基于GPRS的大屏幕LED顯示系統的設計和實(shí)現

CCVCC和CCGND之間的兩個(gè)電容要離引腳盡量近，并且走線(xiàn)盡量阻抗低，以滿(mǎn)足規范要求。MSP430F169單片機的振蕩器的晶振為11.0592MHz，數據傳輸率設置為9600b/s，復位鍵RESET為高電平時(shí)復位。GPRS數據傳輸模塊硬件部分的電路原理圖如圖2所示。

圖2 GPRS數據傳輸模塊電路圖

2.2 終端顯示模塊設計

2.2.1 I2C總線(xiàn)

本系統選用的是通過(guò)I2C總線(xiàn)進(jìn)行數據處理單元和終端顯示模塊進(jìn)行通信。I2C(Inter-Integrated Circuit)總線(xiàn)是一種由PHILIPS公司開(kāi)發(fā)的兩線(xiàn)式串行總線(xiàn)，用于連接微控制器及其外圍設備。I2C總線(xiàn)是用2根雙向I/O信號線(xiàn)(串行時(shí)鐘線(xiàn)SCL和串行數據線(xiàn)SDA)把多種器件連接起來(lái)，并實(shí)現器件之間的串行通信。I2C總線(xiàn)最主要的優(yōu)點(diǎn)是其簡(jiǎn)單性和有效性。由于接口直接在組件之上，因此I2C總線(xiàn)占用的空間非常小，減少了電路板的空間和芯片管腳的數量，降低了互聯(lián)成本。MSP430F169內部集成有2個(gè)16bit定時(shí)器，1個(gè)高速12bit A/D轉換器，12bit或8bit的雙重D/A轉換器，2個(gè)通用同步/異步通信接口和1個(gè)I2C模塊。本文即利用I2C模塊來(lái)對MSP430F169單片機進(jìn)行擴展。

2.2.2 驅動(dòng)電路

LED顯示屏驅動(dòng)電路設計根據驅動(dòng)芯片的選擇不同有著(zhù)很大差異。LED驅動(dòng)芯片可分為通用芯片和專(zhuān)用芯片兩種。通用芯片是指其芯片本身并非專(zhuān)門(mén)為LED而設計，而是一些符合LED顯示屏邏輯功能需求的芯片(如串、并移位寄存器)。通用芯片一般用于LED顯示屏的低檔產(chǎn)品，如戶(hù)內的單色屏、雙色屏等。專(zhuān)用芯片是指按照LED發(fā)光特性而專(zhuān)門(mén)設計用于LED顯示屏的驅動(dòng)芯片。LED是電流特性器件，即在飽和導通的前提下，其亮度隨著(zhù)電流的變化而變化，而不是靠調節其兩端的電壓而變化。因此專(zhuān)用芯片一個(gè)最大的特點(diǎn)就是提供恒流源。

本系統采用行掃描方式，行選通電路由集成電路74HC154構成。74HC154是4線(xiàn)-16線(xiàn)高性能譯碼器，在點(diǎn)陣屏幕不大的情況下，一般的單片機可以直接驅動(dòng)點(diǎn)陣LED的亮滅，但是考慮擴展為大屏幕尺寸時(shí)，因單片機的I/O口不足以提供足夠的驅動(dòng)電流，但可在74HC154和點(diǎn)陣的行接口接上一個(gè)PNP型8550三極管開(kāi)關(guān)電路用來(lái)提供足夠的電流，當74HC154發(fā)出低電平時(shí)，三極管Q導通，輸出高電平。此外，可用帶有2級鎖存移位輸出功能的74HC595鎖存器來(lái)對列線(xiàn)進(jìn)行驅動(dòng)控制。LED點(diǎn)陣的列線(xiàn)接到74HC595的8bit并行輸出口上，由單片機控制數據的輸出，利用74HC595的鎖存輸出功能，電路共用同一個(gè)移位時(shí)鐘SCK和數據鎖存時(shí)鐘RCK，可級聯(lián)多片74HC595以構成更大LED點(diǎn)陣屏的列驅動(dòng)電路。此結構還可在75HC595的使能端通過(guò)PWM波進(jìn)行灰度調節。以一個(gè)16行×160列的LED點(diǎn)陣單元為例，本系統采用的驅動(dòng)電路原理如圖3所示。

圖3 LED驅動(dòng)電路示意圖

3 系統軟件設計

系統軟件設計包括上位機軟件的設計、下位機程序設計兩部分。上位機軟件完成圖像和文字的編輯，通過(guò)計算機串行接口把顯示數據傳送到GPRS的發(fā)送模塊上。GPRS發(fā)送模塊把信息及時(shí)地傳到終端顯示控制卡的GPRS的接收部分，然后終端的CPU控制單元把接收的數據進(jìn)行分割處理后通過(guò)I2C總線(xiàn)傳給各個(gè)顯示終端，并且完成顯示數據不同方式的處理。