串口屏之------Usart GPU 使用手册

Usart GPU 使用手册

文档更新日期	更新内容
2014-9-10	C编程sprintf问题
2014-8-8	版本程序1.0，升级了自定义波特率部分
------	原始版本

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第一部分：基础应用

 

概述：

Usart 是串口的意思，GPU 是图形处理器的意思，产品的含义是做一个单片机使用的专用图形处理器，或者称之为串口液晶显示模块。

一、 接线

开箱后，可以将串口输出的4根引脚焊上排插，使用杜邦线将串口接到USB转TTL线上，即可接到电脑USB口上上电，屏幕即会显示第一屏的Hello界面；

说明下：照片中是我调试用的，因此增加了RESET按钮和运行程序刷机切换的BOOT自锁开关，正常使用和产品中不带这两个东东；

主板中使用XC6206接到5V的，6206是一个低压差稳压器，输出3.3V，160mV的低压差，让板子在3.46V即可正常供电，实际使用中，电压低到3V，6206也可以正常输出电压但是不稳压；由于STM32 最低2V即可工作，因此本板子可以直接接单节锂电池即可工作；

二、 上电，观看演示

这是上电后的Hello界面，俗称欢迎界面，此界面属于第一个批界面，可以有上位机程序在PC下自由设计，用户可以在这个界面上设计自己产品的名字和公司的图标；

开机界面十秒种，如果收不到串口命令，就会进入演示状态。正常的量产之后，单片机需要在上电十秒内给串口液晶屏发送指令，只要一发送指令，就自动的进入串口命令状态。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

三、 接GpuMaker

将USB转TTL接入计算机，注意由于程序的原因串口号不能超过10，即COM1~COM9方可使用；

 

从：

http://pan.baidu.com/share/link?shareid=1322038799&uk=3204894695

 下载GpuMaker程序，程序是一个ZIP包，绿色软件，解压到硬盘中即可使用；

如果您有多个使用串口屏的项目，请把此软件解压多份，每份一个项目；

 

运行解开目录中的GpuMaker.exe，系统进入：

选择，左上角的串口号，点击“打开按钮”，串口连接成功；此时点击“发送指令”，液晶屏即可显示表示连接正常；

 

四、 命令表

命令	说明	示例
CLS(c);	用c颜色清屏	CLS(0);
SCC(c,n);	自定义c颜色，颜色值n由上位机提供计算	SCC(15,65535);
SBC(c);	设置背景色C，显示汉字等时无点阵时填的颜色	SBC(1);
PS(x,y,c);	在(x,y)的地方画一个颜色c的点	PS(100,100,1);
PL(x1,y1,x2,y2,c);	从(x1,y1)用颜色c画一条直线到(x2,y2)	PL(0,0,100,0,2);
BOX(x1,y1,x2,y2,c);	用颜色c画一个方框，左上角(x1,y1),右下角(x2,y2)	BOX(0,0,100,100,2);
BOXF(x1,y1,x2,y2,c);	用颜色c画一个实心方框，左上角(x1,y1),右下角(x2,y2)	BOXF(0,0,100,100,2);
PIC(x,y,n);	在(x,y)处画第n幅图	PIC(0,0,1);
CIR(x,y,r,c);	在(x,y)处用颜色c画一个半径r的园	CIR(100,100,50,1);
SPG(n);	显示第n个批界面	SPG(1);
DS12(x,y,'显示内容字符串',c);	在(x,y)处用颜色c显示一行12点阵字	DS12(0,0,'显示字符串',1);
DS16(x,y,'显示内容字符串',c);	在(x,y)处用颜色c显示一行16点阵字	DS16(0,0,'显示字符串',1);
DS24(x,y,'显示内容字符串',c);	在(x,y)处用颜色c显示一行24点阵字	DS24(0,0,'显示字符串',1);
DS32(x,y,'显示内容字符串',c);	在(x,y)处用颜色c显示一行32点阵字	DS32(0,0,'显示字符串',1);
DS48(x,y,'显示内容字符串',c);	在(x,y)处用颜色c显示一行48点阵字	DS48(0,0,'显示字符串',1);
DS64(x,y,'显示内容字符串',c);	在(x,y)处用颜色c显示一行64点阵字	DS64(0,0,'显示字符串',1);
DRn	设置屏幕显示的方向；n为0~3，分别对应屏的4个方向，可以使用此调整横竖屏显示；另外此命令不清屏，因此可以显示在横屏下显示部分竖显汉字。	DR0;   横屏显示 DR1;   竖屏显示 DR2;   横屏倒立 DR3;   竖屏倒立
BS12(x1,y1,x2,lw,'显示内容',c);	在(x1,y1)处，显示12点阵字符串，在x2处自动折行，行间距lw,颜色c;	BS12(0,0,219,4,'显示内容...很多字',c);
BS16(x1,y1,x2,lw,'显示内容',c);	在(x1,y1)处，显示16点阵字符串，在x2处自动折行，行间距lw,颜色c;	BS16(0,0,219,4,'显示内容...很多字',c);
INF;	传回系统序列号等信息	INF;

