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LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

中國視聽網(wǎng)資訊 更新時(shí)間:2010-6-22 8:32:14  編輯:清風(fēng)  [ ]     手機(jī)訪問

  在車站、商場、學(xué)校等一些需要發(fā)布多變的實(shí)時(shí)信息或進(jìn)行廣告宣傳的場所,黑板、紙張或是霓虹燈廣告牌這些傳統(tǒng)的媒介手段,不論是在顯示效果還是可修改性上都已無法滿足當(dāng)前的需求。而 LED點(diǎn)陣顯示屏具有耗電省、成本低、壽命長、占用空間小以及能夠?qū)崟r(shí)顯示等特點(diǎn),而且顯示內(nèi)容的信息量大,用戶可隨時(shí)任意自行編輯修改顯示內(nèi)容,因此,近年來已得到了廣泛應(yīng)用。

一、總體設(shè)計(jì)

  系統(tǒng)采用了上位機(jī)——下位機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)建,上位機(jī)為 PC機(jī),通過串行通信接口與下位機(jī)顯示系統(tǒng)進(jìn)行通信[1],以實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示內(nèi)容的實(shí)時(shí)擦除、更新等操作;下位機(jī)系統(tǒng)主要包括單片機(jī)控制電路和顯示電路兩部分,漢字顯示采用 16x16點(diǎn)陣模式,通過單片機(jī)的控制,實(shí)現(xiàn)字符從右往左滾動(dòng)的動(dòng)態(tài)顯示效果;究驁D如圖1所示。

LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案


二、系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

2.1 MCU的選擇

  MCU是整個(gè)下位機(jī)系統(tǒng)的核心部件,其性能和片內(nèi)資源很大程度上決定了該系統(tǒng)工作的靈活性、先進(jìn)性和穩(wěn)定性;诖,本系統(tǒng)選用了 STC公司生產(chǎn)的 STC89C55RD+增強(qiáng)型 51單片機(jī)。

  STC89C55RD+單片機(jī)的指令系統(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)以及片內(nèi)資源與標(biāo)準(zhǔn)8052單片機(jī)完全兼容,采用DIP40封裝形式;支持的最高時(shí)鐘頻率為80M,能最大限度地提高M(jìn)CU的運(yùn)行速度;片內(nèi)包含大容量的20KBFLASH程序存儲(chǔ)器和1KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,其內(nèi)部可用Data FLASH達(dá)58個(gè)扇區(qū)共29KB;具有在系統(tǒng)可編程(ISP)功能和在應(yīng)用可編程(IAP)功能,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程軟件升級(jí),無需編程器,從而大大縮短開發(fā)復(fù)雜度,同時(shí)可節(jié)省購買編程器的額外投入。

2.2 串行通信

  系統(tǒng)上位機(jī)和下位機(jī)通過串行通信接口進(jìn)行聯(lián)系。 STC89C55RD+單片機(jī)內(nèi)部含有一個(gè)可編程的全雙工串行通信接口,即 RXD(P3.0)和TXD(P3.1),具有 UART的全部功能,該接口電路能同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。一般情況下只要通過RXD、TXD和GND三根線就可以實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)PC的串行通信,根據(jù)通信距離的遠(yuǎn)近,可以選擇RS232或RS485通信方式,由于本系統(tǒng)中顯示屏控制電路與上位機(jī)PC的距離較近,故選用了RS-232標(biāo)準(zhǔn)總線接口。具體電路圖如圖2所示。

LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案




2.3 驅(qū)動(dòng)及掃描電路

  LED點(diǎn)陣選用8x8模塊,每 4塊排列成一個(gè)16x16的點(diǎn)陣,用于顯示一個(gè)漢字。點(diǎn)陣每一行的所有LED共陰極,每一列的所有LED共陽極。

  因?yàn)閱纹瑱C(jī)I/O口的驅(qū)動(dòng)能力有限,所以每一行LED陰極通過一個(gè)三極管8550與電源相連,I/O口僅需要提供幾個(gè)毫安的灌入電流即可控制其通斷?紤]到本系統(tǒng)可以同時(shí)顯示六個(gè)漢字,故每一列 LED的陽極都通過一個(gè)限流電阻和一個(gè)三極管8550與電源相連,當(dāng)六個(gè)漢字的同一行漢字字模(即12個(gè)字節(jié))通過鎖存器74HC377并行送出后,由移位寄存器 74HC595輸出行選通信號(hào),來點(diǎn)亮該行的LED,接著再送下一行數(shù)據(jù),再選中下一行有效,直到16行全被掃描過一遍。至此,一幅完整的文字信息就顯現(xiàn)出來,然后按這種方式反復(fù)掃描,借助于程序的控制,即可實(shí)現(xiàn)信息從右至左的動(dòng)態(tài)顯示了。具體電路圖如圖3所示。

LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案


  該系統(tǒng)的軟件主要實(shí)現(xiàn)的功能包括:上位機(jī)信息(或命令)的發(fā)送和下位機(jī)點(diǎn)陣顯示內(nèi)容及方式的控制兩部分。


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