智能點(diǎn)陣LED電子顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
該智能型點(diǎn)陣電子顯示屏基于串并轉(zhuǎn)換動(dòng)態(tài)掃描技術(shù),以微控制器為核心,輔以必要外圍電路設(shè)計(jì)而成。系統(tǒng)主要由單片機(jī)控制、電子屏驅(qū)動(dòng)顯示、亮度調(diào)節(jié)、時(shí)鐘定時(shí)、語音提示和鍵控液晶輸出更新等模塊組成。用字模軟件生成字符代碼存入單片機(jī)系統(tǒng),通過相應(yīng)的程序控制,利用串行輸出方式將數(shù)據(jù)送入顯示屏。顯示電路進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)送給各列,同時(shí)譯碼電路進(jìn)行行掃描驅(qū)動(dòng),如此逐行掃描循環(huán)實(shí)現(xiàn)字符顯示。通過控制LED點(diǎn)亮?xí)r間,實(shí)現(xiàn)亮度連續(xù)可調(diào),通過時(shí)鐘和溫度模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)溫度時(shí)間顯示。它實(shí)現(xiàn)了多機(jī)通信,主從機(jī)同時(shí)工作,實(shí)現(xiàn)主站控制多個(gè)地方的點(diǎn)陣顯示。 1 、引 言 LED電子顯示屏是一種顯示文字、圖像等視頻信號(hào)的理想的公眾信息顯示媒體,在提高政府行政部門、企事業(yè)單位服務(wù)公眾的形象和服務(wù)檔次方面起到了良好的作用。本文設(shè)計(jì)的LED 電子顯示屏除具備電子屏的常規(guī)功能外,還進(jìn)行了設(shè)計(jì),通過Internet對(duì)電子顯示屏進(jìn)行遠(yuǎn)程智能控制。 2 、硬件電路設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)以控制器AT89S52 為控制核心,基于RTX51實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng),結(jié)合時(shí)鐘設(shè)計(jì)以及所需設(shè)計(jì)的外圍電路,完成LED驅(qū)動(dòng)、控制以及顯示。整個(gè)硬件設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。 圖1 點(diǎn)陣電子屏設(shè)計(jì)硬件原理框圖 2. 1 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)選用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S52單片機(jī)型,AT89S52是一種低功耗、高性能8位微控制器,片內(nèi)含有8 KB快閃可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器,允許在線編程或采用通用的非遺失存儲(chǔ)編程器對(duì)程序存儲(chǔ)器重復(fù)編程。用戶既可以通過鍵盤來控制系統(tǒng)使用FlashROM (AT29C040A)預(yù)先存儲(chǔ)不同的演式樣式。MCU也可以使用R232 端口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信,由計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)功能,并進(jìn)一步借助Internet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作,使系統(tǒng)實(shí)時(shí)地顯示不同的LED樣式。 2. 2 led顯示屏驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 在本系統(tǒng)中,led顯示屏采用雙管,雙基色顯示8×8點(diǎn)陣組成32行×64列顯示屏。寬大的顯示介面不但可以增加同一時(shí)間信息的顯示量,更增加了屏幕的可觀性,三色(紅、黃、綠)顯示,使顯示介面色彩不再單調(diào)。顯示的信息不再局限于文字,可以顯示較為簡單的畫面,功能更為強(qiáng)大。寬大的顯示屏對(duì)驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟾摺樘岣咂骷睦眯,本系統(tǒng)將顯示面分為A、B 2個(gè)區(qū),每區(qū)有16片74 HC595,其中8片對(duì)每區(qū)8 ×8點(diǎn)陣的紅管進(jìn)行驅(qū)動(dòng),另外8片驅(qū)動(dòng)黃燈。 2. 3 時(shí)鐘控制設(shè)計(jì) 時(shí)鐘控制模塊是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分,用來完成不同顯示樣式的計(jì)時(shí)以及系統(tǒng)時(shí)間的顯示功能。 