基于51單片機(jī)的LED顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引 言　　

最近，筆者在某工廠大型生產(chǎn)線上基于現(xiàn)場(chǎng)總線的物流呼叫系統(tǒng)項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)，由于所需要顯示的信息流比較大，用現(xiàn)有的基于AT89C51芯片組成的 LED顯示屏控制系統(tǒng)，由于受到微處理器的處理速度、體系架構(gòu)、尋址范圍、外圍接口資源等諸多限制，已難以在要求顯示較多像素、顯示內(nèi)容幀頻較高、動(dòng)態(tài)顯示效果復(fù)雜的情況下，得到良好的動(dòng)態(tài)視覺效果。針對(duì)以上情況，在利用現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上，重新設(shè)計(jì)和研制了一種全新的，由32位高性能ARM微處理器組成的LED顯示屏控制圖1系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)，并通過(guò)RS485接口與現(xiàn)場(chǎng)總線中的上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的信息顯示。

1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)　　

該系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖1所示。圖1中,微處理器是AtmeEL公司生產(chǎn)的AT91M42800A，它采用基于ARM7TDMI內(nèi)核

的高性能32位RISC架構(gòu)的處理器,有著豐富的外圍接口資源。AT91M42800A有2個(gè)USART外圍接口，系統(tǒng)用USART0口和MAX485組成485接口電路，具體的接口電路如圖2所示。AT91M42800A還有2個(gè)SPI口，每個(gè)SPI口有4根片選信號(hào)，通過(guò)片選均可以支持外接15個(gè)設(shè)備。該系統(tǒng)的做法是將2個(gè)SPI口分別接到列驅(qū)動(dòng)電路和行驅(qū)動(dòng)電路上，并利用各自的2個(gè)片選信號(hào)CS0和CS1完成驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)鎖存和允許輸出控制，SPI的CLK輸出作為驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)鐘信號(hào)輸入，工作頻率為4 MHz?！　?BR>
SRAM接口電路由2塊HY57V641620芯片并聯(lián)組成，HY57V641620是Hynix公司生產(chǎn)的4 Banks×1M×16位的SDRAM芯片,單片HY57V641620存儲(chǔ)容量為4組×16 M位（8 MB），支持自動(dòng)刷新，16位數(shù)據(jù)寬度。為充分發(fā)揮32位CPU的數(shù)據(jù)處理能力，系統(tǒng)用2塊8 ns的HY57V641620組成32位SDRAM存儲(chǔ)器系統(tǒng)。Flash存儲(chǔ)器接口電路由1塊HY29LV160芯片組成。HY57V641620是Flash存儲(chǔ)器芯片，單片存儲(chǔ)容量為16 M圖2485接口電路、A6B595和A6276級(jí)聯(lián)電路原理圖位(2 MB)，8/16位數(shù)據(jù)寬度，本系統(tǒng)采用16位數(shù)據(jù)寬度的工作方式。具體的電路連接可參閱參考文獻(xiàn)[1]?！　?BR>
行驅(qū)動(dòng)電路由Allegro公司的36片A6B595級(jí)聯(lián)組成，顯示屏背面每行數(shù)據(jù)線由串入并出移位寄存器A6B595級(jí)聯(lián)而成，A6B595片內(nèi)集成有MOS管構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)器，發(fā)光二極管足夠驅(qū)動(dòng)發(fā)光。列驅(qū)動(dòng)電路由Allegro公司的24片A6276級(jí)聯(lián)組成，A6276是16位帶鎖存的串入并出移位LED驅(qū)動(dòng)芯片。A6B595和A6276級(jí)聯(lián)時(shí)引腳和聯(lián)接方法如圖2所示，電路都較為簡(jiǎn)單（其中帶端口框標(biāo)的為AT91M42800A的相應(yīng)引腳）。其他詳細(xì)的性能資料，請(qǐng)查閱Atmel和Allegro公司的相關(guān)產(chǎn)品文檔[2，3]。AT91M42800A的SPI口均采用16位串行輸出工作方式，利用32位ARM處理器的高速性能，能夠充分提高數(shù)據(jù)傳輸速度?！?/P>

圖1系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