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单片机LED显示屏控制卡原理技术.doc

单片机LED显示屏控制卡原理技术

杨于虑 2017-10-16 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《单片机LED显示屏控制卡原理技术doc》,可适用于综合领域,主题内容包含单片机LED显示屏控制卡原理技术发布::|作者:wycwdzgcs|来源:本站|查看:次|字号:小中大LED显示屏由于其具有耗电少、使用寿命长、成本符等。

单片机LED显示屏控制卡原理技术发布::|作者:wycwdzgcs|来源:本站|查看:次|字号:小中大LED显示屏由于其具有耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点已经成为新一代的信息传播媒体工具。LED与LCD相比较最突出的特点是亮度高、成本低且屏幕尺寸可根据现场情况用标准LED显示屏由于其具有耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点已经成为新一代的信息传播媒体工具。LED与LCD相比较最突出的特点是亮度高、成本低且屏幕尺寸可根据现场情况用标准LED单元板拼制。按安装位置可分为室外、半室外和室内按颜色可分为单色、双基色和彩色按发光二极管点距可分为φ(、φ(及φ(等。本文以市场上常见的室内双色LED单元板为控制对象说明基于单片机IAP技术的LED显示屏控制系统工作原理以及数据组织方法。双色LED单元板硬件组成及工作原理〕,氖夷谒獿ED单元板电路框图如图(a)所示。其中行扫描电路由片HCl(译码器)构成的译码器加上多个(MOS管)组成的扫描方式为,。上下半屏分别由组用HC串行移位寄存器实现红色、绿色显示数据的列输入在图(a)所示的标准LED单元板中每组串行移位寄存器中有个HC级联组共用了个HC。HC内部电路框图如图(b)所示。所有组HC的控制信号RCK、SCK、EN全部接在一起。HC的控制信号和组串行移位寄存器的输入以及行扫描控制信号A、B、C、D构成整个LED单元板的输入HC的控制信号经驱动后和组串行移位寄存器的输出以及行经过驱动的扫描控制信号A、B、C、D构成整个LED单元板的输出用于级联下一个LED单元板的输入。双色LED单元板等效电路框图如图(c)所示。LED显示控制系统的硬件组成及工作原理LED显示控制系统的硬件组成如图所示。从表面上看是一个普通的单片机简单应用实际上在设计此系统时已经考虑了很多硬件、软件及硬软件配合的因素。首先在使用单片机的前提下用其串行口方式O似乎可以利用单片机发出的移位脉冲将位数据送入HC中但要实现图中位数据的同时输入必须加其他的辅助芯片而且在缩短数据传输时间上没有什么好处。其次采用FPGA、CPLD等可编程芯片设计成专用硬件电路与单片机接口可大幅度提高数据传输的速度但成本也将同步大幅度提高。在图所示的系统中采用了以下的设计理念:由P口同步输出位字型点阵数据。用P(产生SCK信号软件中相应使用“MOVXR'>MOVXR">“MOVXRA”指令在形成SCK信号的同时减少指令的字节数。由P(至P(输出行扫描信号软件中将A、B、C、D存放在DPH的低位中。RCK和EN分别由P(、P(控制。SSTE单片机的串行口与PC机通信。利用该单片机的IAP功能下载显示所需的字型数据和控制程序。LED显示控制系统的数据组织及软件优化LED显示控制系统的数据组织如图所示。从图可以得到图(a)所示的从正面看过去显示行与显示数据位以及颜色的对应关系。为了提高数据的读取速度将显示数据按扫描行进行连续排列可得到图(b)所示的存储单元与扫描行、存储单元数据位及颜色的关系。具体编程时可按下列步骤进行:将准备扫描的行地址送P口的低位中。将DPTR指向待显示行相应存储单元的首地址。以DPTR为指针使用“MOXCAADPTR”读显示数据并将显示数据送P口。通过P(产生SCK同时DPTR加。