LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示和遠程監控的實(shí)現

1、引言

　　LED 點(diǎn)陣電子顯示屏是集微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的大型顯示屏系統。它以其色彩鮮艷，動(dòng)態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長(cháng)，工作穩定可靠等優(yōu)點(diǎn)而成為眾多顯示媒體以及戶(hù)外作業(yè)顯示的理想選擇。同時(shí)也可廣泛應用到軍事、車(chē)站、賓館、體育、新聞、金融、證券、廣告以及交通運輸等許多行業(yè)。

　　目前大多數的LED點(diǎn)陣顯示系統自帶字庫。其顯示和動(dòng)態(tài)效果（主要是顯示內容的滾動(dòng)）的實(shí)現主要依靠硬件掃描驅動(dòng)，該方法雖然比較方便，但顯示只能按照預先的設計進(jìn)行。而實(shí)際上經(jīng)常會(huì )遇到一些特殊要求的動(dòng)態(tài)顯示，比如電梯運行中指示箭頭的上下移動(dòng)、某些智能儀表幅值的條形顯示、廣告中廠(chǎng)家的商標顯示等。這時(shí)一般的顯示系統就很難達到要求。

另外，由于受到存儲器本身的局限，其特殊字符或圖案也往往難以顯示，同時(shí)顯示內容也不能隨意更改。本文提出一種利用PC機和單片機控制的LED顯示系統通訊方法。該方法可以對顯示內容（包括漢字和特殊圖符）進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而實(shí)現諸如閃動(dòng)、滾動(dòng)、打字等多種動(dòng)態(tài)顯示效果。該方法同時(shí)還可以調節動(dòng)態(tài)顯示的速度，同時(shí)用戶(hù)也可以在PC機上進(jìn)行顯示效果的預覽，顯示內容亦可以即時(shí)修改。另外，通過(guò)標準的RS232／485 轉換模塊還可以實(shí)現對顯示系統的遠程控制。

2、系統硬件設計

本系統主要的硬件設計是下位機單片機的顯示 控制部分。而上位機（PC機）與單片機顯示控制部分的接口為標準RS232通訊方式。若需實(shí)現遠程監控，只需增加RS232／485轉換模塊即可，該部分已有成熟的電路設計，故不再詳細敘述。

　　具體的LED顯示屏控制電路如圖1所示。整個(gè)電路由單片機89C52、點(diǎn)陣數據存儲器6264、列驅動(dòng)電路ULN2803、行驅動(dòng)電路TIP122、移位寄存器4094及附屬電路組成。該電路所設計的電子屏可顯示10個(gè)漢字，需要40個(gè)8×8 LED點(diǎn)陣模塊，可組成16×160的矩形點(diǎn)陣。由于A(yíng)T89C52僅有8k存儲空間，而顯示的內容由PC機控制，因此不可能預先把需要顯示的內容做成點(diǎn)陣存在單片機中，而只能由PC機即時(shí)地把所需顯示的點(diǎn)陣數據傳給單片機并存入緩沖區6264。

　　該電路的顯示采用逐行掃描方式。工作時(shí)，由單片機從緩沖區取出第一行需要顯示的20字節點(diǎn)陣數據，再由列點(diǎn)陣數據輸入端P1．2口按位依次串行輸入至列移位寄存器，其數據輸入的順序與顯示內容的順序相反。然后置行點(diǎn)陣選通端P1．3為1，即置行移位寄存器的D為高電平，STR使能（所有4094的OE 引腳接＋5V電平），從而使列移位寄存器中的數據同時(shí)并行輸出以選通該行。經(jīng)延時(shí)一段時(shí)間后再進(jìn)行下一行點(diǎn)陣數據的顯示。需要注意的是，每次只能選通一行數據，即要通過(guò)不斷的逐行掃描來(lái)實(shí)現漢字或字符的顯示。

3、顯示與控制的設計

在筆者設計的PC機控制多單片機顯示系統中，用PC機實(shí)現的主要功能包括單片機顯示子系統的選擇，顯示方式選擇（包括靜態(tài)、閃動(dòng)、滾動(dòng)、打字等），滾動(dòng)方向選擇（包括上下滾動(dòng)和左右滾動(dòng)），動(dòng)態(tài)顯示速度調節（即文字閃動(dòng)頻率、滾動(dòng)速度、打字顯示速度等），顯示內容輸入及顯示預覽等。單片機一般通過(guò) RS232／485串行接收PC機發(fā)出的顯示指采用定時(shí)器中斷方式進(jìn)行行掃描，每次中斷顯示一行，定時(shí)中斷時(shí)間為1．25ms，這樣整屏的刷新率為 50Hz，因而無(wú)閃爍感。

　　實(shí)現動(dòng)態(tài)顯示速度調節的方法通常是改變定時(shí)器的中斷時(shí)間，但是當顯示速度很慢的時(shí)候，該方法容易使整屏的刷新率降低，從而使顯示內容出現閃爍。因此，本設計采用一種“軟定時(shí)”方法，即在程序中命名一變量作為“軟定時(shí)器”，以用來(lái)設定兩次動(dòng)態(tài)顯示的時(shí)間間隔。在對定時(shí)中斷調用計數時(shí)，如果調用次數達到設定值，則改變顯示內容。為保證能夠正常顯示，“軟定時(shí)器”的設定值必須大于整屏顯示周期。由于顯示屏每行顯示1．25ms，整屏顯示周期為20ms，考慮到余量的情況，可將軟定時(shí)器的設定值定在大于30ms。如此循環(huán)計數，即可實(shí)現動(dòng)態(tài)顯示?！败浂〞r(shí)器”的設定值可以通過(guò)上位機PC機來(lái)改變，這樣既可實(shí)現 LED動(dòng)態(tài)顯示的速度調節，又可保持顯示內容的流暢和無(wú)閃爍感。