雙RAM技術(shù)的LED顯示屏控制系統設計

引言
長(cháng)條的LED顯示屏在生活中應用得很多，這種顯示屏的控制電路簡(jiǎn)單，掃描線(xiàn)有限，顯示信息量也不是很大。當顯示信息量比較大時(shí)，若采用一般的長(cháng)屏顯示屏，顯示信息過(guò)慢，即使采用超長(cháng)屏的顯示屏，其數據輸出速率也很低，而且顯示屏的刷新頻率也不一定能滿(mǎn)足顯示需求。矩形顯示屏顯示的信息量大，并且可以按需要擴展顯示屏的高度，不存在頻率上的限制，能夠彌補長(cháng)條顯示屏顯示信息時(shí)存在的不足。本設計使用雙RAM技術(shù)來(lái)組織用于控制矩形顯示屏的控制系統數據，提高了信息垂直循環(huán)顯示時(shí)的存儲器效率，大幅度降低了對數據存儲器的占用率，并且對刷新頻率的要求也不是很高。

1 顯示數據組織
需要顯示的區域小于或等于實(shí)際顯示區域時(shí)，采用靜態(tài)顯示即可。但大多時(shí)候需要顯示的區域大于或等于實(shí)際顯示區域，如圖1所示。為了簡(jiǎn)化問(wèn)題的分析，本文將顯示區域高度設置為LED顯示屏高度的4倍，寬度等于LED顯示屏寬度。設顯示屏的高度為L(cháng)h，寬度為L(cháng)w，則顯示區域高度Dh=4Lh，寬度Dw=Lw。本文以單色顯示作為描述對象，且Bw=Bn=8(Bw為掃描線(xiàn)條數，Bn為輸出數據寬度)，如圖1所示。

對于一個(gè)LED顯示屏，寬度Lw和高度Lh確定后，顯示屏單元板的排列方式也就確定了。單元板相鄰的兩條掃描線(xiàn)之間的距離為Sw，顯示屏有Bw條掃描線(xiàn)，分別是Y0，Y1，…，YBw-1。每Sw行對應一位顯示數據，顯示屏上的每一個(gè)點(diǎn)對應于存儲器中某個(gè)字節的某一位。Bw條掃描線(xiàn)分別指向：Y0=O，Y1=Sw，…，BBw-1=(Bw-1)Sw。用靜態(tài)顯示數據組織方法分別對顯示塊A、B、C、D組織顯示數據。首先對顯示塊A的顯示信息進(jìn)行組織(X為列號)：
①X=0，即當前掃描線(xiàn)各行與第O列相交各點(diǎn)的顯示數據按D0，D1，…，DBw-1的順序存儲在存儲器的第一個(gè)存儲單元中。
②X值增加1，當前掃描線(xiàn)各行與X值對應列相交各點(diǎn)的顯示數據存儲在存儲器的下一個(gè)存儲單元中。直至將X=O至X=Dw-1的Dw個(gè)數據按順序全部存儲在存儲器中。
③Bw條掃描線(xiàn)向下移動(dòng)一行，重復第①至②步，直到Y0移動(dòng)到Sw-1行時(shí)。
④數據組織結束。
顯示區域B、C、D分別按照A的數據組織方式去組織顯示數據。組織后的顯示數據塊按A、B、C、D的順序存儲在RAM0里，然后將RAM0中的顯示數據塊A、B、C、D按B、C、D、A的順序拷貝到RAMl中，任何兩個(gè)相鄰顯示塊的顯示數據在兩塊RAM中都有相同的地址存儲區域。RAM0和RAMl的顯示數據與存儲器的對應關(guān)系如圖2所示。

如圖2所示，掃描組1從Y0=0到Y0=Sw-1，對應顯示塊A，數據已組織存放在存儲器中，可以直接輸出顯示數據；掃描組2從Y0=Lh到Y0=Lh+ Sw-1，對應顯示塊B也已經(jīng)組織好，可以直接輸出。但是掃描組3，它的位置非同一般，它的掃描線(xiàn)分別對應著(zhù)兩個(gè)塊A和B；第O，1，…Bw-1條掃描線(xiàn)分別對應顯示塊A掃描組1的1，2，…，Bw-2；而第Bw-1條掃描線(xiàn)就對應顯示塊B掃描組2的第O條掃描線(xiàn)。如果要在顯示屏上顯示掃描組3對應的這一屏數據，就一定要同時(shí)使用到掃描組1的第1，2，…，Bw-1條掃描線(xiàn)和掃描組2的第O條掃描線(xiàn)組織的顯示數據作為輸出數據。由于顯示塊A和B的顯示數據是分別組織的，這時(shí)就要取RAM0的D0，D2，…，DBw-1和RAMl的D0位作為輸出到顯示屏的Bw位數據，這就需要在兩塊RAM同時(shí)輸出的2Bw位中選擇需要的Bw位作為輸出數據，并且這Bw位數據是連續的。
顯示步驟(在此只考慮垂直移動(dòng)顯示效果)；雙RAM技術(shù)將顯示數據輸出的時(shí)候，是將兩塊RAM中相同地址的兩個(gè)數據同時(shí)輸出。所以，如果設置RAMO為主存儲器，RAMl為從存儲器，則將兩塊RAM的顯示數據存在一塊串行存儲器中時(shí)，偶地址單元應存儲RAM0的數據，奇地址單元存儲RAMl的數據，由于數據寬度為8，所以每次輸出16位數據。如果顯示區域中以(XL，YL)點(diǎn)為顯示起始點(diǎn)，在LED屏上顯示一屏顯示信息，則其數據選擇控制位只與YL、掃描線(xiàn)和掃描寬度Sw有關(guān)。顯示區域的起始行坐標為YL，一塊顯示區域有Bw·Sw行，則YL所在的塊為：

這里討論YL在實(shí)際顯示區域的坐標沒(méi)有多大意義，只須注意YL在當前顯示塊的相對坐標，NL=YL％(Bw·Sw)就是YL在當前顯示塊的相對縱坐標，則相對坐標為(NL，YL)。動(dòng)態(tài)顯示的基礎是靜態(tài)顯示，靜態(tài)顯示以從特定行顯示一屏為特征，當顯示屏從第YL行開(kāi)始顯示信息時(shí)，因為一塊顯示區域有Sw·Dw個(gè)數據，則YL所在塊顯示數據的起始地址為：

一塊顯示區域分為Sw個(gè)區，則YL所在的分區記作：

一區存放有Dw個(gè)顯示數據，所以YL所在分區地址與所在塊起始地址之間的相對偏移地址為(YL％Sw)·Dw。所以，只要知道了顯示信息的起始行坐標，就能得到顯示數據在存儲器中的存儲地址。