摘 要：該智能型點陣電子顯示屏基于串并轉(zhuǎn)換動態(tài)掃描技術(shù)，以微控制器為核心，輔以必要外圍電路設(shè)計而成。系統(tǒng)主要由單片機控制、電子屏驅(qū)動顯示、亮度調(diào)節(jié)、時鐘定時、語音提示和鍵控液晶輸出更新等模塊組成。用字模軟件生成字符代碼存入單片機系統(tǒng)，通過相應(yīng)的程序控制，利用串行輸出方式將數(shù)據(jù)送入顯示屏。顯示電路進行串并轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)送給各列，同時譯碼電路進行行掃描驅(qū)動，如此逐行掃描循環(huán)實現(xiàn)字符顯示。通過控制LED點亮時間，實現(xiàn)亮度連續(xù)可調(diào)，通過時鐘和溫度模塊實現(xiàn)實時溫度時間顯示。它實現(xiàn)了多機通信，主從機同時工作，實現(xiàn)主站控制多個地方的點陣顯示。

1 引 言

LED電子顯示屏是一種顯示文字、圖像等視頻信號的理想的公眾信息顯示媒體，在提高政府行政部門、企事業(yè)單位服務(wù)公眾的形象和服務(wù)檔次方面起到了良好的作用。本文設(shè)計的LED 電子顯示屏除具備電子屏的常規(guī)功能外，還進行了設(shè)計，通過Internet對電子顯示屏進行遠程智能控制。

2 硬件電路設(shè)計

硬件設(shè)計以控制器AT89S52 為控制核心，基于RTX51實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，結(jié)合時鐘設(shè)計以及所需設(shè)計的外圍電路，完成LED驅(qū)動、控制以及顯示。整個硬件設(shè)計框圖如圖1所示。

圖1 點陣電子屏設(shè)計硬件原理框圖

2. 1 單片機系統(tǒng)設(shè)計

單片機選用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S52單片機型，AT89S52是一種低功耗、高性能8位微控制器，片內(nèi)含有8 KB快閃可編程/擦除只讀存儲器，允許在線編程或采用通用的非遺失存儲編程器對程序存儲器重復編程。用戶既可以通過鍵盤來控制系統(tǒng)使用FlashROM （AT29C040A）預先存儲不同的演式樣式。MCU也可以使用R232 端口與計算機進行通信，由計算機來實現(xiàn)控制系統(tǒng)功能，并進一步借助Internet實現(xiàn)遠程操作，使系統(tǒng)實時地顯示不同的LED樣式。

2. 2 LED顯示屏驅(qū)動模塊設(shè)計

在本系統(tǒng)中，LED顯示屏采用雙管，雙基色顯示8×8點陣組成32行×64列顯示屏。寬大的顯示介面不但可以增加同一時間信息的顯示量，更增加了屏幕的可觀性，三色（紅、黃、綠）顯示，使顯示介面色彩不再單調(diào)。顯示的信息不再局限于文字，可以顯示較為簡單的畫面，功能更為強大。寬大的顯示屏對驅(qū)動和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟾?。為提高器件的利用效率，本系統(tǒng)將顯示面分為A、B 2個區(qū)，每區(qū)有16片74 HC595,其中8片對每區(qū)8 ×8點陣的紅管進行驅(qū)動，另外8片驅(qū)動黃燈。

2. 3 時鐘控制設(shè)計

時鐘控制模塊是系統(tǒng)設(shè)計的重要組成部分，用來完成不同顯示樣式的計時以及系統(tǒng)時間的顯示功能。

系統(tǒng)時間的顯示功能用來顯示當前的時間和日期，允許手動調(diào)節(jié)，通過計算機控制可實現(xiàn)與計算機進行時間同步。時鐘控制模塊采用DS12C887 芯片，DS12C887的8位復用地址數(shù)據(jù)線AD0~AD7通過擴展接到單片機的對應(yīng)端AD0~AD7.片選輸入端CS接單片機的Y5片選端，地址選通輸入腳AS接單片機的ALE端。

2. 4 遠程信息控制設(shè)計

遠程信息控制是該LED顯示屏設(shè)計的特色之一，在設(shè)計中采用智能家居控制的概念，通過RS232接口與計算機相連，上位機采用B /S架構(gòu)編寫Web應(yīng)用程序，與系統(tǒng)相連的本地機作為服務(wù)器，通過IIS （ Inter2net Information Service）在Internet上發(fā)布遠程控制界面，應(yīng)用程序可以將遠程用戶的命令傳輸給控制器，控制器同時將相應(yīng)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋給用戶。

2. 5 鍵盤輸入模塊

在本系統(tǒng)中設(shè)計了4 ×4 鍵盤模塊， 鍵盤通過82C79芯片進行輸入， 82C79通過并行方式與單片機進行連接（在AT 89S52中， AD0~AD7為并行接口） ,同時為了實時跟蹤鍵盤輸入，在系統(tǒng)中還加入了一塊串口液晶。

3 軟件設(shè)計

軟件設(shè)計基于RTX51嵌入式系統(tǒng)。RTX51是應(yīng)用于MCU的一種多任務(wù)實時操作系統(tǒng)，應(yīng)用在微控制器上，可大大提高系統(tǒng)的執(zhí)行效率和實時性。系統(tǒng)軟件利用Keil開發(fā)環(huán)境， Keil系列軟件具有良好的調(diào)試界面、優(yōu)秀的編譯效果和豐富的使用資料，方便快速生成所需。 hex文件。利用ISPlay進行單片機軟件在系統(tǒng)可編程，方便快捷。點陣電子顯示屏控制系統(tǒng)軟件設(shè)計流程如圖2所示。

圖2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖

4 系統(tǒng)測試與分析

LED顯示屏亮度連續(xù)可調(diào)，通過按鍵控制各級別亮度。根據(jù)軟件編程，使用2個計時器0和1,設(shè)定計數(shù)器0 的定時周期為1 152 μs, 則其確定頻率f =（1 /1 152） ×106 = 868 Hz,保證屏幕的掃描頻率。定時器1控制行驅(qū)動的選通時間，通過調(diào)節(jié)其計數(shù)數(shù)值i,而控制輸出的行驅(qū)動選通方波信號的占空比，從而實現(xiàn)亮度控制， LED 的亮度調(diào)整可通過鍵盤來連續(xù)調(diào)節(jié)。占空比為： （1 152 - i） /1 152.測試采用WindowsXP系統(tǒng)的計算機及示波器，系統(tǒng)存在的主要誤差是顯示不同等級LED時占空比不同，對LED指標進行測試，其結(jié)果如表1所示。測試結(jié)果顯示各級顯示效果良好，系統(tǒng)十分穩(wěn)定。

表1 LED測試指標

5 結(jié) 語

該智能點陣電子顯示屏控制系統(tǒng)完全實現(xiàn)了不同樣式的LED演示、亮度連續(xù)可調(diào)、左右滾屏顯示、定時循環(huán)、實時時間顯示、PC機更新顯示信息、遠程控制等功能，且經(jīng)過測試，系統(tǒng)穩(wěn)定性非常好，有廣泛的實際應(yīng)用價值。