LED顯示屏動態(tài)顯示和遠(yuǎn)程監(jiān)控的實現(xiàn)
1、引言
LED 點(diǎn)陣電子顯示屏是集微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的大型顯示屏系統(tǒng)。它以其色彩鮮艷,動態(tài)范圍廣,亮度高,壽命長,工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)而成為眾多顯示媒體以及戶外作業(yè)顯示的理想選擇。同時也可廣泛應(yīng)用到軍事、車站、賓館、體育、新聞、金融、證券、廣告以及交通運(yùn)輸?shù)仍S多行業(yè)。
目前大多數(shù)的LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)自帶字庫。其顯示和動態(tài)效果(主要是顯示內(nèi)容的滾動)的實現(xiàn)主要依靠硬件掃描驅(qū)動,該方法雖然比較方便,但顯示只能按照預(yù)先的設(shè)計進(jìn)行。而實際上經(jīng)常會遇到一些特殊要求的動態(tài)顯示,比如電梯運(yùn)行中指示箭頭的上下移動、某些智能儀表幅值的條形顯示、廣告中廠家的商標(biāo)顯示等。這時一般的顯示系統(tǒng)就很難達(dá)到要求。
另外,由于受到存儲器本身的局限,其特殊字符或圖案也往往難以顯示,同時顯示內(nèi)容也不能隨意更改。本文提出一種利用PC機(jī)和單片機(jī)控制的LED顯示系統(tǒng)通訊方法。該方法可以對顯示內(nèi)容(包括漢字和特殊圖符)進(jìn)行實時控制,從而實現(xiàn)諸如閃動、滾動、打字等多種動態(tài)顯示效果。該方法同時還可以調(diào)節(jié)動態(tài)顯示的速度,同時用戶也可以在PC機(jī)上進(jìn)行顯示效果的預(yù)覽,顯示內(nèi)容亦可以即時修改。另外,通過標(biāo)準(zhǔn)的RS232/485 轉(zhuǎn)換模塊還可以實現(xiàn)對顯示系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。
2、系統(tǒng)硬件設(shè)計
本系統(tǒng)主要的硬件設(shè)計是下位機(jī)單片機(jī)的顯示 控制部分。而上位機(jī)(PC機(jī))與單片機(jī)顯示控制部分的接口為標(biāo)準(zhǔn)RS232通訊方式。若需實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控,只需增加RS232/485轉(zhuǎn)換模塊即可,該部分已有成熟的電路設(shè)計,故不再詳細(xì)敘述。
具體的LED顯示屏控制電路如圖1所示。整個電路由單片機(jī)89C52、點(diǎn)陣數(shù)據(jù)存儲器6264、列驅(qū)動電路ULN2803、行驅(qū)動電路TIP122、移位寄存器4094及附屬電路組成。該電路所設(shè)計的電子屏可顯示10個漢字,需要40個8×8 LED點(diǎn)陣模塊,可組成16×160的矩形點(diǎn)陣。由于AT89C52僅有8k存儲空間,而顯示的內(nèi)容由PC機(jī)控制,因此不可能預(yù)先把需要顯示的內(nèi)容做成點(diǎn)陣存在單片機(jī)中,而只能由PC機(jī)即時地把所需顯示的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)并存入緩沖區(qū)6264。
該電路的顯示采用逐行掃描方式。工作時,由單片機(jī)從緩沖區(qū)取出第一行需要顯示的20字節(jié)點(diǎn)陣數(shù)據(jù),再由列點(diǎn)陣數(shù)據(jù)輸入端P1.2口按位依次串行輸入至列移位寄存器,其數(shù)據(jù)輸入的順序與顯示內(nèi)容的順序相反。然后置行點(diǎn)陣選通端P1.3為1,即置行移位寄存器的D為高電平,STR使能(所有4094的OE 引腳接+5V電平),從而使列移位寄存器中的數(shù)據(jù)同時并行輸出以選通該行。經(jīng)延時一段時間后再進(jìn)行下一行點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的顯示。需要注意的是,每次只能選通一行數(shù)據(jù),即要通過不斷的逐行掃描來實現(xiàn)漢字或字符的顯示。
3、顯示與控制的設(shè)計
在筆者設(shè)計的PC機(jī)控制多單片機(jī)顯示系統(tǒng)中,用PC機(jī)實現(xiàn)的主要功能包括單片機(jī)顯示子系統(tǒng)的選擇,顯示方式選擇(包括靜態(tài)、閃動、滾動、打字等),滾動方向選擇(包括上下滾動和左右滾動),動態(tài)顯示速度調(diào)節(jié)(即文字閃動頻率、滾動速度、打字顯示速度等),顯示內(nèi)容輸入及顯示預(yù)覽等。單片機(jī)一般通過 RS232/485串行接收PC機(jī)發(fā)出的顯示指采用定時器中斷方式進(jìn)行行掃描,每次中斷顯示一行,定時中斷時間為1.25ms,這樣整屏的刷新率為 50Hz,因而無閃爍感。
實現(xiàn)動態(tài)顯示速度調(diào)節(jié)的方法通常是改變定時器的中斷時間,但是當(dāng)顯示速度很慢的時候,該方法容易使整屏的刷新率降低,從而使顯示內(nèi)容出現(xiàn)閃爍。因此,本設(shè)計采用一種“軟定時”方法,即在程序中命名一變量作為“軟定時器”,以用來設(shè)定兩次動態(tài)顯示的時間間隔。在對定時中斷調(diào)用計數(shù)時,如果調(diào)用次數(shù)達(dá)到設(shè)定值,則改變顯示內(nèi)容。為保證能夠正常顯示,“軟定時器”的設(shè)定值必須大于整屏顯示周期。由于顯示屏每行顯示1.25ms,整屏顯示周期為20ms,考慮到余量的情況,可將軟定時器的設(shè)定值定在大于30ms。如此循環(huán)計數(shù),即可實現(xiàn)動態(tài)顯示?!败浂〞r器”的設(shè)定值可以通過上位機(jī)PC機(jī)來改變,這樣既可實現(xiàn) LED動態(tài)顯示的速度調(diào)節(jié),又可保持顯示內(nèi)容的流暢和無閃爍感。
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