隨著人們對(duì)家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性等居住環(huán)境要求的提高,及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,智能家居逐漸成為未來(lái)家居生活的發(fā)展方向。各家居的用戶界面也發(fā)生了巨大的變化,原來(lái)的指示燈、數(shù)碼管等家電顯示已不能滿足智能家居的要求,中小型LCD面板、觸摸彩色圖形顯示已成為必不可少的一部分。
LCD圖形顯示解決方案:
Microchip提供一項(xiàng)技術(shù)可利用一種日趨流行的低成本無(wú)控制器解決方法:32位PIC32單片機(jī)憑借其優(yōu)秀的性能,使用外設(shè)創(chuàng)建一個(gè) “虛擬”圖形控制器來(lái)進(jìn)行圖形繪制,且不會(huì)占用大量CPU時(shí)間,可以直接驅(qū)動(dòng)LCD,免除了外部圖形控制器的成本和復(fù)雜性
PIC32 Graphic在智能家居的應(yīng)用:
硬件實(shí)現(xiàn)原理:
一般來(lái)說(shuō),無(wú)控制器圖形系統(tǒng)需要以特定速率向顯示屏發(fā)送一幀的像素信息。刷新率通常為60 Hz左右。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),系統(tǒng)必須不斷向LCD面板發(fā)送幀數(shù)據(jù)。初看之下,該任務(wù)似乎會(huì)占用MCU中的大部分CPU時(shí)間。但是,對(duì)于含有用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹苯哟鎯?chǔ)器訪問(wèn)(Direct Memory Access,DMA)外設(shè)的PIC32 MCU,情況則并非如此。
該DMA外設(shè)可將數(shù)據(jù)從一個(gè)位置傳輸?shù)搅硪粋€(gè)位置,可直接向顯示屏渲染圖形,實(shí)現(xiàn)“虛擬”圖形控制器而無(wú)需CPU干預(yù),只需要不到5%的CPU時(shí)間。在無(wú)控制器圖形方法中,DMA 設(shè)置為每次通過(guò)并行主端口(Parallel Master Port,PMP)傳輸一行幀數(shù)據(jù)。每行都包含許多像素。DMA在一次傳輸過(guò)程中發(fā)送幀緩沖區(qū)的一部分。PMP或定時(shí)器中斷請(qǐng)求用于在傳輸一行數(shù)據(jù)前觸發(fā)下一次DMA傳輸。在含有非持續(xù)中斷的PIC32器件中,使用定時(shí)器作為DMA觸發(fā)源。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中,PMP在每次像素傳輸后選通讀或?qū)懶盘?hào)。PMP外設(shè)的讀/寫(xiě)選通信號(hào)用作顯示屏的像素時(shí)鐘。傳輸每行像素?cái)?shù)據(jù)之后,CPU將被DMA中斷,LCD面板所需的特定定時(shí)信號(hào)(例如,HSYNC、VSYNC和DEN)將更新。此過(guò)程將不斷重復(fù),直到整個(gè)幀繪制完畢為止。幀存儲(chǔ)在易失性存儲(chǔ)器中,因此圖像可以是動(dòng)態(tài)的。在本設(shè)置中,使用SRAM存儲(chǔ)器。該配置是無(wú)控制器圖形系統(tǒng)的基礎(chǔ)。系統(tǒng)可設(shè)置為使用內(nèi)部SRAM存儲(chǔ)器或外部SRAM存儲(chǔ)器。
在智能家居設(shè)計(jì)初期,可以使用PIC32MX795F12L器件的入門(mén)工具包(DM320001)、LCC圖形板(AC164144)及可配套使用的QVGA觸摸屏或WQVGA觸摸屏,設(shè)計(jì)圖形顯示界面。PIC32MX795F12具有高達(dá)512KB閃存和128 KB RAM,這給開(kāi)發(fā)人員在設(shè)計(jì)應(yīng)用程序代碼、通信協(xié)議棧和數(shù)據(jù)緩沖時(shí)提供了充足的空間。
軟件設(shè)計(jì):
由于Microchip提供功能強(qiáng)大的圖形庫(kù),可視圖形顯示設(shè)計(jì)器(VGDD),圖形資源轉(zhuǎn)換器,圖形PICtail? Plus顯示屏等,可快速方便地創(chuàng)建GUI,節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本。
本應(yīng)用將GDD X工具與MPLAB?X IDE配合使用來(lái)創(chuàng)建智能家居嵌入式圖形應(yīng)用程序。在MPLAB?X IDE新建工程,工程中打開(kāi)GDD X工具進(jìn)行圖形界面設(shè)計(jì),生成代碼,然后在代碼中進(jìn)行硬件配置,添加界面顯示外的功能程序。
在智能家居主控制器顯示中,圖形顯示主界面提供大多數(shù)用戶可能最想經(jīng)常看到的高級(jí)信息,以及設(shè)計(jì)直觀的菜單供選擇,文字結(jié)合圖形顯示,讓用戶能快速獲取所需的信息
GDD X工具提供的豐富的控件使的設(shè)計(jì)變得更加豐富,如進(jìn)度條控件可以直觀得表示家用電器功能的完成情況,儀表盤(pán)控件可以讓空調(diào)的溫度顯示更美觀。
圖形庫(kù)與32位PIC? MCU配合使用,可以模塊化設(shè)計(jì),僅編譯您想要編譯的。支持多達(dá)24 bpp顏色深度,支持梯度、透明、alpha混合及漸變,隨我們的低成本、全功能開(kāi)發(fā)工具提供了演示源代碼,對(duì)于Microchip客戶免費(fèi),包含源代碼,包含多個(gè)顯示控制器驅(qū)動(dòng)程序,使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單靈活,大大縮短可開(kāi)發(fā)時(shí)間,讓設(shè)計(jì)變得更加容易。
其他擴(kuò)展功能:
除了圖形功能之外,PIC32? MCU還集成了用于USB、CAN、以太網(wǎng)和電容觸摸傳感的外設(shè),可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)、升級(jí)、優(yōu)盤(pán)中圖片和音樂(lè)讀取等,更加體現(xiàn)PIC32? MCU在智能家居的完美應(yīng)用。