Einbindung von LCDs in Embedded Designs
Diskretes Design oder Standardlösung?
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Smartes Anzeigemodule als Alternative
Der alternative Ansatz besteht darin, ein intelligentes Anzeigemodul zu verwenden. Ein solches Modul verfügt in der Regel neben einem eigenen Mikrocontroller über eine branchenübliche Schnittstelle für die Kommunikation mit dem Host. Der Einsatz des Moduls hat den Vorteil, dass alle Treiber, Primitiven und GUI-Funktionen bereits entwickelt und getestet wurden. Außerdem kann die Host-MCU alle Anzeigeaufgaben auf das Modul laden, damit der Host der Anwendung all seine Ressourcen widmen kann.
Ein Beispiel für ein geeignetes Modul ist das 4,3-Zoll-Gen4-uLCD-43DCT-CLB von 4D Systems (Bild 3). Mit einem kapazitiven Touch-Controller wird es von einem Diablo16-Grafikprozessor von 4D Systems angetrieben und bietet eine umfangreiche Palette an Peripherie-Schnittstellen – darunter 16 konfigurierbare GPIOs, von denen einige für PWM, I2C, SPI, Quadratur-Eingang und ADC-Eingang verwendet werden können. Außerdem ist er mit einem microSD-Kartensteckplatz ausgestattet, der eine lokale FAT16-Speicherfähigkeit für grafische Bilder und Daten bietet.
Die Anzeige hat eine Auflösung von 480 x 272 Pixel und bietet RGB-65K-true-to-life-Farben. Es stehen sechs 32750-Byte-Flash-Speicher für Benutzeranwendungs-Codes und Daten sowie weitere 32-kb-SRAM für Benutzeranwendungen zur Verfügung. Die Abmessungen sind 123 x 84,5 x 8,4 mm³ und es gibt eine Glasabdeckungsblende, die eine leichte Montage in der Endanwendung ermöglicht.
Das Modul kann je nach Host-Anwendung in unterschiedlicher Weise verwendet werden. Wenn die Anwendung nur wenige Ressourcen oder wenig Komplexität erfordert, kann der Hauptanwendungscode auf dem Modul als intrinsischer Teil des grafischen Verarbeitungscodes ausgeführt werden. Normalerweise ist dies nicht der Fall und das Modul wird mit dem Host verbunden. Unabhängig von den oben genannten Ansätzen wird der Zugriff auf die umfangreichen Display-Fähigkeiten des Moduls mit dem 4D Systems Workshop4 IDE problemlos erreicht.
Mithilfe einer integrierten Software-Entwicklungsumgebung über die gesamte 4D-Produktpalette hinweg wird die volle grafische Funktionalität durch den Einsatz von 4DGL, einer Grafik-Programmiersprache, erreicht. Schriftarten, verschiedene Maßstabsarten, Tasten, Schieberegler und viele andere grafische Objekte werden durch Workshop4 bedient. Außerdem können benutzerdefinierte Lösungen für eigene Anwendung entworfen werden.
Möglichkeiten für die Entwicklung von Anwendungscodes
Workshop4 bietet mehrere Möglichkeiten, um Anwendungscodes für den Betrieb von Anzeigen zu entwickeln. Mit der Designer-Umgebungs-Methode (Bild 4a) lassen sich 4DGL-Codes schreiben. Die beiden anderen Methoden verwenden eine visuellere Vorgehensweise bei der Auswahl von Grafikobjekten wie Messgeräte, Schieberegler
und Tasten und bringen sie auf einem virtuellen Bildschirm in Position. Die ViSi-Methode bietet einen Drag-and-Drop-Ansatz und ermöglicht es, einen anwendungsspezifischen 4DGL-Code hinzuzufügen, während die ViSi-Genie-Umgebung (Bild 4b) einen vollkommen codefreien Ansatz für die Gestaltung einer grafischen Anwendungsoberfläche bietet.
Die Kommunikation zwischen der Host-MCU und dem Display-Modul
erfolgt häufig über eine serielle Schnittstelle. Zu diesem Zweck wird eine 4DGL-Bibliothek zur Verfügung gestellt, sodass beispielsweise ein Datenpunktwert und das Messgerät, auf dem er angezeigt werden muss, die einzigen Elemente sind, die von der Host-MCU auf das Anzeigemodul übertragen werden müssen.
Wenn man eine grafische LCD-Anzeige zu einem Design hinzufügen möchte, sollten die Ingenieure sorgfältig prüfen, ob ein diskreter Ansatz im Rahmen der Projektfrist und des Kostenbudgets möglich ist. Intelligente Display-Module können zusammen mit ihren grafischen Gestaltungswerkzeugen den gesamten Entwurfsprozess erheblich beschleunigen und dafür sorgen, dass funktionierende Prototypen in kürzester Zeit geliefert werden können.
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