設(shè)計(jì)基于MSP430單片機(jī)的微功耗中文人機(jī)界面

三、鍵盤(pán)接口

MSP430F149的P1、P2口除了支持輸入、輸出以外，還支持硬件中斷。P1、P2口的8個(gè)引腳都有各自的控制寄存器，每個(gè)引腳可以單獨(dú)控制，并且每個(gè)引腳都可以作為中斷源，每一引腳都可以單獨(dú)選擇中斷觸發(fā)沿，單獨(dú)允許中斷。P1、P2口各使用一個(gè)中斷向量，P1.0～P1.7產(chǎn)生同一個(gè)中斷，P2.0～P2.7也產(chǎn)生同一個(gè)中斷。P1、P2口的這種結(jié)構(gòu)非常適合實(shí)現(xiàn)基于中斷的鍵盤(pán)輸入響應(yīng)程序。

本系統(tǒng)中使用2×2的行列式鍵盤(pán)。鍵盤(pán)程序采用行掃描法。即P1.0、P1.1接兩根列線，列線定義為輸出口，P1.2、P1.3接兩根行線，行線定義為輸入口。兩根行線需接10K上拉電阻。

基于對(duì)系統(tǒng)低功耗要求的考慮，鍵盤(pán)輸入響應(yīng)程序應(yīng)設(shè)計(jì)為中斷方式運(yùn)行的。即有鍵按下時(shí)，產(chǎn)生中斷把MCU從休眠狀態(tài)喚醒，并啟動(dòng)定時(shí) 12ms的定時(shí)器，隨后MCU又進(jìn)入休眠狀態(tài)。當(dāng)定時(shí)器產(chǎn)生中斷時(shí)再次將MCU從休眠狀態(tài)喚醒，此時(shí)掃描鍵盤(pán)，若有鍵按下，則計(jì)算出鍵值，并執(zhí)行該鍵值對(duì)應(yīng)的功能程序。執(zhí)行完該程序后，MCU再次進(jìn)入休眠狀態(tài)。

四、漢字顯示的原理與部分程序?qū)嵗?

1、圖形點(diǎn)陣液晶的漢字字模

與在DOS中顯示漢字不同的是，圖形點(diǎn)陣液晶并不是簡(jiǎn)單地用畫(huà)點(diǎn)的方式來(lái)描出漢字。直接從中文系統(tǒng)漢字字庫(kù)中提取的漢字字模并不能直接在液晶上顯示，通常都必須經(jīng)過(guò)格式上的調(diào)整和轉(zhuǎn)換。標(biāo)準(zhǔn)16點(diǎn)陣漢字（如希望漢字的HZK16）字模數(shù)據(jù)的排列形式如圖4。

由于一個(gè)SED1520顯示控制器能控制80×16點(diǎn)陣液晶的顯示，其顯示RAM共16行，分2頁(yè)，每頁(yè)8行。連續(xù)16列相鄰2頁(yè)的32字節(jié)顯示RAM就可以控制一個(gè)漢字的顯示區(qū)域（如圖5）。對(duì)這些顯示RAM賦以相應(yīng)值就可以顯示出一個(gè)漢字。

圖4 標(biāo)準(zhǔn)漢字字模排列形式圖5 SED1520漢字字模排列形式

由圖4和圖5所示可見(jiàn)，SED1520圖形點(diǎn)陣液晶顯示控制器漢字字模的排列順序和方式與標(biāo)準(zhǔn)漢字字模完全不同。液晶字模數(shù)據(jù)可以通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)字模數(shù)據(jù)進(jìn)行位運(yùn)算后得到。

實(shí)際編程中，具體漢字的液晶字模數(shù)據(jù)應(yīng)存放在MSP430F149單片機(jī)的FLASH存儲(chǔ)器中。

2、液晶顯示器初始化流程

在液晶顯示信息之前，必須先對(duì)液晶進(jìn)行初始化。

初始化的流程如下：

需注意，MG-12232模塊內(nèi)雖然一片SED1520控制器實(shí)際控制區(qū)域?yàn)?1列，但清除顯示RAM時(shí)，仍應(yīng)按80個(gè)RAM單元清除。

3、部分程序?qū)嵗?

