Графические модули FTDI VM800P и VM801P

№ 4’2015
PDF версия
Одна из часто встречающихся практических задач — модернизация или модификация существующего изделия с целью улучшения его функциональных возможностей. Сегодня к числу популярных вариантов модернизации принадлежит и графический пользовательский интерфейс на базе цветных TFT-дисплеев с сенсорными экранами. С помощью такого дисплея можно организовать простое и интуитивно понятное пользователю управление прибором.

Внедрение TFT-дисплея в существующий проект не всегда возможно из-за ограниченности ресурсов используемой в этом проекте элементной базы. В случаях, когда переход на другую элементную базу нецелесообразен, имеет смысл рассмотреть вариант применения готовых решений — графических модулей. В настоящей статье мы предлагаем познакомиться с модулями серии VM80xP компании FTDI.

 

Введение

Нередко возникает необходимость добавить в проект TFT-дисплей без изменений существующего решения. Например, заказчику требуется графический интерфейс, а стандартное изделие его не имеет. В таких случаях на помощь приходят готовые графические модули — они становятся оправданным решением, поскольку внедрение в прибор возможно с минимальными изменениями его базового программного обеспечения и электрической схемы. Хорошим примером могут служить модули компании 4D Systems, о которых мы рассказывали в статьях [1, 2]. Специализированная среда разработки 4D Systems Workshop 4 с готовыми графическими элементами (кнопками, слайдерами, индикаторами и т. п.), простота в освоении программных и аппаратных средств, а также использование широко распространенного интерфейса UART для подключения графических модулей помогают быстро реализовать графический интерфейс пользователя (рис. 1). Но такие модули относительно дороги и их применение обосновано в мелкосерийных проектах, где время разработки является основным фактором.

Графический модуль 4D Systems uLCD 70DT

Рис. 1. Графический модуль 4D Systems uLCD 70DT

В настоящей статье мы расскажем о новой линейке готовых графических модулей производства компании FTDI. Они выгодно отличаются по цене от представленных ранее модулей 4D Systems, а в качестве управляющего микроконтроллера установлена знакомая российским разработчикам микросхема семейства Atmega компании Atmel. Управление TFT-дисплеем, сенсорным экраном и вывод звука осуществляются с помощью микросхемы графического контроллера FT80x. Производство этих специализированных микросхем для управления TFT-дисплеями компания FTDI начала в 2013 году [3]. Главным отличием графических контроллеров FT80x являются реализованные на аппаратном уровне готовые графические элементы (кнопки, круговые и линейные слайдеры и т. п., рис. 2), возможность рисования простых элементов (линий, кругов, прямоугольников и т. п.), поддержка резистивного сенсорного экрана и воспроизведение звука с интегрированной библиотекой готовых звуковых эффектов. Графический контроллер FT80x самостоятельно, без участия управляющего микроконтроллера, формирует картинку, которая будет отображаться на экране дисплея. Все это позволяет реализовать управление TFT-дисплеем с разрешением до 512×512 точек на простых 8‑разрядных микроконтроллерах. Компания FTDI планирует развитие данной серии графических контроллеров — в конце 2015 года ожидается ее пополнение новыми микросхемами с разрешением 800×600 точек.

Встроенные графические элементы

Рис. 2. Встроенные графические элементы

 

Описание модулей VM80xP

В 2014 году FTDI запустила в производство семейство графических модулей VM80xP на базе микроконтроллера Atmel Atmega 328P (рис. 3). В это семейство входят два типа модулей: VM800P с резистивным сенсорным экраном и VM801P с емкостным сенсорным экраном. Тип сенсорного экрана является единственным отличием данных модулей.

Графический модуль серии VM800P

Рис. 3. Графический модуль серии VM800P

В настоящее время компания FTDI предлагает следующий набор графических модулей, их наименования и основные отличия приведены в таблице. Графические модули VM80xP представляют собой функционально законченное устройство, в качестве управляющего элемента которого выступает микроконтроллер Atmel Atmega 328P. Модули могут быть использованы в составе прибора или работать как самостоятельное устройство, например операторская панель.