           

 

五、 定义颜色

 

 

颜色是由RGB构成的，系统支持的64K色其实是65536中颜色，使用16位二进制（2字节）组成，16位，分成：R红色5位；G绿色6位；B蓝色5位，就是俗称RGB565模式；常规的计算机颜色描述是由3字节组成，每字节一色，比如红色描述为：0xFF0000;绿色描述为0x00FF00;而蓝色描述为0x0000FF

看不懂也没关系，只需要进入GpuMaker，到“帮助与说明”找到：

点击“颜色”就可以出现：

 

选择一个颜色：点击确定，系统就会显示颜色的16进制值；点击“转换”

 

 

选中的颜色就可被计算出GPU的颜色值，如上例是13507；

您就可以使用SCC(1,13507);命令将1号颜色设置成刚才选择的颜色；

 

 

 

 

六、 截取汉字点阵

系统支持12、16点阵的全GB2312的字库，含符号区；因此12、16点阵无需使用软件截取可以直接使用，但是24、32、48、64点阵需要使用GpuMaker进行点阵的截取转换；

启动GpuMaker 进入：“字体点阵”

 

可以看到4种字体分全角汉字和半角字符共8类，我们以32点阵汉字为例讲述使用方法：

 

第一步：点击点阵序号3后面的栏目，进入32点阵汉字的编辑状态：

 

此时，字体编辑区可选；32点阵那一行后面的状态变为“编辑中”；

 

第二步：选择字模的属性。

点击“字体”按钮选择相应的字体，点击“测试位置”，右边的显示区就可以显示汉字的点阵：

 

在测试汉字选择上，我们一般选择“薄、餐”等复杂汉字，以免出界；

如果汉字较小，可以增大图中“大小：”后面34的值，汉字就会放大，反之缩小；

如果汉字偏向一边，可以使用 上下左右 按钮进行调整，使汉字尽可能大的填满方框；

将需要显示的汉字放到“汉字及字符”输入框中，无需查重，系统会自动查重，可以直接输入需要显示的每句话；

调整完成之后；点击“设置”按钮，将设置信息存好；

依次设置完别的字体；当设置半角字体的时候，需要注意：

1、半角可以通过“大小：”标签后的2个参数设置横宽比，这点不同于汉字，汉字只认后一个参数；测试的字符一般使用W等超宽字符；

2、选择半角字体的时候，如果要显示全部字母，建议找等宽字体，否则很难调好比例；

 

所需的字体可以百度下字体资源网站得到；

 

第三步：生产点阵；

 

点击“生产所有抽取式汉字数据”，系统就会将所有汉字循环一边，生成数据；

 

第四步：上传数据到GPU串口液晶屏

回到串口命令界面，使用USB-TTL串口线接上GPU模块，然后点击“连接”，再点击“上传24~64点阵字库”；如图，系统将字库上传到GPU模块，完成界面如上图；

 

然后发送命令：

CLS(0);

DS32(10,10,'串口液晶屏',1);

发送完成之后界面：

 

此时液晶屏显示：

 

七、 自定义图形

GpuMaker目录如下：

进入pic目录，选择缩略图显示:

 

这样很容易看出图形对应的序号；

添一张图进去：

 

 

使用图形处理软件，将图缩到220*176点以下，如果是别的格式的图，可以用图形处理软件转换下；

启动 GpuMaker，进入：图形处理页面：

 

