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LED显示屏控制

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1LED显示模块单元

要使8只SLED点阵的某个特定点点亮,从原理上讲只要在对应的发光二极管的正负极加上具有一定驱动能力的规定电压即可。因此不同的设计者就有不同的设计方案。下面对显示模块的行列控制进行讨论。

1.1列信号控制

由于LED点阵与LED数码管相似,有共阴和共阳之分,因此下面以列为共阴极、行为共阳极的点阵为例。在实际应用中为了结构上安装、调试方便,可将8个8

X8SLED点阵做在一块电路板上,组成一块32xl6点阵的模块。块与块相串联就组成了一个大屏幕。一个模块有4片74HC595,8块LED点阵,每一片74HC595限流电阻后接2块LED点阵,DATAIN和DATAOUT分别为模块的数据输入和数据输出,RCLR为74HC595移位寄存器信号锁入输出锁存器的时钟信号,CLK为同步时钟。

将模块中前一片8位移位寄存器74Hc595的数据输出(Q7)与下一片的输入(SER)相连接组成犯位的串行数据链,每一位控制一列发光管,若显示方式为1/16占空比的动态扫描方式,则每一列控制16个发光管。当74Hc595的某一输出引脚为低电平时,该列上对应行扫描选中行的像素点亮。由于吸收电流的能力相对较强,且为动态扫描,因此在74HC595的输出脚上只需串接一个10一20n的限流电阻而不需再用列驱动也能得到满意的亮度效果。

1.2行信号控制

采用的方法与列相似。

2单片机控制系统

单片机控制系统主要由AT89C51作为主控CPU,非易失NVRAM62256用于存放待显示的汉字点阵,根据需要发送信息量的多少即点阵的容量来考虑采用NVRAM62256的片数,若超过二片可用P1口的引脚来分页,为了接收来自上位机的汉字点阵采用MAX232作为通讯接口。在主控系统中除了常规的存储及通讯接口外,还有一个重要功能就是信号的发送及控制。由于显示模块中采用的是串变并的74HC595芯片因此主板上的输出信号应为串行信号。

下面着重讨论关于串行信号输出的方法问题。

利用串行口的通讯方式)即8位移位寄存器方式,CPU的RX因脚作为数据线DATA,TX引脚作为同步时钟CLK。采用这种方法软件编程简单,在设定好工作方式后只需往缓冲寄存器SBUF送数即可实现数据发送。但同时需考虑两个问题,一是与上位机通讯的干涉问题,当上位机有通讯请求时必须将方式0的数据发送状态切换到方式1的通讯状态,且电路上还要采取措施使主板输出的DATA、CLK与通讯部分隔离。第二个需要考虑的问题是此方法发送速率慢,由于通讯方式0下串行口为1/12晶振频率的固定波特率,当采用最高主频为24M的AT89C51,其通讯波特率为2M,因此每秒最多只能发送200000个字节。若LED显示屏长为5M,宽为0.24M,采用点间距为7.62MM的8*8LED点阵,则全屏需要42块显示模块,336块点阵,总点阵数为336*8*8=21504,在不考虑数据读取等辅助时间的情况下每秒最大的刷新次数为200000/21504,不足10次。

3软件设计

LED显示屏的控制软件包括两部分:上位机的文字编辑及发送软件,下位机即单片机控制器的动态扫描数据发送软件。

上位机软件的作用是将文字或图形转换成与LED显示屏的像素相对应的点阵,并通过通讯口将点阵图发送到单片机存储和送显。编辑文字点阵图的方法有两种:一是编辑汉字时直接读取汉字字模,此方法可在UCI叉弱下实现,需有汉字库的支持且文字类型不丰富;二是借助windows的画图软件,在画图方式下编辑文字或图形,并利用画图软件下拉菜单图像(I)下的属性设定像素、颜色(黑白)、宽度、高度,以保证编辑图形的像素与I王D显示屏完全一致,将编辑好的文字或图形以BMP方式保存。再以vC或vB高级语言编程读取BMP文件,并将其转换为符合LED显示要求的点阵文件,通过通讯接口发送到单片机控制系统

单片机控制系统软件应有以下模块组成:用于接收上位机发送来的文字点阵文件的通讯模块、多幅文字的循环显示模块、点阵预处理模块(当播放的文字需沿列信号方向循环移动显示时,要对待发送的字节进行移位操作,由于移位操作很费时会影响数据的刷新速度,因此可在开始显示前进行移位预处理)。

4结束语

信号控制电路简单实用,并变串的输出电路经使用证明可大大减少CPU的辅助时间,提高数据的发送速度,增加屏幕单位时间的刷新次数。由于结构简单、软件编程方便、价格低廉等特点,单色屏在一些要求不是很高的场合具有较强的竞争力二随着LED显示屏技术的日臻成熟,彩色同步屏也得到了广泛的应用,这必将使人们的生活变得更丰富多彩并为参与各种社会活动带来极大的方便。

摘要:为阐明用单片机控制单色显示屏的方法,对LED显示模块单元如何进行行列信号控制及信号传输中的驱动问题进行了研究。讨论了单片机控制系统中关键的数据发送问题,结果表明采用并行数据输入、串行数据及同步时钟输出的专用电路可大大减少CPU的辅助时间,提高数据的发送速度。

关键词:单片机;LED;显示屏

由于LED显示屏具有色彩鲜艳、亮度高、寿命长、工作稳定可靠等优点,在许多行业都得到了广泛的应用,如在车站、码头、商场、银行等公共场所将LED显示屏用于信息发布。目前LED显示屏的种类越来越多,从使用场合及亮度考虑可分为室内和室外屏,从扫描方式可分为动态扫描显示屏和静态扫描显示屏。室外使用的交通诱导屏,通常采用计算机同步控制的静态扫描显示,每个像素由几个高亮的LED发光管组成,可做成多色或全色。其优点在于播放的内容信息量大,实时性强,且由于采用静态显示,亮度高;其缺点是硬件电路复杂,成本高。室内使用的由8xSLED点阵拼成的显示屏也有同步和异步之分,同步控制显示屏由计算机作为主控器,异步控制显示屏的主控器可采用单片机。单片机控制的单色显示屏由于结构简单,成本低廉,深受人们的喜爱,本文将对此进行讨论。

LED显示屏控制责任编辑:刘老师    阅读:人次