科學(xué)知識(shí)的奇思妙想，腦洞大開的智慧比拼！第二屆立創(chuàng)商城電子制作節(jié)30強(qiáng)&入圍獎(jiǎng)名單火熱出爐：http://club.szlcsc.com/article/details_8910_1.html！ 30強(qiáng)選6強(qiáng)投票正在進(jìn)行中，快來(lái)圍觀：http://club.szlcsc.com/article/details_8913_1.html !

 

本作品為第二屆立創(chuàng)商城電子制作節(jié)一等獎(jiǎng)作品，作者立創(chuàng)社區(qū)ID：西城島V3；轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處，未經(jīng)允許不得用作商業(yè)用途。作品原鏈接：http://club.szlcsc.com/article/details_6386_1.html。

一、作品簡(jiǎn)介 

本作品--虛擬LCD( Virtual LCD )基本上是一款軟硬件組合的產(chǎn)品，它利用當(dāng)今先進(jìn)的軟件編程技術(shù)，配合簡(jiǎn)單的外圍 硬件（只需一根RS232電纜或直接TTL電平的232信號(hào)、I2C、SPI），再普通的一臺(tái)PC機(jī)上可實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)物L(fēng)CD 的100%仿真模擬------不僅僅是畫面外觀上的“靜態(tài)”仿真，更是對(duì)顯示行為/動(dòng)作上的“動(dòng)態(tài)”仿真！  客戶的硬件主板(MCU/FPGA/DSP)通過(guò)RS232電纜跟PC機(jī)連接后，即可進(jìn)行軟硬件上的同步動(dòng)態(tài)仿真！ 此時(shí)，客戶的系統(tǒng)就相當(dāng)于接上了一個(gè)“真正”的實(shí)物L(fēng)CD顯示器一樣。

特性&亮點(diǎn)： 

 1、 非純軟件方式的仿真，而是軟硬件聯(lián)調(diào)的仿真技術(shù)，并且不依賴于客戶的任何硬件和軟件平臺(tái)! 

2、 同步動(dòng)態(tài)地仿真實(shí)物L(fēng)CD的顯示效果和動(dòng)作，仿真指令與所用實(shí)物L(fēng)CD 控制器的指令100%一致! 

3、 支持仿真任何分辨率的圖形點(diǎn)陣型、字符點(diǎn)陣型、筆段(SEGMENT)型的實(shí)物L(fēng)CD。  

4、 支持仿真任何顏色( 單色、4灰階、16灰階、256色、16位色、24位色、32位色)的實(shí)物L(fēng)CD，包括TFT液晶顯示器。

5、 基于多線程的編程技術(shù)和高效繪圖技術(shù)，做到了高速仿真！  

6、 仿真所需的硬件成本極低 --- 僅需要一根RS-232 電纜。SPI或8bit-Parallet、I2C接口也可定制。 

7、 交貨速度快！收到定制單后，24小時(shí)內(nèi)即可交貨！傳統(tǒng)實(shí)物L(fēng)CD的開模周期要一個(gè)月。

8、 價(jià)格低！定制費(fèi)不及實(shí)物L(fēng)CD開模費(fèi)的5 ~ 10%！ 

9、 可反復(fù)修改，修改快速！傳統(tǒng)開模方式不可比擬。

二、應(yīng)用案例

三、系統(tǒng)框架

如上圖所示，此虛擬LCD系統(tǒng)包括幾個(gè)組成部分：硬件采集板、運(yùn)行于電腦端的顯示屏仿真軟件及電腦本身配置的顯示器。其中，硬件采集板由USB轉(zhuǎn)HID芯片CH9326和STM8S007C8T6組成，后者通過(guò)提供SLAVE從模式的I2C接口或SPI接口，或TTL-232接口接收客戶主板上發(fā)出的顯示控制指令和數(shù)據(jù)。然后ST意法半導(dǎo)體的8Bit 單片機(jī)STM8S007C8T6 把這些數(shù)據(jù)打包（通過(guò)串口的方式）給免USB驅(qū)動(dòng)的H9326芯片，接著由CH9326通過(guò)USB接口上傳給PC電腦端的仿真軟件，最后由仿真軟件在電腦顯示器上繪制所需的LCD、LED圖案或圖像出來(lái)。

