作者：中南大學　粟梅　林曠 大型led顯示系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用于各種室內外場合，但由于其多采用多機系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)成本和軟硬件設計復雜度。多機系統(tǒng)工作時，本質上相當于一個高總線寬度的計算機系統(tǒng)。其技術難點如下： ◆大型led顯示屏上的像素數(shù)以萬計，隨著顯示面積增大，電路結構隨之增大。 ◆為了保證一定的顯示質量，幀頻應在30幀／s以上。對于一個512×252的單色led屏，每秒的數(shù)據(jù)傳輸量至少為480 kb以上，對于彩屏及顯示質量高的場合，數(shù)據(jù)傳輸量還將按整數(shù)倍增長。 ◆當led屏位于室外時，上下位機通信可能在百米甚至千米以上，要求通信速度快且可靠。 鑒于上述前兩個技術難點，為能夠使用單cpu系統(tǒng)代替多機系統(tǒng)控制大型led顯示系統(tǒng)，采取的應對策略如下： ◆大型的led屏由通用的顯示模塊組成，顯示模塊具有良好的通用性和可嵌入性。 ◆使用16位并行總線數(shù)據(jù)傳輸方式，要顯示相應位置的顯示模塊，模塊上的列鎖存單元能夠準確選通，使橫向級聯(lián)的led顯示模塊能夠被視為一段連續(xù)的存儲單元。 ◆使用s3c44box內部的dma控制器進行數(shù)據(jù)的傳輸和控制，節(jié)省了使用指令傳輸數(shù)據(jù)的cpu取指和譯指時間以及使用指令傳輸數(shù)據(jù)附帶的計數(shù)、比較、跳轉等軟件開銷，從而能夠在連續(xù)的讀寫操作中完成數(shù)據(jù)的傳輸，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群托省?1 硬件結構及原理 大型led顯示系統(tǒng)一般分為主控板和顯示驅動模塊兩部分。 1．1 顯示模塊 現(xiàn)今，大型led顯示系統(tǒng)是利用人眼視覺特點采用逐行掃描和列驅動方式以節(jié)省硬件開支的，本系統(tǒng)采用1／16逐行掃描方式，所以整個大型led屏被分為16行同名行，顯示模塊原理圖如圖1所示。 每個顯示模塊為1個64×32的小點陣屏，分為兩部分，上下各16行，每部分有8組列數(shù)據(jù)鎖存器。上下兩部分復用1個4—16譯碼器u1，選通驅動1／16逐行掃描顯示，并需要16組列驅動鎖存器鎖存列顯示數(shù)據(jù)。采用并行總線數(shù)據(jù)傳輸方式時，需要1個4—16譯碼器u2選通使能列鎖存器。在點陣刷新時，需要使用兩級鎖存器鎖存列顯示數(shù)據(jù)，否則會出現(xiàn)顯示拖尾現(xiàn)象。本次正在顯示的數(shù)據(jù)存在第二級鎖存器中，主控板對屏端第一級鎖存器寫下一行要顯示的數(shù)據(jù)進行列數(shù)據(jù)刷新，當下一行要顯示的數(shù)據(jù)傳輸完畢后，一起鎖存到第二級鎖存器輸出并選通驅動下一行顯示。采用并行總線方式下二級鎖存器仍比數(shù)據(jù)串行傳輸再轉成并行輸出的方案經(jīng)濟。 顯示模塊與模塊之間橫向級聯(lián)時，運用錯位級聯(lián)的思想，使其具有良好的通用性和可嵌入性。如圖1所示，選通線每到一級時就會錯位一次并傳到下一級，總是使第一根選通線blk_en0作第一級列鎖存器譯碼器的使能控制線，這樣n根選通線就能依次選通n級橫向級聯(lián)模塊。這樣就可以用相同的顯示模塊任意組合成橫向級聯(lián)的條屏。 運用錯位級聯(lián)思想，使橫向級聯(lián)的顯示模塊上的第一級鎖存器的譯碼器u2能夠依次選通，該譯碼器又能依次選通第一級列數(shù)據(jù)鎖存器，這樣橫向級聯(lián)屏上的第一級列數(shù)據(jù)鎖存器就能看成一段連續(xù)的存儲單元，這是使用dma并行數(shù)據(jù)傳輸控制的基礎。 1．2 主控電路與led屏的接口設計 本顯示系統(tǒng)選用基于arm7tdmi內核并帶有內部dma控制器的s3c44box作主控制器，使其工作在arm狀態(tài)，并使用16位總線。由于把led屏虛擬的視為一段連續(xù)的存儲單元，故為其分配地址空間0x2000000～ox4000000。 主控電路與led屏接口應能實現(xiàn)以下功能： ◆選通任意位置的顯示模