Таблица. Графические модули VM80хP

Наименование модуля

Отличия модулей

VM800P35A-BK

Дисплей 3,5″, 320×240, резистивный сенсорный экран, рамка черного цвета

VM800P35A-PL

Дисплей 3,5″, 320×240, резистивный сенсорный экран, рамка перламутрового цвета

VM800P43A-BK

Дисплей 4,3″, 480×272, резистивный сенсорный экран, рамка черного цвета

VM800P43A-PL

Дисплей 4,3″, 480×272, резистивный сенсорный экран, рамка перламутрового цвета

VM800P50A-BK

Дисплей 5″, 480×272, резистивный сенсорный экран, рамка черного цвета

VM800P50A-PL

Дисплей 5″, 480×272, резистивный сенсорный экран, рамка перламутрового цвета

VM801P43A-BK

Дисплей 4,3″, 480×272, емкостный сенсорный экран, рамка черного цвета

VM801P43A-PL

Дисплей 4,3″, 480×272, емкостный сенсорный экран, рамка перламутрового цвета

VM801P50A-BK

Дисплей 5″, 480×272, емкостный сенсорный экран, рамка черного цвета

VM801P50A-PL

Дисплей 5″, 480×272, емкостный сенсорный экран, рамка перламутрового цвета

Кроме микроконтроллера на плате модуля установлены дополнительные элементы. Микросхема часов реального времени MCP7940 с часовым кварцем, которая обеспечивает отсчет времени с возможностью отображения часов, минут, секунд, дня недели, числа, месяца и года. Питание часов реального времени осуществляется от внешнего источника питания. При отключении внешнего источника микросхема MCP7940 переходит на питание от батареи, также установленной на плате модуля.

Для хранения графических элементов, шрифтов и любых других данных на модуле предусмотрен разъем для флэш-карты формата Micro SD. Вместе с модулем поставляется карта памяти объемом 4 Гбайт. Для микроконтроллера Atmega есть готовые библиотеки, которые поддерживают работу с файловой системой FAT. Это значительно упрощает взаимодействие с картой памяти как при копировании на нее графических элементов с ПК, так и при работе с ней микроконтроллера.

На плате модуля также установлены усилитель звука и динамик для проигрывания звуковых эффектов и аудиофайлов (PCM, uLAW и ADPCM). Для программирования микроконтроллера имеется разъем микро-USB. Интерфейс USB реализован на базе моста FT232, через который по UART обновляется прошивка микросхемы Atmega 328P. Два 16‑контактных разъема Micro-MaTch обеспечивают доступ к свободным линиям ввода/вывода микроконтроллера.

 

Дополнительные возможности

С целью расширения коммуникационных возможностей графических модулей производитель предлагает набор плат расширения серии VI800A. Платы расширения устанавливаются в разъемы Micro-MaTch (рис. 4), управление и обмен данными выполняется по интерфейсу SPI.

Установка модуля расширения на плату графического модуля

Рис. 4. Установка модуля расширения на плату графического модуля

На текущий момент производитель предоставляет следующие варианты плат расширения последовательных интерфейсов: UART — VI800A-TTLU (рис. 5); RS‑232 — VI800A‑232U и RS‑485 — VI800A-N485U. Плата VI800A-TTLU обеспечивает преобразование интерфейса SPI в UART. По интерфейсу SPI осуществляется ее взаимодействие с графическим модулем VM80xP. Со стороны UART доступны две линии для приема/передачи данных (Rx и Tx) и две линии аппаратного контроля (CTS и RTS). В дополнение к интерфейсу UART модуль имеет 4 дискретных входа и 4 дискретных выхода. Все сигналы выведены на разъем Micro-MaTch и разъем с винтовыми зажимами. Плата VI800A‑232U отличается от предыдущей только наличием микросхемы драйвера физического уровня RS‑232, плата VI800A-N485U на выходе имеет драйвер интерфейса RS‑485 (Rx+/Rx– и Tx+/Tx–). В остальной части они обе полностью повторяют VI800A-TTLU.

Плата расширения VI800A-TTLU

Рис. 5. Плата расширения VI800A-TTLU

Плата расширения аналогового ввода/вывода VI800A-RELAY (рис. 6) имеет 4 входа для работы с дискретными аналоговыми сигналами и 4 дискретных аналоговых выхода. Входные линии реализованы на базе опторазвязок ACPL‑227-500E Avago. Выходы коммутируются с помощью реле IM03GR TE с постоянным рабочим напряжением до 220 В и максимальным током до 2 А. Управление платой осуществляется по интерфейсу SPI.

