XAY DUNG DRIVER TFT CHO FREESTOS

Trường Đại Học Cần Thơ – Khoa Công Nghệ Bộ môn Điện Tử Viễn Thông Luận Văn Tốt Nghiệp Xây dựng Driver TFT cho freeRTOS MỤC LỤC CHƢƠNG 1.1 GIỚI THIỆU VỀ FREE RTOS 1.2 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA FREERTOS 1.2.1 Mã nguồn 1.2.2 Tính tƣơng thích 1.2.3 Dễ dàng mở rộng thu nhỏ 1.2.4 Cho phép lập trình đa nhiệm 1.2.5 Các đối tƣợng dịch vụ 1.2.6 Ngắt 1.2.7 Các đặc điểm nâng cao 1.2.8 Các thành phần bổ sung 1.3 CÁC ĐỐI TƢỢNG CỦA FREE RTOS 1.3.1 Task ( Tác vụ, trình ) 1.3.2 Co-routine – đồng thủ tục 1.3.3 Task co-routine 13 1.3.4 Các đối tƣợng phục vụ truyền thông nội 15 CHƢƠNG 17 2.1 PORT FREE RTOS CHẠY TRÊN CHIP STM32F407 17 2.2 MÀN HÌNH TFT VÀ TẤM CẢM ỨNG ĐIỆN TRỞ 19 2.2.1 Màn hình TFT 19 2.2.2 Tấm cảm ứng điện trở 37 2.3 BOARD STM32F4DISCOVERY 39 2.3.1 Hình ảnh STM32F4DISCOVERY 41 2.3.2 Vi điều khiển STM32F407VGT6 44 2.3.3 Kết nối LCD STM32F4DISCORVERY 45 Trường Đại Học Cần Thơ – Khoa Công Nghệ Bộ môn Điện Tử Viễn Thông Luận Văn Tốt Nghiệp Xây dựng Driver TFT cho freeRTOS CHƢƠNG 47 3.1 TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MÀN HÌNH 47 3.1.1 Các hàm điều khiển LCD 48 3.1.2 Các hàm điều khiển Tuoch Panel 56 CHƢƠNG 58 4.1 TỔNG QUAN 58 4.1.1 Task đổi màu LCD 58 4.1.2 Task ON – OFF LED on board 59 4.1.3 Task cảm ứng chạm 59 4.2 KẾT QUẢ 59 KẾT LUẬN Và KIẾN NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 Trường Đại Học Cần Thơ – Khoa Công Nghệ Luận Văn Tốt Nghiệp Bộ môn Điện Tử Viễn Thông Xây dựng Driver TFT cho freeRTOS LỜI CAM ĐOAN FreeRTOS hệ điều hành đa nhiệm sử dụng rộng rãi LCD cấu trúc nhỏ gọn, thư viện gần gũi dễ sử dụng Thực đề tài sở để phát triển trình điều khiển GUI cho LCD sử dụng freeRTOS Vì chúng em chọn đề tài để làm luận văn tốt nghiệp cho Trong q trình thực đề tài, cịn nhiều thiếu sót kiến thức hạn chế nội dung trình bày báo cáo hiểu biết thành chúng em đạt hướng dẫn thầy Nguyễn Văn Khanh Chúng em xin cam đoan rằng: nội dung trình bày báo cáo Luận văn tốt nghiệp chép từ công trình có trước Nếu khơng thật, chúng em xin chịu trách nhiệm trước nhà trường Cần Thơ, ngày … tháng … năm 20… Nhóm sinh viên thực Nguyễn Hữu Hiện Nguyễn Thanh Lâm Phạm Ngọc Trương Trường Đại Học Cần Thơ – Khoa Công Nghệ Luận Văn Tốt Nghiệp Bộ môn Điện Tử Viễn Thông Xây dựng Driver TFT cho freeRTOS LỜI CẢM ƠN Luận văn thực hướng dẫn KS Nguyễn Văn Khanh Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy hướng dẫn có ý kiến dẫn quý báu suốt trình chúng em làm đề tài Xin chân thành cảm ơn Bộ Môn Điện Tử - Viễn Thông Trường Đại học Cần Thơ tạo điều kiện tốt cho chúng em hoàn thành tốt đề tài Cuối xin bày tỏ lòng cảm ơn tới người thân gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ để chúng em hoàn thành luận văn Cần Thơ,ngày… tháng… năm 2013 Nhóm sinh viên thực Trường Đại Học Cần Thơ – Khoa Công Nghệ Bộ môn Điện Tử Viễn Thông Luận Văn Tốt Nghiệp Xây dựng Driver TFT cho freeRTOS DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Trạng thái task Hình 1.2 Thành phần task Hình 1.3 Trạng thái task run Hình 1.4 Trạng thái task Hình 1.5 Các bước thực thơng tin Queue 16 Hình 2.1 Cây thư mục project 17 Hình 2.2 Thư viện STM32F4 include vào project 18 Hình 2.3 Các thư viện gọi hàm main 18 Hình 2.4 Hệ thống giao tiếp 21 Hình 2.5 Đọc liệu 22 Hình 2.6 Điều chỉnh