程序是在MSP430單片機(jī)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)IAR Embedded Workbench下采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，仿真機(jī)采用了TI公司的MSP－FET430P410。

由于本系統(tǒng)中選用了MSP430F149單片機(jī)，對(duì)源程序編譯前需對(duì)IAR Embeded WorkBench平臺(tái)進(jìn)行以下設(shè)置：

A. 點(diǎn)擊Project菜單下的Options…命令進(jìn)入設(shè)置窗口，對(duì)左邊Category框內(nèi)的"XLINK"選項(xiàng)下的"Include"頁(yè)面進(jìn)行設(shè)置，把 "XCL file name"框的內(nèi)容設(shè)置為"C:Program FilesIAR Systemsew23430icc430msp430F149A.xcl"。

B. 點(diǎn)擊Project菜單下的Options…命令進(jìn)入設(shè)置窗口，對(duì)左邊Category框內(nèi)的"C-SPY"選項(xiàng)下的"Setup"頁(yè)面進(jìn)行設(shè)置，把 "Chip Description"框的內(nèi)容設(shè)置為"C:Program FilesIAR Systemsew23430cw430msp430F149.ddf"。

以下給出了一些常量定義和發(fā)送命令字子程序（SEND_COM）、發(fā)送數(shù)據(jù)子程序（SEND_DATA）及液晶狀態(tài)查詢子程序（LCD_STE）的源代碼。

#include"msp430x14x.h"
;程序在液晶上顯示"漢字液晶"。
;---------定義LCD的引腳
LCD_RSTEQU04H;P4.2
LCD_E1EQU40H;P4.6
LCD_E2EQU20H;P4.5
LCD_RWEQU10H;P4.4
LCD_A0EQU08H;P4.3
;----------定義LCD使用的數(shù)據(jù)寄存器
LCD_PAGEEQU0200h;定義顯示頁(yè)面
LCD_ORDEREQU0201h;暫存液晶控制指令
LCD_DATAEQU0202h;暫存液晶數(shù)據(jù)
LCD_CNTEQU0203h;液晶計(jì)數(shù)存儲(chǔ)器
LCD_ROWEQU0204h;存放列地址數(shù)據(jù)
LCD_LINEEQU0205h;存放行地址數(shù)據(jù)
LCD_CHAREQU0206h;存放當(dāng)前字符數(shù)據(jù)的首地址
LCD_BYTECNTEQU0207h;存放要顯示的字節(jié)數(shù)
LCD_STATUSEQU0208h;存放液晶當(dāng)前狀態(tài)的數(shù)據(jù)
SEND_COM;發(fā)送命令字子程序，以LCD_ORDER為入口參數(shù)
BIS.B#LCD_E1,P4OUT;SETE1=1,使能CHIP1
CALL#LCD_STE
BIC.B#LCD_A0,P4OUT;A0=0,SENDOUTINSTRUCTION
BIC.B#LCD_RW,P4OUT;R/W=0,WRITABLE
BIS.B#0FFH,P5DIR;SETP5PINSOUTPUT
MOV.BLCD_ORDER,P5OUT;SENDORDERBYTETOLCD
BIC.B#LCD_E1,P4OUT;SETE1=0
RET
;發(fā)送數(shù)據(jù)子程序，以LCD_DATA為入口參數(shù)
SEND_DATABIS.B#LCD_E1,P4OUT;SETE1=1
CALL#LCD_STE
BIS.B#LCD_A0,P4OUT;A0=1,SENDOUTDATA
BIC.B#LCD_RW,P4OUT;R/W=0,WRITABLE
BIS.B#0FFH,P5DIR;SETP5PINSOUTPUT
MOV.BLCD_DATA,P5OUT;SENDDATABYTETOLCD
BIC.B#LCD_E1,P4OUT;SETE1=0
RET
;讀液晶當(dāng)前狀態(tài)的子程序LCD_STE
LCD_STEBIC.B#LCD_A0,P4OUT;A0=0,SENDOUTINSTRUCTION
BIS.B#LCD_RW,P4OUT;R/W=1,READABLE
BIC.B#0FFH,P5DIR;SETP5PINSINPUT
STE_AGNMOV.BP5IN,LCD_STATUS;GETSTATUSDATAFROMLCD
BIT.B#80H,LCD_STATUS;如狀態(tài)存儲(chǔ)器第7位為1，忙，則等待
JCSTE_AGN
RET

五、結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)利用MSP430F149單片機(jī)、MG-12232圖形點(diǎn)陣液晶模塊和行列式鍵盤(pán)接口構(gòu)建了基于3V電平的低電壓、微功耗的中文人機(jī)界面。實(shí)際使用中，此人機(jī)界面消耗電流不足1mA，這種設(shè)計(jì)方案取得了很好的微功耗效果。

參考文獻(xiàn)
1． MSP430系列FLASH型超低功耗16位單片機(jī)，胡大可，北京航空航天大學(xué)出版社，2001
2． MSP430x1xx Family User's Guide, 2000
3． MSP430x13x,MSP430x14x Data sheet, 2000