«Превращаем технологию в искусство» – таков девиз компании 4D Systems. И надо признать, что в 4D Systems ему следуют! Очередным подтверждением этого стал дисплей uLCD-220RD (рис. 1). Впрочем, называть его обычным дисплеем язык не поворачивается! Во-первых, он – круглый. Во-вторых, интеллектуальный. В-третьих, программируемый. Кроме того, он относится к уникальной платформе 4D Systems, позволяющей создавать графические приложения буквально за считанные минуты.
Рис. 1. Интеллектуальный дисплей uLCD-220RD от 4D Systems
Компания 4D Systems в первую очередь известна своими решениями для бюджетных графических приложений. Эти решения включают как аппаратные, так и программные средства. В этом случае можно смело говорить о целостной графической платформе. Ее основными составляющими являются: интеллектуальные дисплеи (например, uLCD-220RD, µLCD-35DT, µLCD-70DT), интегрированная среда разработки ПО для интеллектуальных модулей WorkShop 4 IDE, кабели и адаптеры (рис. 2).
Рис. 2. Программно-аппаратная платформа для интеллектуальных дисплеев от 4DSystems
Преимущество использования данной платформы очевидно: значительная экономия времени и средств. Пользователю требуется всего лишь выбрать подходящий интеллектуальный дисплей и написать простейшую программу в WorkShop 4 IDE. При этом в самых простых случаях можно обойтись даже без знаний программирования! Это стало реальностью благодаря интегрированным в WorkShop4 IDE кодогенератору и графическому интерфейсу программирования.
Стоит отметить и еще два дополнительных преимущества этой системы. Во-первых, интеллектуальные дисплеи от 4D Systems – это полноценные программируемые микроконтроллерные системы со своими дискретными и аналоговыми входами и выходами, ШИМ, счетчиками и т. д. Они могут использоваться как готовые системы управления. Во-вторых, эти дисплеи сами могут управляться с помощью других внешних контроллеров и специальной системы команд. Тип внешнего контроллера значения не имеет – лишь бы он содержал на борту UART. Все перечисленные достоинства относятся и к интеллектуальному дисплею uLCD-220RD.
uLCD-220RD – интеллектуальный TFT-дисплей, обладающий целым рядом уникальных особенностей:
- уникальный круглый экран 1,38’’;
- специализированный программируемый графический процессор DIABLO16;
- богатый выбор собственной периферии: порты ввода/ вывода, счетчики, выходы ШИМ, АЦП, таймеры;
- аудиовыход и возможность проигрывания аудиофайлов;
- поддержка SD-карт для хранения изображений, аудиофайлов и т.д.;
- возможность работы в автономном режиме и в режиме ведомого под управлением внешнего контроллера;
- поддержка WorkShop 4 IDE с возможностью графического программирования и программирования на языке 4DL;
- питание от одного источника 5 В (4…5,5 В).
В отличие от обычных прямоугольных дисплеев пикселы у uLCD-220RD расположены радиально, а экран имеет круглую форму. Его диаметр составляет 1,38 дюймов (3,51 мм) и содержит 220 пикселов. Размер каждого пиксела 0,156 x 0,156 мм.
TFT-матрица отличается вполне приличными характеристиками: яркость 171 кд/м2, контраст 355:1, углы обзора 61 (сверху) – 64 (снизу) – 71 (слева) – 73 (справа). Для подсветки используются два светодиода.
Второй важной особенностью uLCD-220RD является специализированный программируемый графический процессор DIABLO16. Именно DIABLO16 отвечает за управление экраном, за интеллектуальную составляющую этого модуля.
DIABLO16– уникальный графический процессор, предназначенный для взаимодействия с ЖК и OLED-дисплеями, поддерживающими 16-битный интерфейс 8080 (рис. 3).
Рис. 3. Взаимодействие процессора DIABLO16 и экрана в интеллектуальном дисплее uLCD-220RD
Основные отличительные черты DIABLO16:
- поддержка ЖК- и OLED-дисплеев с 16-битным интерфейсом 8080;
- 6 банков FLASH, каждый 32 кбайт;
- 32 кбайт пользовательского ОЗУ и 12 кбайт системного ОЗУ;
- поддержка резистивных сенсорных панелей (в uLCD-220RD не реализовано);
- поддержка micro-SD/ SDHC;
- 4 x UART;
- 16-битный ШИМ выход для проигрывания WAV-файлов;
- 16 входов/ выходов общего назначения;
- 4 x АЦП входа;
- 4 x SPI;
- 12 x ШИМ-выходов;
- 4 x 16-битныхтаймеров;
- 3 x I2C.
