基于單片機的LED顯示系統設計

引 言　　

最近，筆者在某工廠(chǎng)大型生產(chǎn)線(xiàn)上基于現場(chǎng)總線(xiàn)的物流呼叫系統項目中發(fā)現，由于所需要顯示的信息流比較大，用現有的基于AT89C51芯片組成的 LED顯示屏控制系統，由于受到微處理器的處理速度、體系架構、尋址范圍、外圍接口資源等諸多限制，已難以在要求顯示較多像素、顯示內容幀頻較高、動(dòng)態(tài)顯示效果復雜的情況下，得到良好的動(dòng)態(tài)視覺(jué)效果。針對以上情況，在利用現有資源的基礎上，重新設計和研制了一種全新的，由32位高性能ARM微處理器組成的LED顯示屏控制圖1系統的硬件結構框圖系統，并通過(guò)RS485接口與現場(chǎng)總線(xiàn)中的上位機進(jìn)行實(shí)時(shí)數據通信，實(shí)現整個(gè)系統的信息顯示。

1 系統硬件結構　　

該系統的硬件組成框圖如圖1所示。圖1中,微處理器是AtmeEL公司生產(chǎn)的AT91M42800A，它采用基于ARM7TDMI內核

的高性能32位RISC架構的處理器,有著(zhù)豐富的外圍接口資源。AT91M42800A有2個(gè)USART外圍接口，系統用USART0口和MAX485組成485接口電路，具體的接口電路如圖2所示。AT91M42800A還有2個(gè)SPI口，每個(gè)SPI口有4根片選信號，通過(guò)片選均可以支持外接15個(gè)設備。該系統的做法是將2個(gè)SPI口分別接到列驅動(dòng)電路和行驅動(dòng)電路上，并利用各自的2個(gè)片選信號CS0和CS1完成驅動(dòng)電路的信號鎖存和允許輸出控制，SPI的CLK輸出作為驅動(dòng)電路的時(shí)鐘信號輸入，工作頻率為4 MHz?！　?br />
SRAM接口電路由2塊HY57V641620芯片并聯(lián)組成，HY57V641620是Hynix公司生產(chǎn)的4 Banks×1M×16位的SDRAM芯片,單片HY57V641620存儲容量為4組×16 M位（8 MB），支持自動(dòng)刷新，16位數據寬度。為充分發(fā)揮32位CPU的數據處理能力，系統用2塊8 ns的HY57V641620組成32位SDRAM存儲器系統。Flash存儲器接口電路由1塊HY29LV160芯片組成。HY57V641620是Flash存儲器芯片，單片存儲容量為16 M圖2485接口電路、A6B595和A6276級聯(lián)電路原理圖位(2 MB)，8/16位數據寬度，本系統采用16位數據寬度的工作方式。具體的電路連接可參閱參考文獻[1]?！　?br />
行驅動(dòng)電路由Allegro公司的36片A6B595級聯(lián)組成，顯示屏背面每行數據線(xiàn)由串入并出移位寄存器A6B595級聯(lián)而成，A6B595片內集成有MOS管構成的驅動(dòng)器，發(fā)光二極管足夠驅動(dòng)發(fā)光。列驅動(dòng)電路由Allegro公司的24片A6276級聯(lián)組成，A6276是16位帶鎖存的串入并出移位LED驅動(dòng)芯片。A6B595和A6276級聯(lián)時(shí)引腳和聯(lián)接方法如圖2所示，電路都較為簡(jiǎn)單（其中帶端口框標的為AT91M42800A的相應引腳）。其他詳細的性能資料，請查閱Atmel和Allegro公司的相關(guān)產(chǎn)品文檔[2，3]。AT91M42800A的SPI口均采用16位串行輸出工作方式，利用32位ARM處理器的高速性能，能夠充分提高數據傳輸速度?！?/p>

圖1系統的硬件結構框圖