重复、、直到一行数据显示完毕通过P(产生RCK将通过移位寄存器移入的一行数据显示。重复、、、直到行数据全部显示完毕。重复,刷新显示。根据上述编程步骤可以很容易编出显示第i行的子程序l。子程序的第行至第行为循环体送字节的显示数据共需lO个机器周期机器码的字节数为。通过分析HC的SCK为上升沿有效可用单片机的写信号(WR)来代替故子程序l中的第、、行条指令可用“MOVXR'>MOVXR">“MOVXRA”一条指令来替换实验表明这样的替换是可靠的。显示第i行的子程序为替换后的程序送l字节的显示数据所需机器周期减为机器码的字节数减为。再对显示第i行的子程序仔细分析后发现在仅使用SSTE内部KB的Flash存储器作为显示数据存储且不增加辅助电路的前提下只有子程序第行“DJNZRODP”这条个机器周期字节指令可以利用SSTE内部KB的Flash存储器大的特点直接简单的重复次子程序中第、、、行条单字节指令从而可以缩短个机器周期的时间。这样送字节的机器周期可以减少为但程序需要增加lKB。对KB的Fash存储器来说程序增加KB减少不了多少显示数据。与子程序相比子程序速度提高了,。在图所示MHz晶振并利用SSTE的倍速功能其个机器周期为O(μs在忽略其他数据处理时间的前提下显示l屏完整数据所需时间近似为:(O(μs列行)=(ms(每秒近帧)。实验表明:人眼对LED显示屏开始感觉到闪烁大约为每秒帧即每帧时间ms。从图、图(c)和个子程序可以看出一帧显示数据在内存中的排列有以下几个特点:按扫描行扫描的先后顺序依次排列在每一行按数据输出的先后顺序依次排列通过硬件和软件的优化使每个显示数据输出的时间最短。基于IAP功能的显示数据传送及PC软件编程SSTE单片机可以实现IAP(InApplicationProgramming)是由于它将Flash存储器分为个块(区域):block(KB)和blockl(KB)。通过IAP指令的切换可以使程序在这个块中执行如程序在block中运行可对bleckl的数据进行改写同样在block中运行可对bock的数据进行改写。具体使用IAP功能时对SSTE单片机的个块作如下分配:上电或复位时自动运行block中的IAP程序如s内没有接收到PC机通过串行口发送的数据传输指令则开始运行blockO中的显示程序。block中的最低KB用于存放显示程序其余KB用于存放显示数据。在blockO中运行IAP程序时利用SSTE单片机字节的小扇区擦除功能只擦除和改写blockO中KB用于存放显示数据的区域KB存放显示程序的区域保持不变。在block运行显示程序时单片机串行口监测来自PC机的复位命令如有复位命令执行IAP指令使程序转移到block块并运行blockl中的IAP程序修改显示数据。PC软件编程采用VB。该程序可完成字型的提取以及显示数据的组织生成Intel格式的HEX文件通过串行口下载到SSTE单片机中。为了方便控制自定义了字节的显示指令集命令(字节)参数表(字节)各种不同显示效果所需的参数如起始地址、结束地址、每行的长度及显示时间等指定其存放指令的参数表中。显示指令集存放在显示数据区的最开始l页个存储单元中底层单片机运行时根据显示指令可实现不同的显示效果如画面的切换、定时、水平移动、垂直移动以及其他特殊显示效果。同样可通过IAP下载显示程序。结语通过大量的实践检验本控制系统是非常可靠的利用该控制系统制作的小型LED显示屏已达数十个最长的已经运行了年以上。在运行过程中也对该控制系统作了多方面的改进。例如为了进一步提高显示速度可扩展外部RAM即在子程序的基础上去掉“CLRA”指令使机器周期减为个采用指令为个机器周期的单片机并提高晶振频率利用有些单片机(如DSC)具有DPTR自动加的功能外加用CPLD制成的硬件地址发生器等。但所有改进的措施都是以增加外部辅助电路或成本为代价的。本控制系统的价格按市价不超过元因此其在小型LED显示控制系统中有着广阔的应用前景。

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