Плата расширения VI800A-RELAY

Рис. 6. Плата расширения VI800A-RELAY

На базе плат расширения VI800A-ETH и VI800A-POE (рис. 7) предлагается сетевой интерфейс Ethernet 10/100, выполненный на основе популярной микросхемы W5100 компании Wiznet. Эта микросхема аппаратно реализует протоколы TCP, UDP, ICMP, IPv4, ARP, IGMP, PPPoE. Отличием платы VI800A-POE от VI800A-ETH является дополнительный модуль PoE (Power over Ethernet). Он обеспечивает выходное напряжение 5 В и ток до 1,8 А и может также служить для организации удаленного питания графического модуля VM80xP. Управление платами VI800A-ETH и VI800A-POE осуществляется по интерфейсу SPI.

Плата расширения VI800A-POE

Рис. 7. Плата расширения VI800A-POE

 

Средства разработки

В качестве среды разработки производитель предлагает использовать свободно распространяемую и простую в освоении среду разработки Arduino. Для работы с графическими модулями FTDI рекомендует версию Arduino 1.0.x, на текущий момент доступна версия 1.0.6 [6]. Готовая библиотека для FT80x и большой набор примеров приложений, предлагаемых FTDI для модулей VM80xP, достаточен для понимания принципов действия графических контроллеров и их возможностей (рис. 8). Один из этих примеров, а именно вывод на экран изображения стрелочного индикатора, был подробно рассмотрен в [7]. Предлагаемые производителем примеры позволяют познакомиться со всеми возможностями графических контроллеров FT80x, включая работу с графикой, звуком, емкостными и резистивными сенсорными экранами. Если предполагается применение других компиляторов при разработке программного обеспечения для графических модулей VM80xP, то в качестве библиотек могут быть использованы примеры, описанные в [4, 5].

Среда разработки Arduino

Рис. 8. Среда разработки Arduino

Программирование графических модулей осуществляется по интерфейсу USB. В качестве моста USB-UART используется микросхема FT232R, линии RxD и TxD которой подключены к соответствующим линиям микроконтроллера Atmega 328P. Соответственно, для работы с графическими модулями на ПК должен быть установлен драйвер CDM [8] компании FTDI. Настройка среды разработки для программирования модулей VM80xP выполняется следующим образом. Через меню «Сервис-Программирование» выбираем пункт “Arduino as ISP” (рис. 9) и через меню «Сервис-Плата» указываем пункт “Arduino Pro or Pro Mini (5 V, 16 MHz) w/Atmega328” (рис. 10).

Выбор режима программирования

Рис. 9. Выбор режима программирования

Выбор целевой платы

Рис. 10. Выбор целевой платы

В заключение обзора графических модулей компании FTDI отметим, что они представляют собой удачное и сбалансированное решение. Возможностей микроконтроллера Atmega 328P и графического контроллера FT80x достаточно для большого количества приложений, основной задачей которых является создание современного пользовательского интерфейса с элементами управления внешними устройствами, сбором и выводом на экран информации от датчиков и других подобных задач. Наличие в линейке FTDI нескольких вариантов исполнения модулей позволяет выбрать оптимальное по отношению «цена/функциональные возможности» решение для конкретной задачи. А конструктивное исполнение декоративной рамки и крепежных элементов обеспечивает простой и надежный монтаж модулей на передней панели корпуса прибора. Модули VM80xP могут быть хорошим выбором для небольших проектов, например в качестве готового решения для создания панелей управления.

