LED點陣顯示系統設計方案
編輯：清風 [ 2010-6-22 8:32:14 ] 文章來源：LED大屏網
在車站、商場、學校等一些需要發布多變的實時信息或進行廣告宣傳的場所，黑板、紙張或是霓虹燈廣告牌這些傳統的媒介手段，不論是在顯示效果還是可修改性上都已無法滿足當前的需求。而 LED點陣顯示屏具有耗電省、成本低、壽命長、占用空間小以及能夠實時顯示等特點，而且顯示內容的信息量大，用戶可隨時任意自行編輯修改顯示內容，因此，近年來已得到了廣泛應用。
一、總體設計
系統采用了上位機——下位機的結構構建，上位機為 PC機，通過串行通信接口與下位機顯示系統進行通信[1]，以實現對顯示內容的實時擦除、更新等操作；下位機系統主要包括單片機控制電路和顯示電路兩部分，漢字顯示采用 16x16點陣模式，通過單片機的控制，實現字符從右往左滾動的動態顯示效果。基本框圖如圖1所示。
二、系統的硬件結構
2.1 MCU的選擇
MCU是整個下位機系統的核心部件，其性能和片內資源很大程度上決定了該系統工作的靈活性、先進性和穩定性。基于此，本系統選用了 STC公司生產的 STC89C55RD+增強型 51單片機。
STC89C55RD+單片機的指令系統、硬件結構以及片內資源與標準8052單片機完全兼容，采用DIP40封裝形式；支持的最高時鐘頻率為80M，能最大限度地提高MCU的運行速度；片內包含大容量的20KBFLASH程序存儲器和1KB的數據存儲器，其內部可用Data FLASH達58個扇區共29KB；具有在系統可編程（ISP）功能和在應用可編程（IAP）功能，可實現遠程軟件升級，無需編程器，從而大大縮短開發復雜度，同時可節省購買編程器的額外投入。
2.2 串行通信
系統上位機和下位機通過串行通信接口進行聯系。 STC89C55RD+單片機內部含有一個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，該接口電路能同時進行數據發送和接收。一般情況下只要通過RXD、TXD和GND三根線就可以實現與上位機PC的串行通信，根據通信距離的遠近，可以選擇RS232或RS485通信方式，由于本系統中顯示屏控制電路與上位機PC的距離較近，故選用了RS-232標準總線接口。具體電路圖如圖2所示。
2.3 驅動及掃描電路
LED點陣選用8x8模塊，每 4塊排列成一個16x16的點陣，用于顯示一個漢字。點陣每一行的所有LED共陰極，每一列的所有LED共陽極。
因為單片機I/O口的驅動能力有限，所以每一行LED陰極通過一個三極管8550與電源相連，I/O口僅需要提供幾個毫安的灌入電流即可控制其通斷。考慮到本系統可以同時顯示六個漢字，故每一列 LED的陽極都通過一個限流電阻和一個三極管8550與電源相連，當六個漢字的同一行漢字字模（即12個字節）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，來點亮該行的LED，接著再送下一行數據，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出來，然后按這種方式反復掃描，借助于程序的控制，即可實現信息從右至左的動態顯示了。具體電路圖如圖3所示。
該系統的軟件主要實現的功能包括：上位機信息（或命令）的發送和下位機點陣顯示內容及方式的控制兩部分。
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