单片机处理LED点阵书写屏图像拖移方法

2011-08-26孙亚中

制造业自动化 2011年1期

戴娟，孙亚中

DAI Juan1, SUN Ya-zhong2

（1. 南京工业职业技术学院电气与电子工程学院，南京 210046；2. 中国电子科技集团第五十五研究所，南京 210046）

0 引言

LED显示屏已经广泛应用于现实社会中，许多从事该行业的人员都经历过相应编程设计，但在LED显示屏实现书写显示功能方面，涉及的人员并不多，相关资料也很少，特别是用单片机控制实现LED显示屏中较复杂功能——图像拖移方面的处理编程，触及的人员和可查资源就更少。

早期在一个N×N点阵LED书写屏中，用单片机实现完成任意圈定图像拖移的功能编程时，采用圈定图像地址中显示数据的搬家、覆盖，出现再次移动时会将原显示图形修改，移动过的区域图像，会出现拖动痕迹，即移动区域的图形不能恢复的问题。本文给出了一个用51单片机控制系统，借助C语言中的动态数组完成移动圈定图形，并能将拖移过的轨迹消除，恢复原图形的功能设计方法构思及相应程序。

1 设计方法

LED点阵书写显示屏结构分：点阵模块，光笔控制器，图像控制器。结构如图1所示。

图2(a)中光敏电阴与三个运放器构成光笔；图2(b)中使用STC12C5410单片机作控制核心，74HC161与74HC245作译码驱动，共同产生LED点阵屏的行译码信号，LED的列信号则由单片机的端口P1.5串行输出。

图1 LED点阵书写显示屏

图像拖移的处理步骤主要有：对图像圈定点的处理、对圈内图像坐标点的处理和显示图像数据的移动。

1.1 处理步骤

1）对图像圈定点的处理：把圈上的点按照行进行排序，取出列坐标的最大值和最小值。

2）对圈内图像坐标点的处理：上一步取出的行和列坐标的最大值和最小值可以构成一个矩形，把矩形内的地址进行坐标化并存入数组。

3）显示图像数据移动：上述两步执行后，光笔触及屏上的第一点（x1，y1）定为基准点，第二点（x2,y2）为结束点，随着光笔移动，而前面被圈中的点跟随基准点移动，当单片机处理速度比较高时，人眼就可察觉拖移的效果。

图2 控制器原理图

图3 LED点阵图像显示数据区结构原理图

1.2 图像控制器编程

单片机软件编程中针对图像拖动显示功能要求，开辟了三个显示数据RAM区，如图3，其中显示数据区DDS和原图像数据区OIS为与屏体相关的、同样大小的静态数组[a][b]，圈定对象图像区MIS数据则应根据程序员习惯来构建。

1.3 拖动轨迹处理

关键是原显示图像数据不能被拖动过的显示图像数据修改。可以采用在SRAM 中开辟同屏幕同大小的显示缓存，用来保存原图像数据，该数据只有在调用新的显示图像时才被修改。

LED点阵显示时，利用显示指针所指的地址与移动图像地址比较，当在该移动区域内则调用该区域数据，超出该移动区域则调用原显示图像数据。

数组构建：1）显示数据区DDS(对应显示数据数组DDS[a][b]）

3.4 抗细菌生物膜细菌生物膜是指细菌侵入人体后形成的由细菌及其分泌的含水聚合性基质共同组成的膜样多细菌复合体，是细菌繁殖及对抗宿主的一种方式。细菌形成生物膜后其耐药性是游离状态的 500～1 000 倍，可使细菌逃避宿主的体液免疫及细胞免疫反应。MA 主要通过以下 2 个方面发挥抗细胞生物膜作用：（1）减少生物膜形成期藻酸盐等物质的含量；（2）于细胞生物膜的Ⅰ基因区发挥作用，通过降低酰基丝氨酸内脂酶浓度、抑制细菌群体感应等功能破坏已生成的生物膜[25]。

2）原图像数据区OIS(对应显示数据数组OIS[a][b])

3）圈定图形数据区MIS有两种方法：静态区，动态区。考虑到静态区的程序处理虽简单，但占用资源大；而动态区程序处理复杂，但资源重复利用率较高。我们采用构建动态数组，对应数据数组unsigned char xdata *pdat。

所有数组中的数据均以二进制形式与LED 点阵一一对应。