xosotin chelseathông tin chuyển nhượngcâu lạc bộ bóng đá arsenalbóng đá atalantabundesligacầu thủ haalandUEFAevertonxosofutebol ao vivofutemaxmulticanaisonbetbóng đá world cupbóng đá inter milantin juventusbenzemala ligaclb leicester cityMUman citymessi lionelsalahnapolineymarpsgronaldoserie atottenhamvalenciaAS ROMALeverkusenac milanmbappenapolinewcastleaston villaliverpoolfa cupreal madridpremier leagueAjaxbao bong da247EPLbarcelonabournemouthaff cupasean footballbên lề sân cỏbáo bóng đá mớibóng đá cúp thế giớitin bóng đá ViệtUEFAbáo bóng đá việt namHuyền thoại bóng đágiải ngoại hạng anhSeagametap chi bong da the gioitin bong da lutrận đấu hôm nayviệt nam bóng đátin nong bong daBóng đá nữthể thao 7m24h bóng đábóng đá hôm naythe thao ngoai hang anhtin nhanh bóng đáphòng thay đồ bóng đábóng đá phủikèo nhà cái onbetbóng đá lu 2thông tin phòng thay đồthe thao vuaapp đánh lô đềdudoanxosoxổ số giải đặc biệthôm nay xổ sốkèo đẹp hôm nayketquaxosokq xskqxsmnsoi cầu ba miềnsoi cau thong kesxkt hôm naythế giới xổ sốxổ số 24hxo.soxoso3mienxo so ba mienxoso dac bietxosodientoanxổ số dự đoánvé số chiều xổxoso ket quaxosokienthietxoso kq hôm nayxoso ktxổ số megaxổ số mới nhất hôm nayxoso truc tiepxoso ViệtSX3MIENxs dự đoánxs mien bac hom nayxs miên namxsmientrungxsmn thu 7con số may mắn hôm nayKQXS 3 miền Bắc Trung Nam Nhanhdự đoán xổ số 3 miềndò vé sốdu doan xo so hom nayket qua xo xoket qua xo so.vntrúng thưởng xo sokq xoso trực tiếpket qua xskqxs 247số miền nams0x0 mienbacxosobamien hôm naysố đẹp hôm naysố đẹp trực tuyếnnuôi số đẹpxo so hom quaxoso ketquaxstruc tiep hom nayxổ số kiến thiết trực tiếpxổ số kq hôm nayso xo kq trực tuyenkết quả xổ số miền bắc trực tiếpxo so miền namxổ số miền nam trực tiếptrực tiếp xổ số hôm nayket wa xsKQ XOSOxoso onlinexo so truc tiep hom nayxsttso mien bac trong ngàyKQXS3Msố so mien bacdu doan xo so onlinedu doan cau loxổ số kenokqxs vnKQXOSOKQXS hôm naytrực tiếp kết quả xổ số ba miềncap lo dep nhat hom naysoi cầu chuẩn hôm nayso ket qua xo soXem kết quả xổ số nhanh nhấtSX3MIENXSMB chủ nhậtKQXSMNkết quả mở giải trực tuyếnGiờ vàng chốt số OnlineĐánh Đề Con Gìdò số miền namdò vé số hôm nayso mo so debach thủ lô đẹp nhất hôm naycầu đề hôm naykết quả xổ số kiến thiết toàn quốccau dep 88xsmb rong bach kimket qua xs 2023dự đoán xổ số hàng ngàyBạch thủ đề miền BắcSoi Cầu MB thần tàisoi cau vip 247soi cầu tốtsoi cầu miễn phísoi cau mb vipxsmb hom nayxs vietlottxsmn hôm naycầu lô đẹpthống kê lô kép xổ số miền Bắcquay thử xsmnxổ số thần tàiQuay thử XSMTxổ số chiều nayxo so mien nam hom nayweb đánh lô đề trực tuyến uy tínKQXS hôm nayxsmb ngày hôm nayXSMT chủ nhậtxổ số Power 6/55KQXS A trúng roycao thủ chốt sốbảng xổ số đặc biệtsoi cầu 247 vipsoi cầu wap 666Soi cầu miễn phí 888 VIPSoi Cau Chuan MBđộc thủ desố miền bắcthần tài cho sốKết quả xổ số thần tàiXem trực tiếp xổ sốXIN SỐ THẦN TÀI THỔ ĐỊACầu lô số đẹplô đẹp vip 24hsoi cầu miễn phí 888xổ số kiến thiết chiều nayXSMN thứ 7 hàng tuầnKết quả Xổ số Hồ Chí Minhnhà cái xổ số Việt NamXổ Số Đại PhátXổ số mới nhất Hôm Nayso xo mb hom nayxxmb88quay thu mbXo so Minh ChinhXS Minh Ngọc trực tiếp hôm nayXSMN 88XSTDxs than taixổ số UY TIN NHẤTxs vietlott 88SOI CẦU SIÊU CHUẨNSoiCauVietlô đẹp hôm nay vipket qua so xo hom