DIABLO16 работает под управлением программного движка EVE, который выполняет скомпилированные программы на языке 4DGL. При этом DIABLO16 и построенный на его основе uLCD-220RD, способен работать как по собственной программе, так и в качестве ведомого с другим контроллером.
Большая часть заявленных функций доступна и для дисплея uLCD-220RD – для этого используются 30-контактные штыревые колодки на обратной стороне платы.
Особенно стоит отметить, что uLCD-220RD поддерживает подключение SD-карты (FAT16). На ней могут храниться данные большого объема, например, изображения … или звуковые файлы! Как указывалось выше, DIABLO16 имеет аудиовыход для воспроизведения аудиофайлов. На 30-контактной колодке uLCD-220RD этот выход располагается на 16-выводе (AUDIO). Таким образом, uLCD-220RD может выступать не просто как чисто графическое устройство, а как небольшая мультимедийная система!
Стоит пару слов сказать о программировании интеллектуальных дисплеев от 4D Systems. Для написания программ на 4DGL используется интегрированная среда разработки WorkShop 4 IDE. Она состоит из четырех основных инструментов: ViSi-Genie, Designer, ViSi, Serial (рис. 4).
Рис. 4. Программная среда разработки Workshop 4 IDE
ViSi-Genie – кодогенератор с поддержкой графического программирования. С его помощью пользователь может создавать программы, не написав не единой строчки кода! Для этого ему всего лишь требуется разместить в окне программы графические элементы и установить управляющие события, а ViSi-Genie автоматически сгенерирует код 4DGL. Это максимально быстрый способ разработки графических приложений.
Designer - инструмент, позволяющий писать программы на языке 4DGL в текстовом виде. 4DGL– графически ориентированный специфичный язык, включающий в себя конструкции, знакомые по другим языкам высокого уровня (C, Basic, Pascal). Например, IF..ELSE..ENDIF, WHILE..WEND, REPEAT..UNTIL, GOSUB..ENDSUB, GOTO.
ViSi – инструмент для отображения результатов работы до прошивки модуля.
Serial – инструмент, позволяющий настроить интеллектуальные модули в режиме ведомого при наличии внешнего контроллера. В этом случае дисплей выполняет команды, получаемые от этого ведущего процессора. Перечень команд можно найти в документации.
Для программирования на обратной стороне uLCD-220RD предусмотрен универсальный 10-контактный штыревой разъем. Точно такой же используется во всех интеллектуальных дисплеях этой платформы. К этому разъему подключается плата адаптера UART – USB. При работе под управлением ведущего процессора используется тот же разъем.
В базовой комплектации в дополнение к самому дисплею uLCD-220RD прилагается кабель для подключения ведущего процессора.
Чтобы сразу получить дисплей и USB-адаптер для программирования, следует воспользоваться стартовым набором uLCD-220RD Starter Kit (рис. 5). В дополнение прилагается SD-карта и кабель для подключения ведущего процессора.
Рис. 5. Комплект поставки дисплея uLCD-220RD и отладочного набора uLCD-220RD Starter Kit
uLCD-220RD позволяет создавать графические и даже мультимедийные приложения с минимальными временными затратами. Это делает его отличным выбором для широкого круга приложений: от потребительской электроники до игрушек и от измерительной техники до медицинской электроники. И конечно, стоит отметить, что круглый экран является идеальным решением для имитации родных и привычных глазу стрелочных приборов с круговыми шкалами.
Характеристики uLCD-220RD:
- дисплей: круглый 1,38” TFT, разрешение 220 x 220, RGB 65 тыс. цветов, видимая область 35,1 мм;
- внешний интерфейс: 6-выводной (VCC, TX, RX, GND, RESET);
- память: 6 банков FLASH по 32 кбайт каждый, ОЗУ 32 кбайт +12 кбайт системной ОЗУ;
- коммуникационные интерфейсы: 3xI2C, 1x SPI, 4xUART;
- функциональные выводы: 6 ШИМ выходов, 6 счетчиков импульсов, 2 канала квадратурных энкодеров;
- разъем для SD-card;
- аудиовыход для подключения внешнего усилителя;
- диапазон напряжений питания: 4,0…5,5 В;
- диапазон рабочих температур: -15…+65 °C;
- габаритные размеры модуля: 42,4x46,9x14,1 мм.
О компании
4D Systems Pty Ltd – австралийская компания, занимающая одну из лидирующих позиций в области создания и производства программных и аппаратных решений для бюджетных графических приложений. Основными продуктами фирмы являются: графические процессоры и интеллектуальные дисплеи.
В своих разработках фирма использует как сверхсовременные OLED, так и привычные LCD-экраны.