độ tương phản 25 Hình 2.7 Cơ cấu khuyếch đại màu xám 26 Hình 2.8 Cơ cấu khuyếch đại màu xám 27 Hình 2.9 Điều chỉnh độ tương phản 28 Hình 2.10 Thiết lập biến trở 29 Hình 2.11 Hệ thống giao tiếp 30 Hình 2.12 Dạng sóng mốt 31 Hình 2.13 Dạng sóng mốt 31 Hình 2.14 Hệ thống giao tiếp 6800 bus 32 Hình 2.15 Kết nối điện trở 37 Hình 2.16 Khối liên kết LCD STM32F407 38 Hình 2.17 Vị trí điện trở 39 Hình 2.18 STM32F4DISCOVERY 41 Hình 2.19 Các khối STM32F4DISCORVERY 42 Hình 2.20 Top layout 43 Hình 2.21 Bottom layout 44 Hình 2.22 Khối điều khiển STM32F407VGT6 45 Hình 3.1 Các lớp trình điều khiển 47 Trường Đại Học Cần Thơ – Khoa Công Nghệ Bộ môn Điện Tử Viễn Thông Luận Văn Tốt Nghiệp Xây dựng Driver TFT cho freeRTOS DANH MỤC BẢNG Bảng Đọc ghi liệu 23 Bảng Dữ liệu bus tín hiệu RGB 23 Bảng Thiết lập giao tiếp liệu bus 30 Bảng Chọn chế độ giao tiếp 32 Bảng Chức hệ thống giao tiếp 6800 bus 33 Bảng Kết nối LCD STM32F4 46 Trường Đại Học Cần Thơ – Khoa Công Nghệ Luận Văn Tốt Nghiệp Bộ môn Điện Tử Viễn Thơng Xây dựng Driver TFT cho freeRTOS TĨM TẮT FreeRTOS nhân hệ điều hành thời gian thực miễn phí, mã mở chấp nhận hầu hết hãng thiết kế chip tiếng: STMicrocontroller, TI, Renesas, Microchip, Atmel,…Đề tài tập trung thiết kế trình điều khiển (driver) cho hình TFT hỗ trợ cảm ứng để tích hợp vào freeRTOS giúp người dùng xây dựng ứng dụng GUI cho hệ thống dùng freeRTOS Trong đề tài tìm hiểu cấu trúc hệ điều hành freeRTOS bên cạnh tìm hiểu nghiên cứu hình TFT cảm ứng điện trở Và cuối sử dụng board SMT32F404 hãng STMicrocontroller để xây dựng trình điều khiển cho hình TFT sử dụng hệ điều hành đa nhiệm freeRTOS Kết quả, ứng dụng GUI sử dụng trình điều khiển xây dựng ABSTRACT FreeRTOS is a real-time operating system for free, open source is accepted by most chip design firm famous: STMicrocontroller, TI, Renesas, Microchip, Atmel,…This project ocused design drivers(driver) for touchsreen to support TFT touch panel to integrate into freeRTOS can help users build GUI applications for systems that use freeRTOS In this project we will learn about the structure of the operating system of freeRTOS besides we will learn and study TFT and resistive touchpanels Final, we will use STM32F407 board of STMicrocontroller to build drivers for TFT using multitasking operating system freeRTOS As a result, GUI applications using drivers built Trường Đại Học Cần Thơ – Khoa Công Nghệ Bộ môn Điện Tử Viễn Thông Luận Văn Tốt Nghiệp Xây dựng Driver TFT cho freeRTOS CHƢƠNG GIỚI THIỆU VỀ FREE RTOS 1.1 GIỚI THIỆU VỀ FREE RTOS FreeRTOS RTOS xây dựng phát triển Richard Barry & FreeRTOS Team FreeRTOS đứng đầu thị trường RTOS Hỗ trợ 33 kiến trúc vi điều khiển khác nhận 103000 lượt tải năm Free RTOS phát triển chuyên nghiệp, mạnh mẽ, hỗ trợ miễn phí cho sản phẩm thương mại Trong năm 2011, 2012 2013, freeRTOS đứng đầu khảo sát thị trường RTOS EETimes (EETimes embedded systems market surveys ) hai nội dung: Các nhân RTOS sử dụng cho dự án nhân RTOS xem xét cho hệ thống dự án sau 1.2 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA FREERTOS 1.2.1 Mã nguồn Được viết ngôn ngữ C Được tổ chức rõ ràng, dễ hiểu Không thay đổi nhiều sau phiên bản, phiên sau ln tương thích với phiên trước Chú thích rõ ràng, chức năng, mục đích đoạn code Giúp người sử dụng phát triển theo nhiều