中心議題：

• 智能點(diǎn)陣電子顯示屏硬件電路設計
• 智能點(diǎn)陣電子顯示屏軟件設計
• 智能點(diǎn)陣電子顯示屏系統測試與分析

該智能型點(diǎn)陣電子顯示屏基于串并轉換動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，以微控制器為核心，輔以必要外圍電路設計而成。系統主要由單片機控制、電子屏驅動(dòng)顯示、亮度調節、時(shí)鐘定時(shí)、語(yǔ)音提示和鍵控液晶輸出更新等模塊組成。用字模軟件生成字符代碼存入單片機系統，通過(guò)相應的程序控制，利用串行輸出方式將數據送入顯示屏。顯示電路進(jìn)行串并轉換后將數據送給各列，同時(shí)譯碼電路進(jìn)行行掃描驅動(dòng)，如此逐行掃描循環(huán)實(shí)現字符顯示。通過(guò)控制LED點(diǎn)亮時(shí)間，實(shí)現亮度連續可調，通過(guò)時(shí)鐘和溫度模塊實(shí)現實(shí)時(shí)溫度時(shí)間顯示。它實(shí)現了多機通信，主從機同時(shí)工作，實(shí)現主站控制多個(gè)地方的點(diǎn)陣顯示。

1 引 言

LED電子顯示屏是一種顯示文字、圖像等視頻信號的理想的公眾信息顯示媒體，在提高政府行政部門(mén)、企事業(yè)單位服務(wù)公眾的形象和服務(wù)檔次方面起到了良好的作用。本文設計的LED 電子顯示屏除具備電子屏的常規功能外，還進(jìn)行了設計，通過(guò)Internet對電子顯示屏進(jìn)行遠程智能控制。

2 硬件電路設計

硬件設計以控制器AT89S52 為控制核心，基于RTX51實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統，結合時(shí)鐘設計以及所需設計的外圍電路，完成LED驅動(dòng)、控制以及顯示。整個(gè)硬件設計框圖如圖1所示。

圖1 點(diǎn)陣電子屏設計硬件原理框圖

2. 1 單片機系統設計
單片機選用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S52單片機型，AT89S52是一種低功耗、高性能8位微控制器，片內含有8 KB快閃可編程/擦除只讀存儲器，允許在線(xiàn)編程或采用通用的非遺失存儲編程器對程序存儲器重復編程。用戶(hù)既可以通過(guò)鍵盤(pán)來(lái)控制系統使用FlashROM （AT29C040A）預先存儲不同的演式樣式。MCU也可以使用R232 端口與計算機進(jìn)行通信，由計算機來(lái)實(shí)現控制系統功能，并進(jìn)一步借助Internet實(shí)現遠程操作，使系統實(shí)時(shí)地顯示不同的LED樣式。

2. 2 LED顯示屏驅動(dòng)模塊設計
在本系統中，LED顯示屏采用雙管，雙基色顯示8×8點(diǎn)陣組成32行×64列顯示屏。寬大的顯示介面不但可以增加同一時(shí)間信息的顯示量，更增加了屏幕的可觀(guān)性，三色（紅、黃、綠）顯示，使顯示介面色彩不再單調。顯示的信息不再局限于文字，可以顯示較為簡(jiǎn)單的畫(huà)面，功能更為強大。寬大的顯示屏對驅動(dòng)和數據傳輸的要求更高。為提高器件的利用效率，本系統將顯示面分為A、B 2個(gè)區，每區有16片74 HC595,其中8片對每區8 ×8點(diǎn)陣的紅管進(jìn)行驅動(dòng)，另外8片驅動(dòng)黃燈。

2. 3 時(shí)鐘控制設計
時(shí)鐘控制模塊是系統設計的重要組成部分，用來(lái)完成不同顯示樣式的計時(shí)以及系統時(shí)間的顯示功能。

系統時(shí)間的顯示功能用來(lái)顯示當前的時(shí)間和日期，允許手動(dòng)調節，通過(guò)計算機控制可實(shí)現與計算機進(jìn)行時(shí)間同步。時(shí)鐘控制模塊采用DS12C887 芯片，DS12C887的8位復用地址數據線(xiàn)AD0~AD7通過(guò)擴展接到單片機的對應端AD0~AD7.片選輸入端CS接單片機的Y5片選端，地址選通輸入腳AS接單片機的ALE端。

2. 4 遠程信息控制設計
遠程信息控制是該LED顯示屏設計的特色之一，在設計中采用智能家居控制的概念，通過(guò)RS232接口與計算機相連，上位機采用B /S架構編寫(xiě)Web應用程序，與系統相連的本地機作為服務(wù)器，通過(guò)IIS （ Inter2net Information Service）在Internet上發(fā)布遠程控制界面，應用程序可以將遠程用戶(hù)的命令傳輸給控制器，控制器同時(shí)將相應信息和系統狀態(tài)反饋給用戶(hù)。
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2. 5 鍵盤(pán)輸入模塊
在本系統中設計了4 ×4 鍵盤(pán)模塊， 鍵盤(pán)通過(guò)82C79芯片進(jìn)行輸入， 82C79通過(guò)并行方式與單片機進(jìn)行連接（在A(yíng)T 89S52中， AD0~AD7為并行接口） ,同時(shí)為了實(shí)時(shí)跟蹤鍵盤(pán)輸入，在系統中還加入了一塊串口液晶。

3 軟件設計

軟件設計基于RTX51嵌入式系統。RTX51是應用于MCU的一種多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統，應用在微控制器上，可大大提高系統的執行效率和實(shí)時(shí)性。系統軟件利用Keil開(kāi)發(fā)環(huán)境， Keil系列軟件具有良好的調試界面、優(yōu)秀的編譯效果和豐富的使用資料，方便快速生成所需。 hex文件。利用ISPlay進(jìn)行單片機軟件在系統可編程，方便快捷。點(diǎn)陣電子顯示屏控制系統軟件設計流程如圖2所示。

圖2 控制系統軟件設計流程圖

4 系統測試與分析

LED顯示屏亮度連續可調，通過(guò)按鍵控制各級別亮度。根據軟件編程，使用2個(gè)計時(shí)器0和1,設定計數器0 的定時(shí)周期為1 152 μs, 則其確定頻率f =（1 /1 152） ×106 = 868 Hz,保證屏幕的掃描頻率。定時(shí)器1控制行驅動(dòng)的選通時(shí)間，通過(guò)調節其計數數值i,而控制輸出的行驅動(dòng)選通方波信號的占空比，從而實(shí)現亮度控制， LED 的亮度調整可通過(guò)鍵盤(pán)來(lái)連續調節。占空比為： （1 152 - i） /1 152.測試采用WindowsXP系統的計算機及示波器，系統存在的主要誤差是顯示不同等級LED時(shí)占空比不同，對LED指標進(jìn)行測試，其結果如表1所示。測試結果顯示各級顯示效果良好，系統十分穩定。

表1 LED測試指標

5 結 語(yǔ)

該智能點(diǎn)陣電子顯示屏控制系統完全實(shí)現了不同樣式的LED演示、亮度連續可調、左右滾屏顯示、定時(shí)循環(huán)、實(shí)時(shí)時(shí)間顯示、PC機更新顯示信息、遠程控制等功能，且經(jīng)過(guò)測試，系統穩定性非常好，有廣泛的實(shí)際應用價(jià)值。