基于單片機的LED顯示屏控制系統設計

　　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。

　　NL=YL／(Bw·Sw)，這里記i=NL／Sw(0≤i≤7)，表示顯示信息跨越兩個(gè)數據塊時(shí)需要選擇的數據位數。存儲器輸出16位數據[D0，D1，…，D15]后，從Di位控制選擇連續的8位數據[Di，Di+1，…，D7，…，D7+i]輸出到顯示屏。當數據從一個(gè)字節的Di位開(kāi)始輸出16位時(shí)，如[Di，Di+1，…，D7，…，D15，D0，…，Di-1]，前面8位在當前顯示是多余的幾位數據，后面8位數據[D8+i，…，D15，D0，…，Di-1]正好是要輸出到顯示屏的8位數據。當這16位數據串行輸出到一個(gè)8位的移位寄存器中時(shí)，移位寄存器剛好可以容納高8位數據，并將其輸出顯示。之后各列數據的輸出情況同樣如此，不需要額外的指令或電路來(lái)對輸出數據進(jìn)行選擇輸出。只是在每行第一列數據輸出前，通過(guò)單片機模擬i個(gè)時(shí)鐘脈沖輸出到存儲器，讓輸出數據產(chǎn)生錯位，使數據從Di位開(kāi)始輸出。另外，當顯示信息剛好是A、B、C、D塊中的某一塊時(shí)，無(wú)須產(chǎn)生模擬脈沖對數據進(jìn)行選擇，而是直接將數據輸出顯示。通過(guò)分析可知，SPI模塊剛好具有這個(gè)功能，通過(guò)單片機額外模擬i個(gè)時(shí)鐘脈沖，輸出到串行存儲器的時(shí)鐘信號端，可以使數據錯位，從指定的某一位Di開(kāi)始輸出。當顯示信息跨越Sw-1區間時(shí)，如果一場(chǎng)顯示還沒(méi)有完畢，內存地址應返回到YL所在塊的起始地址，并從起始地址開(kāi)始輸出顯示數據，單片機模擬的脈沖數i也相應發(fā)生變化。

2 、LED顯示屏控制系統設計

　　LED顯示屏控制電路。為了提高數據輸出效率，采用RAMtron公司的帶SPI功能模塊的VRS51L3074單片機。VRS51L3074的時(shí)鐘頻率為40 M-Hz，指令周期短，處理速度快，效率高；工作電壓在3．3 V左右，但是可以兼容5 V。SST25VF016B是一款具有SPI接口的8引腳串行Flash。7 4LSl64為移位寄存器。

　　2.1 VRS51L3074的SPI功能模塊

　　VRS51L3074的SPI時(shí)鐘頻率可以在SysClk／2～SysClk／10

24范圍內調整，SPI時(shí)鐘頻率最高可以達到20MHz。當VRS51L3074作為SPI主機時(shí)，可以對SPI運行控制、配置和狀態(tài)監控以及其他的一些工作環(huán)境進(jìn)行設置。

　　配置寄存器SPICONFIG：主要對片選信號控制模式、SPI中斷進(jìn)行設置。

　　狀態(tài)寄存器SPISTATUS：主要用于對SPI運行狀態(tài)的監控。

　　傳輸字長(cháng)寄存器SPISIZE：設置傳輸字長(cháng)，本文設置為16位，即每次輸出16位數據。

　　控制寄存器SPICTRL：對SPI時(shí)鐘速率、時(shí)鐘相位／極性、片選信號，以及SPI時(shí)鐘頻率進(jìn)行設置。

　　數據寄存器SPIRXTX0～SPIRXTX3：用于對SPI接口32位收發(fā)緩沖器的訪(fǎng)問(wèn)，對數據寄存器執行寫(xiě)操作是將數據送入發(fā)送緩沖器中，對數據寄存器執行讀操作是從接收緩沖器中取出收到的數據。SPI接口的發(fā)送和接收緩沖器都采用雙緩沖結構，從硬件上減少數據沖突并提高數據傳輸效率。在主模式下對SPIRXTX0寄存器執行寫(xiě)入操作將啟動(dòng)SPI傳輸。當傳輸字各行長(cháng)大于8時(shí)，應最后向SPIRXTX0寄存器寫(xiě)入。

　　向串行Flash輸入控制信號和數據地址后，啟動(dòng)串行Flash傳輸數據，在SPI時(shí)鐘驅動(dòng)下輸出顯示數據，并且可以用單片機模擬串行Flash時(shí)鐘信號控制任意位數據輸出。

　　2.2 數據選擇控制電路

　　LED顯示屏控制系統如圖3所示，VRS51L3074單片機內部自帶精確的40 MHz振蕩器，不需要外部晶振電路提供系統時(shí)鐘。數據顯示采用內存為16 Mb的SST25VF016B。雙RAM技術(shù)輸出顯示數據的時(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，將兩塊RAM的顯示數據存放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，數據輸出時(shí)每次輸出16位數據。串行存儲器和單片機的工作電壓都在3．3 V左右，但是VRS51L3074可以兼容5V，簡(jiǎn)化了控制電路?？刂菩盘柡惋@示數據在輸出到寄存器74LS164和顯示屏的時(shí)候，需要用74LVC07進(jìn)行電平轉換。