LED多功能遙控顯示屏設計與實(shí)現

摘要：LED多功能顯示屏系統采用動(dòng)態(tài)掃描的方法，以STC89C58RD+單片機作為主控芯片，利用自制的紅外遙控器無(wú)線(xiàn)下載信息到主機顯示。顯示屏由1 024只高亮發(fā)紅光二極管構成的16x64點(diǎn)陣組成，行掃描電路采用74HC154譯碼器芯片驅動(dòng)，列掃描電路用8塊74HC595驅動(dòng)，紅外遙控發(fā)射頭采用一體化紅外收發(fā)器。系統實(shí)現數字、字母、漢字等信息的動(dòng)靜態(tài)顯示，和PC機串口通信來(lái)更新顯示信息，系統還可通過(guò)遙控器鍵盤(pán)遠距離進(jìn)行信息的上下左右移動(dòng)及顯示內容的更新。
關(guān)鍵詞：STC89C58RD+單片機；LED顯示屏；紅外遙控；串行通信；行列掃描

0 引言
隨著(zhù)計算機及相關(guān)的微電子、光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，LED顯示屏以其可靠性高、使用壽命長(cháng)、環(huán)境適應能力強、性?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)，迅速成長(cháng)為平板顯示的主流產(chǎn)品。
目前大多數的LED點(diǎn)陣顯示系統自帶字庫，顯示和動(dòng)態(tài)效果(主要是顯示內容的滾動(dòng))的實(shí)現依靠硬件掃描驅動(dòng)，該方法雖然比較方便，但顯示內容不易及時(shí)更新，而且當LED顯示屏安裝到戶(hù)外時(shí)，不能對其進(jìn)行有效的控制。室內顯示屏通過(guò)數據線(xiàn)控制，很不方便。
設計圍繞多功能LED顯示屏進(jìn)行，顯示方式有上下左右移動(dòng)，利用PC機進(jìn)行顯示內容的實(shí)時(shí)控制更新。系統使用紅外發(fā)射、接收器構成的遙控電路，遙控接收器通過(guò)對紅外光接收并識別，判斷控制操作，來(lái)完成整個(gè)紅外遙控發(fā)射、接收過(guò)程，可以方便地更新顯示內容，更換顯示方式，使設計更具實(shí)用性和操作控制的方便性。

1 總體設計方案
LED顯示屏多采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。掃描顯示的原理是基于人眼的視覺(jué)暫留現象，各顯示行(列)輪流顯示，只要刷新頻率不小于24 f／s，人眼感覺(jué)到的將是完整連續的圖像。
紅外遙控是以紅外線(xiàn)作為載體來(lái)傳送控制信息的，紅外線(xiàn)發(fā)射頭采用紅外發(fā)光二極管，這樣遙控發(fā)射器易于小型化且價(jià)格低廉。采用數字信號編碼和二次調制方式，不僅可以實(shí)現多路信息的控制，增加遙控功能，提高信號傳輸的抗干擾性，減少誤動(dòng)作，而且功耗低，不會(huì )產(chǎn)生信號串擾，反應速度快，傳輸效率高，工作穩定可靠等。單片機采用STC89C58RD+，儲存數據量比STC89C52大，晶振用22．114 8 MHz，以提高刷新的頻率使顯示更穩定。P0口輸出行信號經(jīng)74HC154譯碼后，產(chǎn)生行選通信號送入顯示屏的行進(jìn)行輪流顯示。單片機P2口與8位移位寄存器74HC595相連。系統總體結構圖如圖1所示。

2 硬件電路設計
2．1 16x64 LED點(diǎn)陣屏
系統顯示屏用16行、64列的高亮白5 mm LED發(fā)紅光二極管搭建成。每行64個(gè)LED的陽(yáng)極相連成行線(xiàn)并引出，16行16個(gè)接口作為共陽(yáng)行線(xiàn)接口端，方便與行驅動(dòng)模塊連接，實(shí)現行的定位和掃描；每列16個(gè)LED的陰極相連并引出，每8條列線(xiàn)組成一個(gè)接口，方便與列驅動(dòng)模塊相接，實(shí)現寄存器數據的存儲與掃描，從而搭建成顯示屏系統。部分點(diǎn)陣屏電路如圖2所示。

2．2 主控與掃描驅動(dòng)電路
主控電路以STC89C58RD+芯片為核心，外接復位電路、時(shí)鐘電路及串口下載線(xiàn)接口電路(RS 232通信接口)，用于LED顯示系統和電腦的通信，通信方式為10位的異步通信，在線(xiàn)下載便于程序更新，有利于系統的維護。
掃描驅動(dòng)電路由行和列驅動(dòng)組成。LED顯示屏一共16行，用一片74HC154對16行LED進(jìn)行譯碼選擇，經(jīng)過(guò)TIP127放大并轉換成高電平，從而選通行線(xiàn)。
列掃描驅動(dòng)采用并行數據串行傳輸的方案，數據鎖存器用74HC595。64列用8塊74HC595芯片來(lái)驅動(dòng)，8塊74HC595是首尾相連，前面一塊74HC595的移位輸出連接到下一塊74HC595輸入，第一塊74HC595的串行數據輸入端與單片機數據輸出端相連接，其中前2塊74HC595連接如圖3所示。