引言
LED顯示屏整個(gè)系統(tǒng)一般分為3個(gè)部分：上位機(jī)，顯示屏控制電路和LED陣列及其驅(qū)動(dòng)。
其中顯示屏控制電路的設(shè)計(jì)廣泛采用兩類器件作為其控制核心來(lái)實(shí)現(xiàn)，一類是單片機(jī)控制系統(tǒng)，另一類是可編程邏輯器件。該設(shè)計(jì)采用基于單片機(jī)的控制方案，如圖1所示，一臺(tái)PC機(jī)通過(guò)RS485總線與多塊控制器相連，每塊控制器擴(kuò)展了溫度傳感器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和其他外圍器件，控制LED屏的顯示。
采用單片機(jī)的控制方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用靈活，并且易于擴(kuò)展。
1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)硬件框圖如圖2所示，上位PC機(jī)用專門(mén)的軟件編輯將要顯示的信息，通過(guò)串口發(fā)給單片機(jī)，存儲(chǔ)在Flash內(nèi)，單片機(jī)再驅(qū)動(dòng)電路將字符的編碼通過(guò)LED點(diǎn)陣的形式顯示出來(lái)。
LED點(diǎn)陣為雙基色屏，能顯示紅，綠，黃3種顏色?？刂破鞯暮诵倪x用STC89LE516單片機(jī)，擴(kuò)展32KSRAM作為顯示緩存區(qū)，512KFlash用于存儲(chǔ)顯示的點(diǎn)陣信息和一些必要的參數(shù)。
撥碼開(kāi)關(guān)選擇本屏的物理地址?？刂破鬟€擴(kuò)展了1片溫度傳感器采集溫度數(shù)據(jù)，1片時(shí)鐘芯片進(jìn)行實(shí)時(shí)時(shí)間的讀寫(xiě)。
1.1 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路
STC89LE516是一款強(qiáng)抗干擾，高速，低功耗的單片機(jī)，增強(qiáng)型51內(nèi)核，集成了看門(mén)狗電路，內(nèi)含64K字節(jié)Flash存儲(chǔ)器，512字節(jié)RAM,可在線編程，可遠(yuǎn)程升級(jí)，價(jià)格便宜。
為了提高響應(yīng)速度，系統(tǒng)擴(kuò)展了32KSRAMIS61LV256作為顯示緩存區(qū)，用于保存當(dāng)前正在顯示的一幀數(shù)據(jù)和一些特技處理數(shù)據(jù)，和單片機(jī)的接口如圖3所示，SRAM的最高位地址線A14由單片機(jī)的P3.2單獨(dú)控制，以便于將紅色和綠色LED點(diǎn)陣的數(shù)據(jù)分塊存放，當(dāng)P3.2輸出為0時(shí)，選中RAM地址0x0000～0x3fff,為紅色LED的數(shù)據(jù)區(qū)；當(dāng)P3.2輸出為1時(shí)，選中RAM地址0x4000～0x7fff,為綠色LED的數(shù)據(jù)區(qū)。
Flash用于存儲(chǔ)代碼，顯示的數(shù)據(jù)信息和字庫(kù)。可采用查表的方式調(diào)用需要顯示的漢字和英文點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。用64K字節(jié)的存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)16×16點(diǎn)陣的漢字，可以顯示2048個(gè)，512K的Flash可滿足常用字不同字體的存儲(chǔ)需求。SST39VF040的地址線有19位，單片機(jī)用P1口來(lái)擴(kuò)充高三位地址線。
系統(tǒng)中單片機(jī)，SRAM,Flash要求313V供電，而系統(tǒng)接入電源為5V,可通過(guò)LM1117-3.3為芯片提供3.3V穩(wěn)壓電源。
低壓差電源芯片LM1117輸出電流可達(dá)800mA,輸出電壓精度在±1%以內(nèi)，還具有電流限制和熱保護(hù)功能。
1.2 串行接口電路
控制器接收數(shù)據(jù)采用單片機(jī)內(nèi)部全雙工的通用異步收發(fā)器（UART）。在傳輸距離小于20m時(shí)采用非平衡的RS-232,在傳輸距離為幾十m到上km時(shí)采用RS-485。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力，可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)。由于顯示屏的位置是分散的，彼此相距幾十甚至幾百m,所以控制器用MAX232和SN75176分別做電平轉(zhuǎn)換，用跳線進(jìn)行RS-232和RS-485之間的切換選擇，從而實(shí)現(xiàn)和PC的通信，完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和更新。
1.3 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路
單片機(jī)與HT1381低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片接口采用串行傳輸方式，如圖4所示只需3根線就可以讀寫(xiě)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒，在需要時(shí)顯示到LED屏幕上。HT1381所需時(shí)鐘獨(dú)立于單片機(jī)，外接321768kHz晶振就可以工作。配備3V充電電池，系統(tǒng)采用外部供電時(shí)，二極管導(dǎo)通，外部電源一方面向芯片供電，另一方面對(duì)充電電池進(jìn)行充電。當(dāng)系統(tǒng)電源停止供電時(shí)，二極管截至，芯片由電池來(lái)供電。