点击“生产全部图片的数据”按钮，系统自动将pic目录下的所有图片处理好；

进入“串口命令”界面，连上串口，点击“上传图形信息”按钮，系统将图片信息传入GPU：

 

 

输入命令：

CLS(0);

PIC(0,0,9);

 

液晶屏显示：

 

八、 使用批界面

我们使用的单片机，大多数都不能提供充足的内存，因此对于复杂一些的UI有时就得考虑内存方面的问题，因此，能不能像DOS下批处理一样，将一群复杂的UI界面语句组合起来，这就是批界面；

 

在这个界面，右边就是批界面，系统允许有127个批界面，点击右边序号后面的格子，就可以修改描述以及批界面的语句，点击存入列表，就可以将批界面语句存入数据库；点击“上传页面信息”就可以将批界面语句传入GPU中；

使用的时候，可以使用串口传入命令：SPG（批界面序号）；即可显示该界面，无需将复杂的UI语句放置在单片机内存，再用串口传到GPU；

另外：序号为1的批界面我们称之为HELLO界面，即GPU上电后立即显示的第一界面，因此此界面需要设计为产品的名称，公司的LOGO之类的，上电后，第一界面会显示10秒中，在这10秒钟内，主系统的单片机需要向GPU传送第一条指令，否则GPU就会进入演示模式，挨个将批界面依次显示，直到接收到串口指令；

 

技巧：

1、任何一个界面都分为背景元素和前台元素，背景元素是从界面创立起就一成不变的，因此非常适合放在批界面中；显示界面的时候，先使用批界面显示背景界面，再由串口指令刷新前台数据显示；

2、批界面中可以不加CLS清屏指令，这样可以使用多个批界面组合成一个更复杂的UI界面，这种情况下，某几个批界面可以成为某个背景界面的前台元素；比如：锂电池充电界面，左侧是充电数据，右侧是充电进度数据，我们可以使用另外一个批界面将右侧换成电池的图形，显示电池容量；

3、第一个批页面含有初始参数的设置，比如波特率的调整，详见串口波特率调整一节；

九、 界面示例

 

 

以上界面使用：

CLS(15);

BOX(0,0,219,175,15);

BOX(1,1,218,174,0);

BOXF(2,2,217,17,3);

PL(2,18,218,18,0);

SBC(3);

DS12(60,4,'菜单演示界面',15);

SBC(15);

PIC(20,40,1);DS12(25,75,'电压',0);

PIC(70,40,2);DS12(75,75,'电流',0);

PIC(120,40,3);DS12(125,75,'充电',0);

PIC(170,40,4);DS12(175,75,'输入',0);

PIC(20,110,5);DS12(25,145,'输出',0);

PIC(70,110,6);DS12(75,145,'测试',0);

PIC(120,110,7);DS12(125,145,'关闭',0);

PIC(170,110,8);DS12(175,145,'设置',0);

 

十、 接单片机

 

接法非常简单，如图接好即可；

TTL电平是0~5V的电平，因此TTL串口不存在5V和3.3V单片机电平转换的问题，可以直接接入使用；但不可直接与RS232的串口接入，因为RS232的串口电平标准是12V以上，直接接入会烧掉GPU上的单片机；

 

在程序驱动来说，所有的单片机程序对于发送串口指令无在乎就三个要点：

1、初始化串口，由于目前GPU只支持统一的115200的串口波特率，因此初始化得初始化成此波特率，其余的参数均为默认；不熟悉的话，可以按照串口助手默认参数定；

2、将一个BYTE发送到串口发送端；

3、判断发送标示等待发送结束，结束后继续发送下一个字节；

因此，对于STM32来说可以使用下面的语句：

 1 GpuSend("CLS(13);BOX(0,0,219,175,15);BOX(1,1,218,174,0);BOXF(2,2,217,17,3);PL(2,18,218,18,0);\r\n");
 2  
 3 void GpuSend(char * buf1)
 4 {  u8 i=0;
 5    while (1)
 6    {  if (buf1[i]!=0)
 7      {  USART_SendData(USART1, buf1[i]);  //发送一个byte到串口
 8         while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET){}; //等待发送结束
 9         i++;
10      }
11      else return;
12    }

其他单片机请参考单片机手册自行书写相应语句；一般来说单片机对串口编程的例子是很多的，可以baidu下或直接参考开发板例程；

 

