发布于：2008/5/28 16:16:57 | 466 次阅读
LED显示屏由于其具有耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点，已经成为新一代的信息传播媒体工具。LED与LCD相比较最突出的特点是亮度高、成本低且屏幕尺寸可根据现场情况用标准LED单元板拼制。按安装位置可分为：室外、半室外和室内;按颜色可分为：单色、双基色和彩色;按发光二极管点距可分为：φ5.0，φ3.75及φ3.0等。本文以市场上常见的室内双色LED单元板为控制对象，说明基于STC单片机的LED显示屏控制系统工作原理以及数据组织方法。
1 标准双色LED单元板的硬件组成及工作原理
市场上常见的室内双色LED单元板电路框图如图1(a)所示。其中行扫描电路由2片74HC138(3-8译码器)构成的4-16译码器加上多个4953(MOS管)组成的，扫描方式为：1/16。上下半屏分别由2组用74HC595串行移位寄存器实现红色、绿色显示数据的列输入，在图1(a)所示的64×32标准LED单元板中每组串行移位寄存器中有8个74HC595级联，4组共用了32个74HC595。74HC595内部电路框图如图1(c)所示。所有4组74HC595的控制信号RCK，SCK，EN全部接在一起，74HC595的控制信号和4组串行移位寄存器的输入以及行扫描控制信号A，B，C，D构成整个LED单元板的输入。74HC595的控制信号经驱动后和4组串行移位寄存器的输出以及行经过驱动的扫描控制信号A，B，C，D构成整个LED单元板的输出，用于级联下一个LED单元板的输入。双色LED单元板等效电路框图如图1(b)所示。
2 LED显示控制系统的硬件组成及工作原理
LED显示控制系统的硬件组成如图2所示。从表面上看是一个普通的单片机简单应用，实际上在设计此系统时已经考虑了很多硬件、软件及硬软件配合的因素。首先在使用51单片机的前提下，用其串行口方式0似乎可以利用单片机发出的移位脉冲将8位数据送入74HC595中，但要实现图2中8位数据的同时输入必须加入其他的辅助芯片，而且在减小数据传输时间上没有什么好处。其次，采用FPGA，CPLD等可编程芯片设计成专用硬件电路与单片机接口可大幅度提高数据传输的速度，但成本也将同步大幅度提高。
STC12C5410为IT高速低功耗单片机，其运行速度为一般标准51系列单片机的8～12倍，并具有标准的SPI和RS 232串行口。本文所述的LED显示控制系统以其为控制芯片。图2为双色LED显示屏控制系统电路原理图，在图2所示的LED控制系统中，SST25VF016B为16 Mb，具有SPI接口的8PIN串行FLASH存储器，由于SST25VF016B工作电压为3 V，故使用U3，U4两片74LVC245完成5 V到3 V和3 V到5 V的电平转换。SST25VF016B的SPI接口工作频率为50 MHz，而STC12C5410 SPI接口工作频率为晶振的1/4，故不存在速度上不匹配的问题。行扫描信号A，B，C，D由P1.0～P1.3控制。图1(a)中74HC595的控制信号RCK，EN及SCK由P3.3～P3.5提供。显示数据从P2口输出。
3 LED显示控制系统的数据组织及软件优化
LED显示控制系统的数据组织如图3所示。从图2可以得到如图3(a)所示的从正面看过去显示行与显示数据位以及颜色的对应关系。图2所示的硬件结构决定了每一行的数据可连续排列，同时为了提高数据的读取速度，将所有显示数据均按扫描行、扫描列进行连续排列，可得到如图3(b)表明的存储单元与扫描行、存储单元数据位及颜色的关系。
(1)将准备扫描的行地址送P1口的低4位中。
(2)初始化SST25VF016B将读地址指针指向待显示行相应存储单元的首地址。
(3)启动SPI以顺序读方式连续读显示数据，并将显示数据送P2口。
(4)每读一个数据通过P3.5产生一个SCK脉冲(SST25VF016B在顺序读方式下地址自动加1)，将P2口上的显示数据移入74HC595串行移位寄存器。
(5)重复(2)，(3)，(4)直到一行数据显示完毕，通过P3.3产生RCK将通过移位寄存器移入的一行数据显示。
(6)重复(2)～(5)直到16行数据全部显示完毕。
(7)重复(1)～(6)刷新显示。
