2.4顯示板的驅(qū)動電路

　　LED顯示板的面積很大，它的正面由LED 顯示塊級聯(lián)而成，背面是驅(qū)動電路。由于LED的驅(qū)動電流相對較大，驅(qū)動電路應盡量和LED點陣模塊靠近。因此行列驅(qū)動器一般都安裝在屏體的背面。LED顯示板的驅(qū)動電路中采用了74HC595芯片，是硅結(jié)構(gòu)的CMOS器件，兼容低電壓TTL電路，具有8位串入并出的移位、并行鎖存和三態(tài)輸出功能。移位寄存器和鎖存器使用獨立的時鐘，數(shù)據(jù)SDATA 在SCLK的上升沿輸入移位寄存器，在LT的上升沿進入的鎖存器中去。當使能信號OE為低電平時，鎖存器的數(shù)據(jù)輸出到LED.74HC595芯片可以解決數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)串行傳輸在時間上的沖突問題，在顯示1行各列數(shù)據(jù)的同時，可以準備下1列的LED數(shù)據(jù)。以1/16行掃描為例，LED顯示板的驅(qū)動電路如圖5所示。

　　CLK是移位寄存器時鐘，每個脈沖將引起1位數(shù)據(jù)移入74HC595中，當1行的數(shù)據(jù)全部移完后，鎖存信號LT控制數(shù)據(jù)從74HC595的寄存器移入鎖存器。A、B、C、D是行掃描信號，其中A是最低位，通過4/16譯碼器控制LED屏的行掃描。OE是消影信號，它可以選擇控制行信號或列信號，用于LED點陣是否能被點亮和控制整屏的亮度。如果OE控制列信號，它接74HC595芯片的OE端，因為只有當OE為低電平時74HC595的輸出才有效，否則輸出三態(tài)。如果OE控制行信號，它接到4/16譯碼器的使能端，低電平時行掃描不起作用。

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圖5 LED顯示板的驅(qū)動電路

　　3 系統(tǒng)軟件設計

　　整個系統(tǒng)的軟件包括2部分：上位機應用軟件和嵌入制單元軟件。上位機軟件編輯在LED顯示屏上顯示的數(shù)息，并實現(xiàn)與下位機的通信；嵌入式控制單元軟件實現(xiàn)了接收和存儲、數(shù)據(jù)輸出和圖像顯示方式變換，從而實現(xiàn)LED屏的控制。

　　3.1上位機應用軟件

　　上位機應用軟件用Visual C++編寫，主要實現(xiàn)顯示的編輯與通訊的功能。該軟件運行于WindowsXP環(huán)境中，方便用戶使用。完成的功能有：（1）對顯示信息進行編輯、修改功能，也可以直接調(diào)用Windows中的256色畫圖文件（*.bmp）；（2）在上位機上對顯示的內(nèi)容進行預覽，以保證有較好的顯示效果；（3）依照上位機與I2C接口模塊的協(xié)議，將信息傳輸給系統(tǒng)以I2C接口模塊，從而實現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)的更新。

　　3.2嵌入式控制單元的軟件

　　嵌入式控制單元的軟件實現(xiàn)以下3大功能：數(shù)據(jù)接收和存儲、數(shù)據(jù)輸出和圖像顯示方式變換。（1）依照顯示屏與上位機之間的通訊協(xié)議，與上位機進行通訊，接收顯示數(shù)據(jù)，存入Flash存儲器。（2）將待顯示的數(shù)據(jù)從Flash存儲器中取出，對數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)上移、下移、左移、右移等豐富多彩的圖像顯示效果。（3）通過SPI接口將數(shù)據(jù)傳輸給掃描控制模塊，F(xiàn)PGA通過串并轉(zhuǎn)換等將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合LED屏驅(qū)動電路格式的數(shù)據(jù)，然后傳到LED屏幕上顯示出來，仿真如圖6,7所示。

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圖6 軟件模擬顯示效果

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圖7 LED顯示屏實際顯示效果

　　4 結(jié)語

　　與傳統(tǒng)的基于單片機的LED屏控制系統(tǒng)相比較，該系統(tǒng)在不增加系統(tǒng)成本的情況下，可支持256灰度級的全彩圖文信息的顯示，可以播放全彩動畫；可存儲較大容量的數(shù)據(jù)（64MB）；通過I2C接口快速傳輸數(shù)據(jù)，為顯示區(qū)域較大、顯示內(nèi)容切換頻繁的大屏幕LED顯示控制系統(tǒng)提供良好的解決方案。
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