和收是同时进行的，双工，在发送的同时也收到从机送回的数据，这里我们只是关心传送出去，所以忽略送回的数据。
以下是程序实现，是不是很简单啊。
- uchar SPI_Sends(uchar out_data)
- {
- uchar i,n;
- for(i=0;i<8;i++)
- {
- n<<=1;
- SCK=0;
- MOSI=(out_data&0x80);
- if(MISO) n++;
- SCK=1;
- out_data<<=1;
- }
- return n;
- }
点阵字库
用点阵方式显示，一定会用到字库，有各种各样的字库，对于字符显示来说，有5X8 ，8X8 ，24X24……等等，一个字符的点越多显示的字就越精细，对应占用的空间及处理时间也越多，这对于存储空间小的MCU是个挑战，对于STC12C06S2，空间不是问题，为了节省处理时间，同时更重要的是为了尽可能显示多的字符，我选用的是5X8点阵字符。
PCA8538的显示RAM, 就是个矩阵，它有多种模式可选择设置使用，我选择1：9模式，其Y轴纵向从0－8共9个Bit, X轴横向从0－101共102个bit，纵向只用到8Bit，传送到显示RAM的5个字节，顺次摆放在RAM中，其存储映象如下图所示：
PCA8538根据显示RAM的值决定显示的点，其中1对应开（白色），0对应关（黑色），根据RAM中存放的值，屏幕点亮对应的点，就是我们看到的字符，假设我们传送到显示RAM的数据，是需要显示的字符A，哪么这些数据的值及显示出来的效果如下图所示：
把这些数据按纵向取模，上高位换算成16进制数据记为
0x3E, 0x48, 0x88, 0x48, 0x3E, // A
这是个5X8的点阵字模，一个字符占用5个字节的空间，按上面所说的方法把要显示的字符制作出来，就是我们最终需要的显示点阵字库，当把这些数据传送到显示幕时，相邻的两个字符间还需要加一列空列分隔，所以PCA8538可以最多显示一行， 95/6 =16个字符。
在程序中字库对应就是个只读的数组，对于可显示字符，最常用的是标准的ASCII，所以其对应的存放字模的顺序，按ASCII值安排是最自然不过的了，这样就可以简单的根据ASCII值在字库数组中，定位要显示的字符AscLib[ (ASCII - 32) * 5 ]。
如此在屏上指定位置，显示一个字符自然是水到渠成：
- void PCA8538_WriteData(unsigned char XPointer, unsigned char YPointer, unsigned char Data)
- {
- unsigned char i;
-
- cog_cs = 0;
-
- SPI_Sends(0X20); //SUBADRESS
- SPI_Sends(0X80); //控制字节
- SPI_Sends((0x80 | ((XPointer >> 4) & 0x07))); // Set Data pointer x-MSB = 0
-
- SPI_Sends(0X80); //控制字节
- SPI_Sends((0x90 | (XPointer & 0x0F))); // Set Data pointer x-LSB = 0
-
- SPI_Sends(0X80); //控制字节--最后一个命令
- SPI_Sends((0xA0 | (YPointer & 0x01))); // Set Data pointer y = 0
-
- SPI_Sends(0X20); //SUBADRESS
-
- for (i=0; i<5; i++) {SPI_Sends(AscLib[ (Data - 32) * 5 +i]);}
- SPI_Sends(0x00); //字符间加空列
- cog_cs = 1;
- }
显示座标
7段，14段，点阵 三种显示区，使用点阵方式显示信息，是最灵活的方式，每个显示的点都可以通过坐标(x,y)标示，在PCA8538已有内置坐标指针指示当前点的位置（x,y），但对于用户而言，不可能会去数点，直观的方式是直接看到屏上的字符，如果我们使用5X8的点阵+再加一列空栏，每个字符在屏上，横向占用6个点，纵向8个点，从屏的左边到右边，从0开时画分，则可以把屏幕上显示每个字符的起始点位置固定下来，例如：我们要在屏上最左边，第0个位置显示一个字符，则应该在显示RAM的坐标(0,0) 开始写入字符的点阵数据，如果要在第一个位置显示字符，则应该在显示RAM的坐标(0，48)开始写入字符的点阵数据，其余的依此类推，这就是显示座标，它和内置坐标指钍间的关系是：
- //第1行x位
- void lcd_goto1(unsigned char x)
- {
- LCD_SetXY(0,x*6);
- curr_x=x*6;
- curr_y=0;
- }
整合
原程序就一个文件，将原程序中显示部份剔除，改名为main_cog.c , 加入PCA8538及SPI相关程序，编释后大功告成。
图片说明LCR主机，PCA8535 ，USB程序下载全家福
LCR主机
PCA8535 接线
序号 COG 单片机 1 RST -------------------RST P0^4 2 SCL -------------------SCK P0^0 4 SDAOUT-------------MISO P0^1 5 SDAIN----------------MOSI P0^2 CS --------------------CS P0^3 10 VDD------------------VCC 12 VSS-------------------GND 15 GND------------------GND 16 5V---------------------VCC
跳冒JP1——JP5接VSS，JP6短接，JP7不接
最大显示16个字符
显示测试电容
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发表于 2013-11-20 21:48:53
楼主
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