源程序1和源程序2均为用C51编写的显示一屏完整数据的显示函数。不同之处在于源程序1的SPI读写为一个单独的函数，而源程序2为了进一步提高数据读取的速度将显示时的读显示数据变成了一个循环体。由于SST25VF016B串行大容量FLASH在给定读地址后可连续的读，其读地址会自动加1，所以按图2(b)所示的数据组织形式为一屏显示数据在SST25VF016B中连续存放，编程时连续读一行数据后再改变扫描行直到16行全部显示完成。编程的指导思想是尽量减少SPI接口的无效等待时间，因此在源程序2第19行将读取的显示数据送P2口后第29行立刻启动下SPI读，而将SCK脉冲的发送指令放在SPI读数据期间，然后再来判断SPI读数据是否完成。源程序2第10行启动SPI读是为一屏显示最开始预读第1行第1个数据(与第11行至第24行的循环体配合)。为避免出现显示拖尾在第25至第29行换行时关闭显示。实验结果表明：源程序1每帧的显示时间在24 MHz晶振的条件下达到25 ms，即40帧/s，而源程序2在同样晶振条件每帧的显示时间为14 ms，即70帧/s，源程序2的执行速度远高于源程序1。
为了便于控制，所以要求显示程序与LED屏的硬件结构无关，通过自定义8字节显示指令条[命令(1个字节)+参数表(7个字节)]，将各种不同显示效果所需的参数(如：LED显示屏的硬件信息、起始地址、结束地址、每行长度、显示时间等)指定存放在指令参数表中。显示指令表存放在显示数据的最前面，而指令表的长度亦用指令的方式加以描述，底层单片机运行时根据显示指令可实现不同的显示效果，如：画面的切换、定时、水平移动、垂直移动以及特殊显示效果。
4 控制系统单片机的选型及PC机软件编程
单片机的运行速度直接决定了显示速度的快慢，而单片机的运行速度又与单片机的时钟、(晶振)频率和单片机的结构有关，在时钟频率确定的情况下，单片机的硬件结构直接决定单片机的运行速度。目前主流单片机主要采用以下两种方式：
(1)倍频方式，通过硬件重新设计将标准51单片机一个机器周期12T改为6T、4T甚至1T;
(2)利用硬件提高某些指令，如：MOVX指令的运行速度，采用双DPTR模式，甚至在执行MOVX指令后DPTR可自动加减1。
本文中使用的STC单片机号称为1T单片机，并非所有指令均为1T，但几乎所有指令都在标准单片机指令运行速度上大幅度提高。其速度综合约为标准51单片机的8倍，可以满足显示控制系统对单片机运行速度的要求。
PC机软件编程采用VB编程，该程序可完成各种字体、字型点阵的提取、显示数据的组织、显示效果的模拟演示、显示信息的管理等功能。底层单片机运行时根据显示指令可实现不同的显示效果，如：画面的切换、定时、水平移动、垂直移动以及其他特殊显示效果。
5 结 语
本控制系统通过大量的实验检验是非常可靠的，利用该控制系统制作的小型LED显示屏与一般用51单片机为控制的LED显示控制系统相比，屏幕的刷新速度大幅度提高，在研制运行过程中也对该控制系统做了多方面的改进。如为了进一步提显示速度可对编译后的程序做汇编级的优化，利用有些51单片机如DS89C450具有DPTR自动加1的功能，外加用CPLD制成的硬件地址发生器等。但所有改进的措施都是以增加外部辅助电路或成本为代价的。本控制系统的价格按市价不超过50元，因此其在小型LED显示控制系统中有着广泛的应用前景。
近年来智能网联汽车快速发展，新技术不断涌现，与相关产业融合度持续提升，正在推动全球汽车产业发生深刻变革。为应对此种形势，欧、美、日等汽车工业发达国家和地区都加大了智能网联汽车的国际标准法规协调的参与力度，在联合国世界车辆法规论坛(UN/WP.29)和国际标准化组织(ISO)层面，智能网联汽车相关国际标准法规协调活动正快速推进。 为更有效地支撑上述组织的国际标准法规协调活动，2017年全国汽车标准
0215jiejie
|
发布于：2022-12-01
0评论
0赞
据苹果官网，苹果推出搭载M2芯片的新款iPadPro。 11英寸wifi版起售价为799美元，wifi+蜂窝网络版起售价为999美元；12.9英寸wifi版起售价为1099美元，wifi+蜂窝网络版起售价为1299美元。
0215jiejie
|
发布于：2022-10-19
0评论
0赞