系統(tǒng)時(shí)間的顯示功能用來顯示當(dāng)前的時(shí)間和日期,允許手動(dòng)調(diào)節(jié),通過計(jì)算機(jī)控制可實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行時(shí)間同步。時(shí)鐘控制模塊采用DS12C887 芯片,DS12C887的8位復(fù)用地址數(shù)據(jù)線AD0~AD7通過擴(kuò)展接到單片機(jī)的對(duì)應(yīng)端AD0~AD7.片選輸入端CS接單片機(jī)的Y5片選端,地址選通輸入腳AS接單片機(jī)的ALE端。 2. 4 遠(yuǎn)程信息控制設(shè)計(jì) 遠(yuǎn)程信息控制是該led顯示屏設(shè)計(jì)的特色之一,在設(shè)計(jì)中采用智能家居控制的概念,通過RS232接口與計(jì)算機(jī)相連,上位機(jī)采用B /S架構(gòu)編寫Web應(yīng)用程序,與系統(tǒng)相連的本地機(jī)作為服務(wù)器,通過IIS ( Inter2net Information Service)在Internet上發(fā)布遠(yuǎn)程控制界面,應(yīng)用程序可以將遠(yuǎn)程用戶的命令傳輸給控制器,控制器同時(shí)將相應(yīng)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋給用戶。 2. 5 鍵盤輸入模塊 在本系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了4 ×4 鍵盤模塊, 鍵盤通過82C79芯片進(jìn)行輸入, 82C79通過并行方式與單片機(jī)進(jìn)行連接(在AT 89S52中, AD0~AD7為并行接口) ,同時(shí)為了實(shí)時(shí)跟蹤鍵盤輸入,在系統(tǒng)中還加入了一塊串口液晶。 3、 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)基于RTX51嵌入式系統(tǒng)。RTX51是應(yīng)用于MCU的一種多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),應(yīng)用在微控制器上,可大大提高系統(tǒng)的執(zhí)行效率和實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)軟件利用Keil開發(fā)環(huán)境, Keil系列軟件具有良好的調(diào)試界面、優(yōu)秀的編譯效果和豐富的使用資料,方便快速生成所需。 hex文件。利用ISPlay進(jìn)行單片機(jī)軟件在系統(tǒng)可編程,方便快捷。點(diǎn)陣電子顯示屏控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程如圖2所示。 圖2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖 4 、系統(tǒng)測試與分析 led顯示屏亮度連續(xù)可調(diào),通過按鍵控制各級(jí)別亮度。根據(jù)軟件編程,使用2個(gè)計(jì)時(shí)器0和1,設(shè)定計(jì)數(shù)器0 的定時(shí)周期為1 152 μs, 則其確定頻率f =(1 /1 152) ×106 = 868 Hz,保證屏幕的掃描頻率。定時(shí)器1控制行驅(qū)動(dòng)的選通時(shí)間,通過調(diào)節(jié)其計(jì)數(shù)數(shù)值i,而控制輸出的行驅(qū)動(dòng)選通方波信號(hào)的占空比,從而實(shí)現(xiàn)亮度控制, LED 的亮度調(diào)整可通過鍵盤來連續(xù)調(diào)節(jié)。占空比為: (1 152 - i) /1 152.測試采用WindowsXP系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)及示波器,系統(tǒng)存在的主要誤差是顯示不同等級(jí)LED時(shí)占空比不同,對(duì)LED指標(biāo)進(jìn)行測試,其結(jié)果如表1所示。測試結(jié)果顯示各級(jí)顯示效果良好,系統(tǒng)十分穩(wěn)定。 表1 LED測試指標(biāo) 5、 結(jié) 語 該智能點(diǎn)陣電子顯示屏控制系統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)了不同樣式的LED演示、亮度連續(xù)可調(diào)、左右滾屏顯示、定時(shí)循環(huán)、實(shí)時(shí)時(shí)間顯示、PC機(jī)更新顯示信息、遠(yuǎn)程控制等功能,且經(jīng)過測試,系統(tǒng)穩(wěn)定性非常好,有廣泛的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
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