智能分析仪显示系统的分析与实现

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1、智能分析仪显示系统的分析与实现摘要：本文深入分析了某一体化智能分析仪显示系统的设计目的，并对显示系统软件和硕件工作原理进行了分析，阐述其具体的设计原理及实现方案。关键词：透明；象素深度；颜色查找表；自动增量；清仓屮图分类号：TP23文献标识码：ADOI:10.3969/j.issn.1003-6970.2013.03.0320引言在智能测量仪器系统中，显示输出在人机交互中具有非常重要的作用，为了降低仪器成本，减小仪器的重量体积，因此在本文中的智能分析仪系统选择了LCD液晶显示器作为系统的显示输出。在测

2、量仪器中，显示系统是为了配合主机对测量结果进行显示输出，这是一个高效的数据处理过程，需要一个功能强劲的显示处理器来配合主机进行并行处理來提高实时系统的效率。本系统采用的TI公司的TMS34010图形系统处理器(GrahpicsSystemProcessoTGSP)作为显示系统处理器,在显示系统的主要设计工作上是如何解决和LCD显示器接口的问题。在显示硕件涉及中采用数字接口方案，具体电路上来说上，是将与TMS34010芯片配套系统(Colorplatte)中完成调色板功能的TMS34070芯片用EPLD

3、替换掉，直接与LCD接口。在软件上的工作主要是合理地设计显示屏幕、控制视频时序和并编写止确的软件的绘图指令，使之与现在采用的LCD的液晶显示器的640*480的分辨率相匹配。这牵涉到许多方面。包括主机对GSP寄存器初始化，对颜色查找表初始化，重新设计与GSP屏幕坐标相关的PDI指令、字符显示及设置显示视频寄存器时序使之与具体的LCD视频时序的耍求相匹配等。要进行软件设计需要对显示系统的硬件有一个清楚的认识。如上图所示GSP的系统结构框图包括3部分，主机接口、局部存储器接口及与视频刷新有关的显示器控制接

4、口。来自数字屏幕的视频数据输出的颜色索引号经过调色板芯片TMS34070的颜色查找转换成相应的R,G,B三基色的颜色强度，并经过DAC转换成相应的颜色信号输出。在实际使用中使用EPLD代替TMS34070,去掉DAC,将颜色查找表的R、G、B数字数据直接输出到LCDoIISYNC和VSYNC都可以用原信号，数据有效(DEN)可以用视频复合消隐信号来代替。系统显示系统由16片VRAM在物理上组成一个4*4的方阵结构，数据从横方向写入，从纵方向串行输出进行屏幕刷新。在每一个VCLK周期同时输出4个象素。在

5、与LCD接口的显示系统中，合理地安排数字屏幕的大小和输出是十分重要的。软件实际设计中采用640*480分辨率，并使用两屏显示数据(主屏与副屏)交替显示进行显示刷新(当前绘图的屏幕和当前刷新显示输出的屏幕分开，避免绘图时清除屏幕引起的闪烁)，象素深度为4,因此同屏能显示16种颜色。每一屏第一行数据为颜色查找表(LUTcolorlookuptable)o每一个颜色查找表项控制调色板转换芯片的数据为12位，因此最多可以有4096种颜色。木显示系统木系统理论上的最大分辨率为1024*511,实际上可以设计成两

6、种分辨率1024M00和640*480,在使用磁偏转的显示器情况下可以采用1024*400分辨率，在使用LCD显示器的情况下采用640*480分辨率。2图形显示系统的软件结构2.1GSP复位当系统复位后，复位使TMS34010进入初始化状态，在RESET的下降沿，IICS片选信号的输入状态决定GSP处于保持状态还是开始运行指令的两种方式之一，主机引导或自引导方式，当复位结束时HCS为低电平，为自引导方式，GSP将从地址FFFFFFE0处取出复位中断向量，开始运行它的复位服务程序。当复位结束时HCS为高

7、电平，为主机引导方式，在主机清除GSP的HSTCTRL寄存器中的HLT位，GSP都处于暂停状态，此时，主机将从GSP的主机接口利用主机接口寄存器的自动增量特性快速装入GSP的程序代码和数据。然后置入GSP的复位中断向量，最后将HSTCTRL寄存器屮的HLT位置0,使GSP开始运行复位程序。2.2GSP与主机的通讯主机从GSP主机接口写入的不只是GSP的程序和初始化数据，还有与GSP的通讯的PDI（picturedescribleinstruction图形描述指令）指令,这些PDI指令被写入在FFF00

8、000-FFF80000的32K字的区内，这是主机与GSP的通讯数据区。GSP的主程序是一个解释程序，它顺序从通讯区取出PDI指令，并对其进行解释，然后刷新屏幕。GSP初始状态时，PDI指令的取指指针为FFF00000,在本系统中实现的PDI指令有11条，其中只有JUMP或END指令能改变GSP的PDI指令的取指指针（见下节）。GSP的软件结构决定了GSP的通讯区的高度结构化，这种结构由主机來完成。在分析仪中，显示的图形和字符信息包括提示信息、激活功能信