全球五大车展之一巴黎车展时隔四年再度启幕。在这场被视为“全球汽车行业风向标”的盛会上，国内外汽车品牌云集，长城汽车、比亚迪等再次领衔中国汽车出海。 长城汽车欧洲区域总裁孟祥军表示：“欧洲是长城汽车最重要的海外市场之一，巴黎车展是长城汽车向欧洲市场展示GWM品牌和产品的最佳机会。长城汽车正在研究汽车行业碳排放的整个生命周期，到2025年，将推出50多款新能源产品，全力支持可再生能源使用，为全球用户
0215jiejie
|
发布于：2022-10-19
0评论
0赞
针对通配烟弹厂商的一系列诉讼的结果，将对生产通配烟弹的品牌未来在电子烟行业的发展产生深远影响。 10月1日，《电子烟强制性国家标准》正式实施，中国电子烟监管全面生效。而在电子烟行业进入规范化、法治化阶段前夕，一场围绕着通配烟弹的争论在行业里发酵。 “通配”是电子烟从业者约定俗成的概念。换弹式电子烟由烟杆和烟弹组成，“通配”烟弹指的是非品牌商生产、可与品牌烟杆匹配使用的烟弹。多位业内人士表示，被
0215jiejie
|
发布于：2022-10-19
0评论
0赞
采用金属感应引脚，专用于大电流应用中进行精确测量 全新分流电阻器专为电池管理系统、大电流工业控制和电动汽车充电站 提供高可靠性、高成本效益的解决方案 美国柏恩Bourns全球知名电子组件领导制造供货商，宣布新增12款CSM2F系列功率分流电阻器，扩展其产品组合。全新系列采用铆接通孔金属传感引脚，可满足大电流应用中对电压测试点精确定位日益增长的需求。最新型Bourns?CSM2F系列分流电阻器
0215jiejie
|
发布于：2022-10-18
0评论
0赞
元宇宙是个筐，啥都往里装，但区别在于有的像聚宝盆，有的像垃圾桶。国庆假期刚结束，中青宝“90后”董事长李逸伦便亲自上阵，玩起了元宇宙婚礼。靠着老板首秀和代言，中青宝顺势推出“MetaLove元囍”App，正式进军元宇宙婚礼赛道。 就产品而言，如同其他元宇宙产品，李逸伦的元宇宙婚礼“新奇与吐槽齐飞”：有人说是有趣的尝试，有人则认为像QQ炫舞结婚系统。要知道，QQ炫舞是一款推出了十余年的老游戏。
0215jiejie
|
发布于：2022-10-13
0评论
0赞
截至8月末，中国5G基站总数达210.2万个，中国5G发展已经进入下半场。随着5G加速融入千行百业，互动直播、vCDN、安防监控等场景率先大规模落地，车联网、云游戏、工业互联网、智慧园区、智慧物流等场景也快速走向成熟，这些更大流量、更低时延、更高性能的场景涌现，对边缘计算的刚性需求势必爆发。 GrandViewResearch预测，即使在新型冠状病毒肺炎疫情肆虐全球的背景下，边缘计算和5G网络市
0215jiejie
|
发布于：2022-10-13
0评论
0赞
商务部回应美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”
商务部新闻发言人10日就美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”应询答记者问。 有记者问：近日，美国商务部在半导体制造和先进计算等领域对华升级出口管制措施。同时，在将9家中国实体移出“未经验证清单”过程中，又将31家中国实体列入，请问中方对此有何回应？ 对此，商务部新闻发言人回应称，中方注意到相关情况。首先，通过中美双方前一阶段共同努力，9家中国实体zui终
0215jiejie
|
发布于：2022-10-13
0评论
0赞
今年1月，奔驰带来了VISIONEQSS概念车，其中控台采用了一块完全无缝的47.5英寸曲面显示屏，横贯整个A柱，令人印象深刻。今天，TCL华星正式官宣与奔驰达成合作，并认领了VISIONEQSS上这块全球首款横贯整个A柱曲面的车载显示屏。 根据TCL介绍，这款显示屏采用了完全无缝的超薄一体化设计，将仪表盘、中控与副驾娱乐显示融为一体，并能够与3D实时导航系统相辅相成。 同时，这块显示屏还采用
0215jiejie
|
发布于：2022-10-12
0评论
0赞
国庆假期后首日开盘，上证综指时隔5个月再次失守3000点，与此同时，半导体板块也再度走低，其中，北方华创、雅克科技等个股跌停。10月11日早盘期间，半导体板块持续下挫，北方华创、雅克科技再度跌停。截至下午收盘，北方华创、雅克科技维持跌停状态，华海清科、拓荆科技-U、盛美上海、清溢光电、海光信息的跌幅则超10%。同日，半导体板块中的119只个股中超五成呈现下跌趋势。 在半导体板块遭遇下挫的同时，北
0215jiejie
|
发布于：2022-10-12
0评论
0赞
//评论区