當前位置:自動化網>天億達信息技術有限公司門戶>應用案例>單片機控制LED顯示屏系統設計

單片機控制LED顯示屏系統設計

發布時間:2019-10-31 16:00   類型:解決方案   人瀏覽

1 引言

LED顯示屏的發展經歷了三個階段,第一階段是1990年,國外以通訊控制,單點四級調灰的紅、綠雙基色LED顯示屏為主;第二階段是1990-1995年,LED的技術和材料方面不斷提升,藍色LED晶片研制成功引導全彩LED顯示屏出現,視頻控制技術使顯示屏的動態顯示效果得到迅速的發展;第三階段是1995年以后,逐步深化標準化等新問題。LED顯示屏正向全色彩、多媒體化的方向發展,系統制造業向集體化、智能化、網絡化方向發展[1]

2 LED顯示屏系統構成

LED顯示屏系統主要由行列驅動器、LED顯示點陣單元(屏幕)、上位機(PC)、下位機(單片機)、電源等組成。單基色LED顯示屏的主控制器是單片機,并擴展有數據存儲器、漢字庫、實時日歷時鐘以及通信接口等[2]。主控制器的主要功能是接受來自計算機發送來的命令和數據,將命令和數據傳送給相應的顯示單元,實現顯示單元的同步顯示。LED顯示屏的基本結構如圖1所示。

 

1 LED顯示屏基本結構

下位機為系統的主控制器,LED顯示屏系統主要由單片機作為核心控制器,控制器位數也由8位發展到16位、32位;行列驅動器及LED顯示點陣單元構成了LED顯示屏屏體,其主要部分是顯示點陣和行列驅動電路,顯示點陣多采用8*8單色或雙色顯示單元拼接而成,智能點陣顯示單元是獨立完成顯示任務的小系統,或是整個LED顯示屏系統的某一局部,它可以顯示文字、線條或簡單圖形。上位機及相應的應用軟件主要完成發送更新后的顯示數據到主控制器,給主控制器發送改變顯示模式的相應命令,給主控制器傳送實時顯示數據等功能[3]

3 LED顯示屏關鍵技術

RS-232標準的全稱是EIA-RS-232C,其對電氣特性和邏輯電平做了規定,用正負電壓來表示邏輯狀態。單片機的串口是TTL電平,+5V代表邏輯1,-5V代表邏輯0,PC機的串口是RS-232接口標準,-3V~-15V表示邏輯1,+3V~+15V表示邏輯0。為了能讓二者進行數據及控制的通信,必須實現RS-232TTL電路的電平轉換。通常,采用MAX232芯片構成的接口電路實現單片機與PC機的電平轉換。要經過串口初始化、串口助手調試軟件,還有串口發送和串口接受都正確的情況下才能實現串口通信[4]

點陣LED一般采用掃描式顯示,分為三種方式:點掃描、行掃描、列掃描。要符合視覺暫留要求,點掃描時其掃描頻率必須大于1024HZ,周期小于1ms;行掃描和列掃描的頻率必須大于128HZ,周期小于7.8ms。要同時驅動一列或一行時需外加驅動電路以提高電流,不然LED亮度不足。

傳統的LED顯示屏控制系統一般采用由單片機、閃存以及靜態隨機存取存儲器芯片構成最小系統。LED顯示屏功能需求日益增加,嵌入式技術不斷發展,基于單片機的LED顯示屏控制系統已無法滿足市場需求,可以使用功能強大的ARMFPGA作為LED顯示屏系統的核心部分,其中LED顯示屏控制系統與上位機之間的通信部分利用ARM實現,上位機與LED顯示屏控制系統之間的通信可以采用標準的計算機數據串行通信方式以及以太網通信方式,在通訊方式上包括RS232RS485LAN、光纖傳輸與無線傳輸[5]

MFC指微軟基礎類,是隨微軟VisualC++開發工具開發的一種應用框架。1992年的Microsoft 16位版的C++編譯器中,MFC是作為一個擴展輕量Windows API面向對象的C++封裝庫而引入的。MFC是對API進行類封裝,Windows API函數按功能大體分為以下:窗口管理函數WUI、圖形設備管理函數GUI、系統服務函數SUI[6]

4 單片機選擇與電路設計

單基色LED顯示屏采用ARM為核心的器件,雖然以單片機為核心控制的使用率越來越低,但是單片機所擁有的某些優勢是其他器件無法替代的。

基于8051內核的增強型、單時鐘1TSTC12C5A60S2單片機,其工作頻率0~30MHz,相當于普通8051單片機的0~420MHz,運行速度要比傳統805110倍左右。片上集成1280字節RAM60Kb的內存,8KEEPROM,有416位定時器,有獨立的波特率發生器,3個時鐘輸出口,7路外部中斷[7]。通用I/O口可設置成準雙向口、弱上拉、強推挽、強上拉四種工作模式;不需要專用的編程器和仿真器,支持ISPIAP,大大降低了設備成本和使用成本;8A/D可做10位或8A/D轉換,轉換速度可達每秒鐘25萬次;片上集成SPI接口;擁有雙串口,通過設置特殊寄存器P1.2P1.3可以擴展為RXD2TXD2。內部集成MAX810專用復位電路,其工作電壓范圍是3.5~5.5V。單片機內部結構如圖2所示。

 

 

單片機內部結構圖

按鍵電路采用四個獨立按鍵,P1.4~P1.7接四個按鍵S0~S3分別控制LED顯示屏實現漢字、字符的右移,左移,靜態,從右移、左移到靜態三種狀態循環顯示的切換各種狀態[8],按鍵電路如圖3所示。

 

按鍵電路圖

5 結束語

本文主要介紹的是單片機控制LED屏的系統設計,STC單片機控制的單基色LED顯示屏系統具有體積小,結構簡單,穩定性好,成本低,易于實現等優點。采用74HC15474HC595芯片驅動點陣屏的行和列,點陣顯示屏各點亮度均勻,清晰、穩定的顯示文字、圖形,具有靜止顯示、左移、右移顯示功能。對于系統的總體結構、LED顯示屏的關鍵技術、單片機選擇與電路設計做了詳細的介紹,但是還有許多地方不完善,如深化上位機中實現圖像解碼的研究,以后會繼續深入研究解決。

本文地址:http://www.olugsw.icu/apply/d_1o1abcphmnqv1_1.html

拷貝地址

版權聲明:版權歸中國自動化網所有,轉載請注明出處!

留言反饋
  • 評價:

  • 關于:

  • 聯系人:

  • 聯系電話:

  • 聯系郵箱:

  • 需求意向:

  • 驗證碼:

    看不清楚?

  • 在線咨詢
赚钱宝收益最大化