實(shí)際使用過(guò)程中，硬件采集板不用更換，只需要改變仿真軟件的編程和方法，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同LCD、LED顯示屏的功能模擬、效果模擬！

四、硬件設(shè)計(jì)

下面介紹一下這個(gè)虛擬LCD系統(tǒng)所需要的硬件采集板的相關(guān)硬件設(shè)計(jì)原理圖。

備注：圖3中，U5是過(guò)流保護(hù)芯片，通過(guò)電阻R8我們可以設(shè)置電流保護(hù)的大小，如 果不需要該功能直接用可恢復(fù)保險(xiǎn)絲F1代替也可以，只是U5具有比F1超快得多的保護(hù)速度！此外，U4是一款高速低壓差、高抗紋波率、且?guī)л敵龆搪繁Ｗo(hù)功能的LDO芯片MD53U33，該芯片為系統(tǒng)VCC電源提供3.3V的供電，如果VCC不想得到3.3V供電，那么短接跳線JP2即可得到5V的供電。

備注：圖4中主控芯片由U2 8Bit單片機(jī)STM8S007C8T6完成，P1接口是SWIM在線調(diào)試和燒錄接口。

備注：CH9326是一款HID轉(zhuǎn)串口芯片。CH9326支持雙向數(shù)據(jù)傳輸，用于接收串口數(shù)據(jù)，并按照HID  類設(shè)備規(guī)范，將數(shù)據(jù)打包通過(guò)USB口上傳給計(jì)算機(jī)，或者從計(jì)算機(jī)接收符合HID類設(shè)備的USB數(shù)據(jù)包，并從串口進(jìn)行發(fā)送。

備注：U3是STM811，其功能類似常見的電源監(jiān)控芯片STM809，但比STM809功能多帶了一個(gè)人工復(fù)位按鍵的功能。

五、材料清單（BOM列表）

以下是這個(gè)電子制作的BOM列表，器件全部采購(gòu)來(lái)自立創(chuàng)商城（www.sosenglish.com.cn）,PCB板的制造在深圳嘉立創(chuàng)完成。（詳情見立創(chuàng)社區(qū)http://club.szlcsc.com/article/details_7355_1.html）

六、軟件部分的描述

此虛擬LCD系統(tǒng)的軟件，包含了兩個(gè)方面的內(nèi)容：一個(gè)是PC端、運(yùn)行于Winodws界面下的顯示仿真軟件；另外一個(gè)是硬件采集板stm8s007C8T6單片機(jī)端的數(shù)據(jù)收發(fā)軟件（固件）。其中，PC端的軟件采用VC++ 編寫，涉及的主要關(guān)鍵技術(shù)是：多線程下對(duì)USB通信芯片CH9326的讀寫和仿真界面的繪圖（繪圖特別采用了雙緩存算法，實(shí)現(xiàn)了畫面的非閃爍特效）。

而下位機(jī)端，即單片機(jī)端則較簡(jiǎn)單，它利用內(nèi)置的通信端口(SLAVE從模式下的I2C或SPI及Uart串口1接收客戶主板發(fā)來(lái)的顯示數(shù)據(jù)和指令，然后通過(guò)Uart串口3轉(zhuǎn)發(fā)到USB通信芯片CH9326上，反之亦然。 因篇幅有限，請(qǐng)讀者后續(xù)到立創(chuàng)社區(qū)進(jìn)行源碼的下載，這些代碼都是開源的！

七、總結(jié)

本文介紹的虛擬LCD系統(tǒng)，是一款高性價(jià)比，實(shí)用性很高的人機(jī)界面仿真軟件、輔助設(shè)計(jì)軟件。在實(shí)際使用過(guò)程中，構(gòu)建成本很低的硬件采集板不用更換，只需要改變仿真軟件的編程和功能，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同LCD、LED顯示屏的功能模擬、效果模擬！