【C语言参考】：不少用户都是从汇编语言转到C语言的，对于C语言的字符串处理完全没有概念，有不少用户都问：AD获取的电压值如何用串口屏显示的问题，在这里统一回答下：

要解决这个问题，要使用C语言的sprintf这个语句，具体语句的详细内容可以自行百度下，这里仅提供简单使用方法：

1. sprintf 是需要  stdio.h  来声明的，因此需要在程序开头使用：

#include  "stdio.h"

   此函数大约需要3K左右的空间；

2. 声明一个存储空间，用于存放需要显示的字符串

char buf[100]; //要求命令串长度不超100字符

3. 假设由AD取回并转换成电压的浮点数 vol

float vol; //vol 变量是浮点数

vol=1.253; //vol为1.253V，可由AD采样在此步赋值

4. 产生送给gpu的命令字符串

sprintf(buf,"DS12(0,0,'电压：%.3fV',1);\r\n",vol);

5. 发送给gpu

GpuSend（buf）;

 

 

【重要说明】：

1、由于GPU系统允许接收命令组，因此串口传入的名利必须以0x0d,0x0a结束（就是常说的回车换行,字符串中的\r\n),不发送这个，系统会一直等待下去，表现为发送命令不起作用！

2、如果接不通，建议RX TX反一下，有些下载线是指接入单片机端的标志，不是自身标示；

3、GPU执行指令需要时间，因此快速发送指令时，需要按需求区分两种情况处理：

情况一：重要界面确保显示；需要延时足够的时间，或延时到串口收到“OK”字符为止；

情况二：数据刷新，宁丢勿慢；常用在UI界面上数值调整，比如有+ - 键，按住不放，数值不停的增加或减少，此时直接不停的发就可以，漏点无所谓，但最后一次传的一定可以正确显示。

 

十一、 升级程序

第一步：按本文第一节中将GPU模块与计算机相连；

第二步：认识GPU模块上的和刷机相关的接口：

 

第三步：下载刷机软件：

 

您可以去官网下载V2.6以上的版本，也可以去下我准备的绿色版本：

http://pan.baidu.com/share/link?shareid=1903893858&uk=3204894695

第四步：查看序列号：

在GPUMake中，使用INF命令获取序列号：

1 send:INF; 
2 SN:U53AC89A3 FN:EF14 RC:320X240

U53AC89A3 即是序列号；

备注：早期的版本可能不支持INF命令，可以在接好GPUMake的，短路下GPU上的RESET，GPU即传回：

1 Usart-GPU 2.2B  Ver 0.9b B0617
2 [FFFFXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXFC0]
3 53AC89A3  

其中 53AC89A3  前加U 即U53AC89A3就是序列号；

第五步：下载新ROM；

去网站：http://stm32.sinaapp.com/gpu22b/，有历史的各个版本可以下载，输入序列号，即可下载bin文件；

第六步：拔下USB刷机线（GPUMaker的串口程序可能与刷机软件的自动波特率检测冲突，需要拔下设备，再接入USB刷机线时会初始化串口）；跳线帽短路BOOT后，将USB刷机线重新接入电脑；

第七步：运行：

STMicroelectronics flash loader.exe

出现：

点击next:

 

如果不出现此界面，请用镊子短路下RESET，然后再试一次；如果还不行，请检查一下BOOT跳线是否接好；

然后出现：

继续点next:

 

此界面，请按图中设置，选择Download，且文件选择刚下载的ROM文件（BIN后缀的文件），点击next;进度条走2遍，不显示红色进度条的话，表示刷机成功。

第八步：去掉BOOT跳线，重新上电即可启动新版本程序；

 

十二、 外形尺寸：

1、2.2寸外形尺寸：

 

 

定位孔是为ø3mm的螺丝设计，PCB整体长70mm,宽45mm;

孔间距:横向：63.3mm，垂直：38.2mm; 

液晶屏外框：56X42mm

 

2、2.8吋外形尺寸

定位孔是为ø3mm的螺丝设计，PCB整体长85mm,宽45mm;

孔间距:横向：78.5mm，垂直：38.5mm; 

液晶屏外框：72X42.5mm(约，液晶屏为窄边框设计)

 