naykqxsmb 30 ngàydự đoán xổ số 3 miềnSoi cầu 3 càng chuẩn xácbạch thủ lônuoi lo chuanbắt lô chuẩn theo ngàykq xo-solô 3 càngnuôi lô đề siêu vipcầu Lô Xiên XSMBđề về bao nhiêuSoi cầu x3xổ số kiến thiết ngày hôm nayquay thử xsmttruc tiep kết quả sxmntrực tiếp miền bắckết quả xổ số chấm vnbảng xs đặc biệt năm 2023soi cau xsmbxổ số hà nội hôm naysxmtxsmt hôm nayxs truc tiep mbketqua xo so onlinekqxs onlinexo số hôm nayXS3MTin xs hôm nayxsmn thu2XSMN hom nayxổ số miền bắc trực tiếp hôm naySO XOxsmbsxmn hôm nay188betlink188 xo sosoi cầu vip 88lô tô việtsoi lô việtXS247xs ba miềnchốt lô đẹp nhất hôm naychốt số xsmbCHƠI LÔ TÔsoi cau mn hom naychốt lô chuẩndu doan sxmtdự đoán xổ số onlinerồng bạch kim chốt 3 càng miễn phí hôm naythống kê lô gan miền bắcdàn đề lôCầu Kèo Đặc Biệtchốt cầu may mắnkết quả xổ số miền bắc hômSoi cầu vàng 777thẻ bài onlinedu doan mn 888soi cầu miền nam vipsoi cầu mt vipdàn de hôm nay7 cao thủ chốt sốsoi cau mien phi 7777 cao thủ chốt số nức tiếng3 càng miền bắcrồng bạch kim 777dàn de bất bạion newsddxsmn188betw88w88789bettf88sin88suvipsunwintf88five8812betsv88vn88Top 10 nhà cái uy tínsky88iwinlucky88nhacaisin88oxbetm88vn88w88789betiwinf8betrio66rio66lucky88oxbetvn88188bet789betMay-88five88one88sin88bk88xbetoxbetMU88188BETSV88RIO66ONBET88188betM88M88SV88Jun-68Jun-88one88iwinv9betw388OXBETw388w388onbetonbetonbetonbet88onbet88onbet88onbet88onbetonbetonbetonbetqh88mu88Nhà cái uy tínpog79vp777vp777vipbetvipbetuk88uk88typhu88typhu88tk88tk88sm66sm66me88me888live8live8livesm66me88win798livesm66me88win79pog79pog79vp777vp777uk88uk88tk88tk88luck8luck8kingbet86kingbet86k188k188hr99hr99123b8xbetvnvipbetsv66zbettaisunwin-vntyphu88vn138vwinvwinvi68ee881xbetrio66zbetvn138i9betvipfi88clubcf68onbet88ee88typhu88onbetonbetkhuyenmai12bet-moblie12betmoblietaimienphi247vi68clupcf68clupvipbeti9betqh88onb123onbefsoi cầunổ hũbắn cáđá gàđá gàgame bàicasinosoi cầuxóc đĩagame bàigiải mã giấc mơbầu cuaslot gamecasinonổ hủdàn đềBắn cácasinodàn đềnổ hũtài xỉuslot gamecasinobắn cáđá gàgame bàithể thaogame bàisoi cầukqsssoi cầucờ tướngbắn cágame bàixóc đĩaAG百家乐AG百家乐AG真人AG真人爱游戏华体会华体会im体育kok体育开云体育开云体育开云体育乐鱼体育乐鱼体育欧宝体育ob体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育亚博体育开云体育开云体育棋牌棋牌沙巴体育买球平台新葡京娱乐开云体育mu88qh88
Литература
  1. Долгушин С. Графические контроллеры и дисплейные модули компании 4D Systems // Компоненты и технологии. 2013. № 2.
  2.  Долгушин С. Графический интерфейс пользователя на базе готовых дисплейных модулей компании 4D Systems // Компоненты и технологии. 2013. № 4.
  3. Долгушин С. Графический контроллер EVE FT800 компании FTDI // Компоненты и технологии. 2013. № 11.
  4. Долгушин С. Начинаем работать с графическим контроллером FT800 FTDI // Компоненты и технологии. 2014. № 5.
  5. Долгушин С. Графический контроллер EVE FT800 FTDI и микроконтроллер SAMD21 Atmel. Работаем с графическими изображениями // Компоненты и технологии. 2014. № 8.
  6. arduino.cc/en/Main/OldSoftwareReleases
  7. Долгушин С. Графический контроллер FT800. Вывод на экран изображения стрелочного индикатора и оптимальное использование ресурсов управляющего микроконтроллера // Компоненты и технологии. 2015. № 2.
  8. ftdichip.com/Drivers/D2XX.htm

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *