一種實(shí)用的LED大屏幕顯示電路的設(shè)計(jì)

概　述

LED大屏幕顯示系統(tǒng)具有畫面直觀、內(nèi)容靈活多變、造價(jià)便宜等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于公共場合的文字及簡單圖像信息的顯示。由于LED大屏幕的像素多，為節(jié)省硬件常采用動態(tài)掃描方式。以逐行掃描為例，顯示過程一般為：（1）把顯示緩存中的一行內(nèi)容送入顯示器鎖存；（2）點(diǎn)亮該行并延時(shí)；（3）行消隱，然后指針下移一行并重復(fù)上述過程。對于小型的LED顯示系統(tǒng)來說，這種方法是可行的，但對大屏幕來說隨著像素的增加，數(shù)據(jù)傳輸將占用大量的時(shí)間，屏幕的顯示亮度會明顯下降，特別是對于戶外的大屏幕顯示系統(tǒng)，再采用這種方法設(shè)計(jì)將更是無法達(dá)到實(shí)用的效果。本文介紹一種新穎的顯示控制電路可以有效地解決這一難題。

1、控制電路的組成及工作原理

LED大屏幕顯示電路如圖1所示。整個(gè)電路由主控電路和顯示電路兩部分組成。

主控部分由DS80C320MPU、27C040EPROM、AT29C040、FLASHMEMORY、62256SRAM及周邊電路組成。其中DS80C320是美國DALLAS公司生產(chǎn)的高速微處理器，它與8051指令兼容，但速度快6倍以上，內(nèi)含電源監(jiān)控電路、看門狗等。其特有的雙數(shù)據(jù)指針用來將LED點(diǎn)陣數(shù)據(jù)快速存入顯示緩存器中，實(shí)現(xiàn)如下：
EQUDSP，＃86H?。恢羔樳x擇位
MOVR5，＃0FFH??；傳輸字節(jié)數(shù)
MOVDPTR，＃DHDL??；裝入目的地址
INCDSP??；改變指針
MOVDPTR，＃SHSL?。谎b入源地址
MOVE：?。谎h(huán)

若選25MHz的晶振，執(zhí)行上面的這段程序需要702μs，與8051相比可節(jié)省一半的時(shí)間。系統(tǒng)啟動后，DS80C320將有關(guān)的控制字寫入MC6845并將LED大屏幕顯示的畫面信息存入顯示緩存區(qū)，MC6845與AT89C2051控制畫面的顯示，同時(shí)DS80C320通過485通訊口接收顯示信息，并將其轉(zhuǎn)換成LED顯示的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)存入FLASHMEMORY中以備LED大屏幕的畫面更新。

顯示部分由顯示緩存62256、CRT控制器MC6845、微處理器AT89C2051、多路地址轉(zhuǎn)換器74HC157、行列鎖存器CD4094及其它部分電路組成。其中AT89C2051是Atmel公司生產(chǎn)的20腳高性能CMOS8位微處理器，它與MCS－51指令兼容。MC6845主要起顯示地址的掃描作用，它內(nèi)部的字符高度寄存器R9的值取2，即3條字符掃描線，其它控制字按LED大屏幕的規(guī)格適當(dāng)選取，AT89C2051產(chǎn)生的方波作為MC6845的CLK信號，而MC6845的RA0值則作為DS80C320對顯示存儲器的允許信號，若LED大屏幕為256（行）×1024（列），以行掃描為例，顯示過程如下：AT89C2051預(yù)先將10000…0（255個(gè)零）寫入行鎖存器，然后在內(nèi)部定時(shí)器及計(jì)數(shù)器的控制下發(fā)出128個(gè)CLK信號，每個(gè)信號發(fā)出后，MC6845輸出的顯存地址加1，AT89C 2051從顯存的數(shù)據(jù)口讀入并行的8位數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)存入列鎖存器CD4094中，這期間RA0一直為低電平，DS80C320不對顯存操作。發(fā)送128個(gè)CLK信號后，AT89 C2051立即清屏（P3．3＝0），并通過P3．2腳發(fā)一個(gè)脈沖，使行指針下移，再由P3．7＝1將所有的列鎖存器中的數(shù)據(jù)打入輸出端，并點(diǎn)亮該行（P3．3＝1）；然后延時(shí)，AT89C2051再發(fā)128個(gè)CLK信號，這時(shí)RA0＝1，DS80 C320此時(shí)可對顯存操作，上述過程重復(fù)進(jìn)行，就實(shí)現(xiàn)了LED大屏幕的動態(tài)顯示。




DS80C210可與行指針同步地將一行內(nèi)容稱入顯示緩存，從而保證了動畫的高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)。由于采用了MC6845，滾屏功能敢很容易實(shí)現(xiàn)。

由于篇幅所限，本文不再列出LED顯示系統(tǒng)的驅(qū)動電路以及其它周邊電路。