十三、 量产方案

Usart GPU模块使用的W25Q16存储器数据和MCU芯片无关，因此，当调试好一个样品后，少量的可以通过GPUMaker写入，但量产这个效率非常低；建议直接使用在线编程器在线烧写或从板子上焊下25Q16，直接使用片对片拷贝的方式用编程器烧写；大多数编程器全编程（檫除、写入、校验）可以在20秒内完成；

如果您将串口屏应用到产品上，请先使用标准屏调试，形成产品后，获取存储器数据可以采用OEM订单的方式获取批量产品，甚至可将电路嵌入您产品的PCB中；

 

十四、 QA

1、乱码问题：

程序里书写的汉字到串口屏中，显示乱码，但是英文字母正常；

原因：你的程序编辑环境是UTF8的，因此写入程序的汉字时UTF8字符集的，需要找到程序编辑器设置为GB2312或GBK格式就正常了；或者用外部的编辑器存为普通格式或GBK格式即可；

2、连接没有反应

检测第一串口是不是RX TX接反了；第二检测送的语句是否已0d 0a结尾；

3、上传的数据不正常

表现为：上传的大字体点阵显示不正常或者图片不正常，请上传的时候关注输出：

如果是如图输出：中间出现PG：xxxx 就表示正常，如果出现一堆OK，没有PG：xxx，表示传输数据中出现丢包导致数据校验不成功，没有写入成功；

SPI Flash是没256字节一页的，我们每次写1K，也就是4页，连续写时，PG是每次增加4；

遇见此问题的童鞋可以换一根TTL线试试，或者换台电脑；TTL线电平较低，不能传输很远距离，且容易受到干扰，一般接线不超过20cm最好；

 

 

 

第二部分：高级应用 

说明：高级应用属于高手使用的部分，这部分会用到比较多的技巧和基本知识，因此我们无法提供更多客服，请自行参考使用；

 

一、 改变产品的波特率

很多51,52的用户提出，89C51,89C52之类大家熟悉的单片机由于设计过于久远，不能提供115200波特率，最高只能提供9600的波特率，因此，不能使用串口液晶屏；因此对于需要使用9600波特率的用户，需要按下列步骤使用：

1. 将串口屏刷到V1.0版本，刷机方法参见第一部分 第11节：升级程序；
2. 下载新版本的GPUmaker，新版本增加了波特率选择；

 

 

 

3. 在1号批界面顶头加U3;(本例中将波特率设置成19200) 三个字母表示设置波特率；

波特率支持：2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200,256000 

对应关系：
U0;  //2400
U1;  //4800
U2;  //9600
U3;  //19200
U4;  //38400
U5;  //57600
U6;  //115200
U7;  //256000

 

U3; 请务必第一行顶头书写；

请不要忘记点击：，然后点击

将设置好的上传到GPU；

 

4. 重新给串口屏GPU上电，此时开机界面的序列号后面显示：B:19200  表示当前波特率为19200；此时用单片机的19200的串口就可以正常使用GPU串口液晶屏了；
5. 重新设置了GPU波特率了，相应的GPUMaker程序也必须使用新的波特率才能正常连通；
6. 如果波特率设置的较高，超出了电脑TTL串口的波特率限制，无法使用GPUMaker连通以降低波特率，请使用刷机软件刷回0.9版，0.9版本固定波特率115200；
7. 9600下，gpuMaker传输图形等大量数据需要花费更长的时间，请做好心里准备；

 

【重点强调：】U3；不是命令，因为你不能在已经按115200波特率连接下的串口用串口命令修改波特率，U3；只是一个存储标志，GPU是在开机的时候检测这个标志，然后按标志对应的波特率初始化串口，因此需要上传批页面才能起效；

二、 关于asc8 点阵问题

当您升级为V1.0后，对于220X176的版本，会发现在DS16输出英文字符的时候会显示空白方框，此现象为asc8X16点阵缺失导致，解决方法是：

1. 将新版本的gpumake.exe 覆盖原有目录下的gpumaker.exe;
2. 将新版本work目录下的asc文件拷入源gpumake/work/ 目录下
3. 点击：
4. 点击：

将asc8X16点阵数据上传

5. 重启GPU串口屏

 

三、 关于Arduino如何使用串口屏资料

　　

　　　　　　软件

　　　　　　串口屏

　　　　　　厂家

 

　　END！

 

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