hướng khác 1.2.2 Tính tƣơng thích Do viết ngơn ngữ C, nên freeRTOS tương thích với đa số trình biên dịch C Hỗ trợ 33 kiến trúc vi điều khiển khác nhau, điều làm cho freeRTOS trở nên phổ biến với đa số người dùng GVHD: Nguyễn Văn Khanh Trường Đại Học Cần Thơ – Khoa Công Nghệ Bộ môn Điện Tử Viễn Thông Luận Văn Tốt Nghiệp Xây dựng Driver TFT cho freeRTOS Tổ chức nhỏ gọn, nhân freeRTOS nằm gọn tập tin Do đó, ta sử dụng freeRTOS dịng vi điều khiển có nhớ nhỏ, vi điều khiển 8bit 1.2.3 Dễ dàng mở rộng thu nhỏ FreeRTOS hỗ trợ nhiều thành phần dịch vụ khác Ta tùy chỉnh thơng qua tập tin FreeRTOSconfig.h, Yêu cầu tối thiểu để vi điều khiển chạy freeRTOS có 4KB ROM để lưu trữ hệ điều hành 1.2.4 Cho phép lập trình đa nhiệm FreeRTOS hỗ trợ lập trình đa nhiệm, khơng hạn chế số lượng tác vụ mứu ưu tiên ứng dụng.Cho phép nhiều tác vụ có mức ưu tiên 1.2.5 Các đối tƣợng dịch vụ Đối tượng: task, co-routine, semaphore, queue, mutex Dịch vụ: Các dịch vụ phục vụ đối tượng nêu 1.2.6 Ngắt - Một ngắt dừng hoạt động task - Cơ cấu ngắt phụ thuộc dòng vi điều khiển khác 1.2.7 Các đặc điểm nâng cao - Ghi lại hoạt động hệ thống - Thống kê trạng thái thực thi hệ thống - Quản lý nhớ: hỗ trợ giải thuật khác để quản lý nhớ - Bảo vệ nhớ - Ngăn chặn tràn stack 1.2.8 Các thành phần bổ sung Người dùng lựa chọn bổ sung vào freeRTOS thành phần sau:  TCP/IP stack  USB stack: host device  File system: FAT GVHD: Nguyễn Văn Khanh Trường Đại Học Cần Thơ – Khoa Công Nghệ Luận Văn Tốt Nghiệp Bộ môn Điện Tử Viễn Thông Xây dựng Driver TFT cho freeRTOS  Giao diện người dùng Song song với phiên miễn phí freeRTOS, thị trường tồn hai phiên thương mại OpenRTOS SafeRTOS Đây hai RTOS có quyền thương mại tài liệu hướng dẫn chi tiết, sâu rõ ràng phiên miễn phí 1.3 CÁC ĐỐI TƢỢNG CỦA FREE RTOS 1.3.1 Task ( Tác vụ, trình ) Giống tất RTOS khác chúng xây dựng chương trình từ task Các trạng thái task task: Trong trình hoạt động task có hai trạng thái running va not running Not Running Running Hình 1.1 Trạng thái task Hình 1.1 Để đạt multitasking thời điểm có task Running tất task lại trạng thái Not Running Tuy nhiên trạng thái Not Running tồn nhiều trạng thái khác Đối với freeRTOS Not Running chia làm ba trạng thái là: Ready, Blocked Suspended  Trạng thái Ready- sẵn sang: task Ready task có đủ điểu kiện thực thi (khơng bị khóa treo) khơng thực thi có task khác có mức ưu tiên cao thực thi  Trạng thái Blocked – bị khóa: Một task gọi bị khóa đợi khoảng thời gian hay kiện ngồi Tức chưa đử điều kiện để thực thi Ví dụ task gọi hàm taskDelay(), chờ khoảng thời gian, thời gian gọi thời gian bị khóa Hoặc task chờ kiện từ hàng đợi thông điệp hay semaphore Mỗi task bị khóa có thời GVHD: Nguyễn Văn Khanh ... dựng Driver TFT cho freeRTOS LỜI CAM ĐOAN FreeRTOS hệ điều hành đa nhiệm sử dụng rộng rãi LCD cấu trúc nhỏ gọn, thư viện gần gũi dễ sử dụng Thực đề tài sở để phát triển trình điều khiển GUI cho. .. Atmel,…Đề tài tập trung thiết kế trình điều khiển (driver) cho hình TFT hỗ trợ cảm ứng để tích hợp vào freeRTOS giúp người dùng xây dựng ứng dụng GUI cho hệ thống dùng freeRTOS Trong đề tài chúng... As a result, GUI applications using drivers built Trường Đại Học Cần Thơ – Khoa Công Nghệ Bộ môn Điện Tử Viễn Thông Luận Văn Tốt Nghiệp Xây dựng Driver TFT cho freeRTOS CHƢƠNG GIỚI THIỆU VỀ FREE