В статье представлена микроконтроллерная система на основе модулей TE-ULCD35 и TE-STM32F107 компании «Терраэлектроника». Дисплейный модуль TE-ULCD35 имеет встроенную библиотеку графических функций. Модуль управления TE-STM32F107 на основе 32-разрядного микроконтроллера с ядром Cortex-M3 включает порты Ethernet, USB OTG, CAN и RS232. Тандем модулей позволяет достичь высокой скорости обработки событий и, одновременно, реализовать современный и дружественный графический интерфейс. Модули «Терраэлектроники» представляют собой завершенные решения, которые могут быть использованы как при макетировании, так и для установки в серийные изделия.
Разработка систем на основе 32-разрядных микроконтроллеров (МК), имеющих встроенный контроллер цветного графического дисплея, в ряде случаев позволяет получить весьма эффективные решения. Однако использование единственного в системе МК и для целей управления и для обслуживания дисплея часто ограничивает скорость выполнения обоих процессов. Для создания развитого интерфейса пользователя требуется разработать библиотеку графики.
Обеспечить быструю обработку событий в МК-системе с развитым и дружественным интерфейсом оператора можно посредством структуры на основе двух или нескольких МК, каждый из которых специализируется на выполнении одной или нескольких функций. Связи между МК могут быть организованы через последовательные скоростные интерфейсы. При таком подходе отображение на цветном графическом дисплее может формировать специализированный 32-разрядный МК, а управление системой выполнять другой микроконтроллер, в т.ч. 16- или 8-разрядный (см. рис. 1).
 |
|
Рис. 1. Структурная схема микроконтроллерной системы с разделением функций отображения и управления |
Компания «Терраэлектроника» разработала модули TE-ULCD35 и TE-STM32F107, которые позволяют реализовать 32-разрядную микроконтроллерную систему с разделением функций управления и отображения информации.
На рисунке 2 показан внешний вид микроконтроллерной системы на основе модулей TE-ULCD35 и TE-STM32F107, а на рисунке 3 — набор интерфейсов этого тандема.
 |
|
Рис. 2. Микроконтроллерная система на основе TE-ULCD35 и TE-STM32F107 |
 |
|
Рис. 3. Интерфейсы системы на основе тандема TE-ULCD35 и TE-STM32F107 |
Модуль TE-ULCD35 разработан компанией «Терраэлектроника» на основе цветного графического дисплея с диагональю 3,5 дюйма и 32-разрядного МК LPC2478, старшей модели семейства ARM7 компании NXP.
В память программ МК на этапе изготовления загружается библиотека графических функций. Из прикладной программы функции могут быть вызваны при помощи SPI-команд. Это значительно упрощает формирование изображения на TFT-дисплее, а также обслуживание сенсорного экрана. Имеется возможность обновления загруженной библиотеки. Для хранения графических объектов пользователя предназначена карта microSD.
Модуль TE-ULCD35 включает в свой состав:
– дисплей с диагональю 3,5 дюйма, разрешением 320×240 точек и сенсорным экраном;
– микроконтроллер LPC2478: 16/32-разрядное ARM7TDMI-S ядро, 72 МГц, флэш-память программ объемом 512 Кбайт, SRAM емкостью 98 Кбайт, контроллер LCD;
– внешнюю NOR флэш-память объемом 4 Мбайт и SDRAM объемом 8 Мбайт;
– слот карты microSD;
– разъем порта SPI;
– разъем питания 5 В;
– посадочное место отладочного разъема JTAG;
– посадочное место клеммного разъема питания 5 В.
Для разработчика дисплейный модуль представляется в виде программно-логической модели, которая включает список программно доступных регистров и набор SPI-ко-манд.
Отлаживать программное обеспечение дисплейного модуля можно с использованием скриптов, записанных на SD-карту графического микроконтроллера. Примеры создания графических изображений на дисплее, переключения их при нажатии на изображения клавиш через сенсорный экран приведены в приложениях к документу «Руководство программиста».
В информационно-управляющей системе с разделением функций управления и отображения графической информации SPI-команды на дисплейный модуль подает управляющий микроконтроллер (см. рис. 1).
Модуль TE-STM32F107 разработан в компании «Терраэлектроника» на основе 32-разрядного МК STM32F107 компании STMicroelectronics. Этот микроконтроллер имеет ядро Cortex-M3, порт Ethernet, порт USB OTG и два порта CAN. Конструктивные и схемные решения модуля TE-STM32F107 позволяют использовать его для управления модулем TE-ULCD35 при создании системы с разделением функций.
Отличительные особенности модуля TE-STM32F107:
– микроконтроллер STM32F107VCT6: 72 МГц Cortex-M3, 256 Кбайт флэш-памяти программ, 64 Кбайт ОЗУ, два 12-разрядных АЦП (16 внешних каналов), два 12-разрядных ЦАП, Ethernet MAC 10/100, USB OTG, 2xCAN, 5хUSART, 3хSPI, I2C, корпус LQFP100;
– SPI флэш-память AT45DB161D (16 Мбит);
– разъем и драйвер порта Ethernet;
– разъем порта USB OTG;
– 2 разъема и драйверы портов CAN;
– 2 разъема портов RS232;
– разъем JTAG;
– аудиоусилитель и динамик;
– 31 линия портов микроконтроллера выведена на разъем;
– разъем питания 7,5…9,0 В;
– размеры платы модуля 85×70 мм.
Для подключения к дисплейному модулю TE-ULCD35 на плате TE-STM32F107 имеются посадочные места двух разъемов. Через один из них подается питание, а второй служит для организации SPI-интерфейса.
Для фиксации дисплейного модуля в корпусе или на лицевой панели пульта управления предусмотрены четыре отверстия на подложке дисплея. При объединении модулей TE-STM32F107 устанавливается на стойках дисплейного модуля. При этом питание передается с управляющего модуля через разъем на дисплейный модуль.
Тандем модулей «Терраэлектроники» TE-ULCD35 и TE-STM32F107 представляет собой завершенное решение, готовое для интеграции в научные, промышленные, торговые и бытовые изделия, которые для управления требуют формирования цветных графических изображений и интерактивной связи с оператором.
Более полную информацию можно получить по адресу www.terraelectronica.ru