基于ARM的大型LED點陣顯示系統(tǒng)的設(shè)計

摘　要: 介紹一種基于ARM的大型LED點陣顯示系統(tǒng)的設(shè)計方案。該系統(tǒng)使用ARM芯片內(nèi)部的DMA控制器進行數(shù)據(jù)的傳輸和控制，節(jié)省了處理器取指和譯指時間，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?br />
大型LED 顯示系統(tǒng)是隨著計算機及相關(guān)微電子、光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展而形成的一種電子廣告媒體，它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點陣模塊或像素單元組成大面積顯示屏幕，主要用于顯示字符、圖像等信息。它采用低電壓掃描驅(qū)動，具有: 耗電少、壽命長、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等優(yōu)點。隨著LED材料技術(shù)和工藝的提升,大型LED顯示系統(tǒng)以突出的優(yōu)勢成為平板顯示的主流產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在如證券交易，機場航班,港口，車站等場合，在信息顯示領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理

大型LED顯示系統(tǒng)一般分為顯示驅(qū)動模塊和主控板兩部分。

1.1　顯示模塊

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(qū)動方式以節(jié)省硬件開支，本系統(tǒng)采用1 /16逐行掃描方式，所以整個顯示屏被分為16 行同名行，顯示模塊原理圖如圖1所示。

顯示模塊原理圖

圖1　顯示模塊原理圖。

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(fù)用1個4～16譯碼器U3，選通驅(qū)動1 /16逐行掃描顯示，并需要16組列驅(qū)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。在點陣數(shù)據(jù)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(dāng)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(qū)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(zhuǎn)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。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，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(chǔ)。