LED显示屏的控制技术.doc

LED显示屏的控制技术 本文由qjgggsse贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 《装备制造技术》 ２００７ 年第 ３ 期 ＬＥ Ｄ 显示屏的控制技术 孟祥忠 （大连理工大学 大连职业技术学院， 辽宁 大连 １１６０２４ ） 摘要： 为阐明用单片机控制单色显示屏的方法， 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。 对 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 中图分类号： ２７ ＴＰ 文献标识码： Ａ 文章编号： １６７２－ ５４５Ｘ（２００７）０３－ ００１１－ ０１ 由于 ＬＥ Ｄ 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 ＬＥ Ｄ 显示屏用于信息发布。目前 ＬＥ Ｄ 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 ＬＥ Ｄ 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 ８×ＳＬＥ Ｄ 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。 吸收电流的能力相对较强， 且为动态扫描， 因此在 ７４Ｈ Ｃ ５９５ 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 Ａ Ｔ８９ Ｃ ５１ 作为主控 Ｃ ＰＵ ， 非易 失 Ｎ Ｖ Ｒ Ａ Ｍ ６２２５６ 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 Ｎ Ｖ Ｒ Ａ Ｍ ６２２５６ 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 Ｍ Ａ Ｘ ２３２ 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 ７４Ｈ Ｃ ５９５ 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： ８ 位移位寄存器方式， ＰＵ 的 即 Ｃ Ｒ Ｘ 因脚作为数据线 Ｄ Ａ ＴＡ ， 引脚作为同步时钟 Ｃ ＬＫ 。采用 ＴＸ 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 ＳＢ Ｕ Ｆ 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 Ｄ Ａ ＴＡ 、 ＬＫ 与通讯部分隔离。第二个 Ｃ 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／ 晶振频率的固定波特率，当采用最高主频为 ２４ｍ 的 １２ Ａ Ｔ８９Ｃ ５１， 其 通 讯 波 特 率 为 ２Ｍ ， 因 此 每 秒 最 多 只 能 发 送 ２０００００ 个字节。 ＬＥ Ｄ 显示屏长为 ５Ｍ ， 若 宽为 ０． ， ２４ｍ 采用点间 距为７． ｍ 的 ８×８ＬＥ Ｄ 点阵，则全屏需要 ４２ 块显示模块， ６２ｍ 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。 １ ＬＥＤ 显示模块单元 要使 ８ 只 ＳＬＥ Ｄ 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 ＬＥ Ｄ 点阵与 ＬＥ Ｄ 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 ×８ＳＬＥ Ｄ 点阵做在 一块电路板上， 组成一块 ３２×ｌ 点阵的模块。 ６ 块与块相串联就 组成了一个