LED 大屏幕顯示器由于其醒目、內(nèi)容靈活多變等特點(diǎn)，已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用于廣告、信息發(fā)布、交通指示等公共場(chǎng)所，取得了良好效果。LED顯示屏主要分為數(shù)碼顯示和點(diǎn)陣顯示兩大數(shù)，本文只討論點(diǎn)陣顯示。目前的LED顯示屏基本上都是先由用戶提出要求，生產(chǎn)廠這根據(jù)需要訂做，每次都要重復(fù)設(shè)計(jì)電路和機(jī)械結(jié)構(gòu)，造成資源浪費(fèi)，而且若用戶的需求改變，改動(dòng)將十分困難。 ,v$gWA!l  
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實(shí)際上不論顯示屏的大小，其原理都是相同的，因此完全可以設(shè)計(jì)出一種標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的LED顯示屏，會(huì)對(duì)不同的需要，只需要得意組合相應(yīng)的模塊即可。本文介紹的就是一種模塊化的LED顯示屏，可以根據(jù)需要靈活改變大小，并可以脫離計(jì)算機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，還可以實(shí)現(xiàn)如閃爍、滾動(dòng)顯示等特效。對(duì)整體式顯示屏刷新率不足發(fā)生閃爍的常見(jiàn)問(wèn)題，在這個(gè)設(shè)計(jì)中由于被分割成小模塊，不再成為問(wèn)題。 "8wRxDr+  
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1 基本原理 G\S\Qe{P~  
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基本的設(shè)計(jì)思路是把整個(gè)顯示屏分成若干相同大小、相同功能的顯示模塊，而另外用一個(gè)中央控制模塊控制，同步所有顯示模塊的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)整體協(xié)調(diào)的顯示。 OPR+K ?  
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所以本系統(tǒng)主要由兩部分組成：顯示模塊和控制模塊。 . KJEA#  
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顯示模塊實(shí)際都是相同大小的小LED驅(qū)動(dòng)板，能夠驅(qū)動(dòng)LED陣列，具有基本的顯示功能，并可以接收來(lái)自控制模塊的數(shù)據(jù)和命令，此外一些常用的顯示效果如閃爍、滾動(dòng)等也包括在顯示模塊中�，F(xiàn)有國(guó)標(biāo)點(diǎn)陣漢字庫(kù)有16×16和24×24兩種，考慮到軟件編寫的方便和硬件的能力，我們把顯示模塊作為16× 16點(diǎn)陣大小。 UXVjRY`M.\  
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控制模塊負(fù)責(zé)控制各顯示模塊，向各顯示模塊發(fā)送數(shù)據(jù)和命令。控制模塊儲(chǔ)存要顯示的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)信息，定時(shí)向各顯示模塊下傳�？刂颇�塊上還帶有小鍵盤和通用異步串行口，即可以用鍵盤操作，也可以用計(jì)算機(jī)控制，還可以用計(jì)算機(jī)更新控制模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)。 a;J{'PHu  
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顯示模塊和控制模塊之間用總線的方式連接，我們選用了I2C總線。 =.,]}  
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整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使用有很大的自由度：控制模塊控制的顯示模塊數(shù)量可以改變，顯示模塊的排列方式也可以改變（如16個(gè)顯示模塊，既可以是2×8也可以是4× 4），對(duì)同一塊顯示屏可以保存若干條件用信息分別顯示，每條信息的點(diǎn)陣大小可以不同，超過(guò)屏幕大小的信息可以滾動(dòng)顯示出來(lái)。這樣基本可以滿足多種多樣的需求。 rK W<kQT  
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2 電路結(jié)構(gòu) +!IIt {u  
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控制模塊的原理如圖1所示。 采用PIC16C73作為中央控制器。該單片機(jī)內(nèi)置I2C接口、串行口，而且具有比較強(qiáng)的口線驅(qū)動(dòng)能力（每根口線25mA），使用它可以簡(jiǎn)化很多外圍電路。 V`$Jan  
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數(shù)據(jù)存儲(chǔ)使用兩片EEPROM：X24256共提供64K字節(jié)的數(shù)據(jù)空間，可以反復(fù)擦除重定民，掉電數(shù)據(jù)不丟失。如果全部用來(lái)顯示16×16點(diǎn)陣的漢字，可以顯示2000個(gè)左右。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與各個(gè)顯示模塊共用I2C總線，依靠各自的地址區(qū)分究竟是存儲(chǔ)器還是顯示模塊。 L DD^X@q  
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小鍵盤外接4個(gè)限流電阻直接接到CPU的口線上，對(duì)鍵盤采用4×4掃描方式。 a<l(zJptG  
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控制模塊與計(jì)算機(jī)的連接使用RS232串行口，用一片MAX202做電平轉(zhuǎn)換。 R4G$!6Ld  

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此外控制模塊還帶有一個(gè)光強(qiáng)度傳感器，其作用是調(diào)節(jié)顯示屏的亮度。由于白天和夜晚的環(huán)境光強(qiáng)差異很大，白天覺(jué)得合適的亮芳到了晚上可能會(huì)很刺眠，因此根據(jù)外界的光強(qiáng)使用這個(gè)傳感器自動(dòng)調(diào)節(jié)顯示屏的度。這里使用的是TI公司的TLS235光頻轉(zhuǎn)換元件。 fyIL/7hzf4  
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每個(gè)顯示模塊要驅(qū)動(dòng)一塊16×16的LED陣列，由于單片機(jī)的口線數(shù)量少，使用靜態(tài)顯示是不可能的，這里使用了動(dòng)態(tài)掃描顯示�？紤]到刷新速度的因素，使用16行掃描刷新可能會(huì)有閃爍，所以使用8行掃描、32位數(shù)據(jù)的方式。 }I;A\K]  
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每條數(shù)據(jù)線每個(gè)時(shí)刻只對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光單元，要求電流較小;而當(dāng)顯示屏全開的時(shí)候，8路共陽(yáng)極掃描線將會(huì)對(duì)應(yīng)32個(gè)發(fā)光單元，電流要求大，所以兩端的驅(qū)動(dòng)電路是分別設(shè)計(jì)的。數(shù)據(jù)線端使用TI公司的4片TPIC6B595。掃描端使用Allegro公司的兩片2944。 顯示模塊與控制模塊用I2C總線相連。由于顯示模塊的任務(wù)只是顯示，所以不另外增加存儲(chǔ)器，只有內(nèi)部的RAM單元保存欲顯示的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，并不停地掃描顯示到 LED陣列上。諸如滾動(dòng)、閃爍等顯示效果只是對(duì)顯示數(shù)據(jù)做額外處理，如滾動(dòng)顯示實(shí)際對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的移位操作。這些功能也編寫在顯示模塊中，由控制模塊發(fā)送命令激活這些功能。 ri&B%AAc  
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