1、引言
以往的LED 異步控制器只能把一個屏幕作為一個完整的區(qū)域來進行顯示， 或者簡單的加上時間區(qū)域或游走字幕區(qū)域，這樣對于用戶來講往往缺乏足夠的靈活性， 尤其在屏幕較大的時候。針對以上情況， 本文提出了一款基于32 位高性能ARM處理器和uc/OS- II 的設(shè)計方案。它充分利用了uc/OS-II 高效的多任務(wù)管理功能和ARM處理器強大的運算能力， 實現(xiàn)了單屏幕多窗口的任意位置顯示， 使得顯示內(nèi)容變得更加豐富， 顯示方式變得更加靈活。
2、LED控制系統(tǒng)的工作原理
典型的LED 異步控制系統(tǒng)主要由PC 應(yīng)用軟件、通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、掃描控制模塊、驅(qū)動模塊和LED 屏幾部分組成，如圖1 所示。
?
首先， PC 應(yīng)用軟件將文本或圖片轉(zhuǎn)化為具有特定格式的點陣信息。然后， 通過通信模塊將此點陣信息發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)處理模塊對這些點陣信息進行各種特技處理， 最后通過掃描控制模塊和驅(qū)動模塊將畫面在LED 屏上進行正確顯示。
本文所指的LED 異步控制器包括通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和掃描控制模塊三部分。
3、控制器軟件部分的設(shè)計
本控制器的硬件結(jié)構(gòu)如圖2 所示。數(shù)據(jù)處理模塊由MCU，一片SRAM和一片F(xiàn)LASH 存儲器組成。MCU 選用PHILIPS 的基于32 位ARM內(nèi)核的LPC2214 處理器， 它有著豐富的外圍接口資源和強大的運算能力， 是整個控制器的核心。SRAM作為MCU 進行特技處理時的緩存使用。FLASH 存儲器用于存儲點陣信息和一些必要的參數(shù)。
?
掃描控制模塊由CPLD 和顯存組成。顯存為一片SRAM， 它用于保存當(dāng)前顯示的一幀點陣信息。CPLD 通過地址總線和16位數(shù)據(jù)總線與MCU 相連， 它把從MCU 接收到的16 位數(shù)據(jù)按指定地址寫入顯存， 然后再按一定的尋址方式從顯存中讀出點陣信息進行掃描。MCU 只能通過CPLD 對顯存進行以字(2byte)為單位的寫操作。通信模塊包括以太網(wǎng)模塊和串口通信模塊， 用于實現(xiàn)PC 與控制器之間的RS232、RS485 以及工業(yè)以太網(wǎng)通信。
4、控制器軟件部分的設(shè)計
為了實現(xiàn)單屏幕、多窗口任意位置的顯示， 軟件部分我們基于uc/OS- II 進行設(shè)計， 這樣可以充分利用操作系統(tǒng)高效的任務(wù)調(diào)度算法， 將每個窗口的顯示都交由單個任務(wù)來完成， 從而極大地提高系統(tǒng)的運行速度和可靠性， 并且使得程序的開發(fā)和擴展變得更加方便。
在進行具體的程序設(shè)計之前， 首先要確定數(shù)據(jù)的組織方案。
因為好的數(shù)據(jù)組織方案， 對于程序編寫來說往往可以達到事半功倍的效果。
4.1 顯存的數(shù)據(jù)組織方案:
對于雙色屏， 一個像素點需要紅、綠兩位數(shù)據(jù)來描述。為了便于處理， 我們將橫向連續(xù)的8 個像素點組成一個字(2byte)來進行存儲， 其中一個字節(jié)為紅數(shù)據(jù)， 一個字節(jié)為綠數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲順序為從左到右， 從上到下。如圖3 所示， 假如屏幕寬度為160 個像素點， 顯存起始地址為0x83000000， 則屏幕第一行的前8 個像素點映射到顯存中地址為0x83000000 和0x83000001 的兩個字節(jié)， 第二行的前8 個像素點映射到顯存中地址為0x83000028 和0x83000029 的兩個字節(jié)， 依此類推。
?