基于STC89C52的LED图文广告屏设计

2016-12-26湖北民族学院信息工程学院杨紫含王传玺陆娇阳梁志浩李欣威湖北民族学院

电子世界 2016年21期

湖北民族学院信息工程学院杨紫含王传玺陆娇阳梁志浩李欣威湖北民族学院徐建

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湖北民族学院徐建

LED点阵屏是利用发光二极管点阵模块组成的平面式显示频。它具有节能,亮度高,寿命长,视角大,支持软件丰富等优点,成为新一代信息传播工具的主力军,运用十分广泛。采用AT89C52单片机为控制核心,列驱动电路由74HC595控制,行驱动电路由74HC154控制。用MAX232芯片实现RS232与TTL的电平转换,上位机通过串口操作单片机模块,该系统能通过与上位机的通讯随时更换需要显示的内容,同时能通过芯片的控制实现温度和时间的显示,文字的滚动播放,以及文字的上下左右移动。

LED点阵屏;串口通讯;驱动;时钟温度芯片

1 引言

当网络不再仅供计算机研究人员和政府机构使用而面向全社会时,网络的大众化使商业、通讯、资料检索等得到全面发展,同时信息化、广告业的发展也带动了LED显示屏的出现[1]。LED显示屏具有的节能特性使其获得了更多的关注,随着广告业的飞速发展更是让LED显示屏成为继电视、广播、报、纸,杂志后的"第五大媒体"。从制作工艺,制作成本,用户投资金额、大小等方面考虑,一款具有多功能显示,操作简便的显示屏是很多用户所需要的。

2 系统总体设计

图1 系统总体框图

图3 驱动电路的连接图

3 系统的硬件设计

3.1 串口通信

由于PC机串口为RS232标准接口,与输入输出均采用TTL电平的STC89C52单片机的接口规范上不一致,因此采用MAX232标准的RS232接口芯片,该芯片可以用单电压(+5V)实现RS232接口逻辑"1"(-3V～15V)和逻辑"0"(+3V～15V)的电平转换[2]。采用串行通讯,虽然传输速度慢,但只需一个信道,支持长距离传输。设置波特率后,就可以进行双机通讯了(见图2)。

3.2 驱动电路

驱动电路分为行驱动与列驱动。列驱动电路由串入并出移位寄存器构成74HC595构成,它自带存储寄存器和三态输出的8位串行移位寄存器,而且独立控制移位寄存器和输出锁存器,在显示本列数据的同时传送下一列数据,可以实现重叠处理。行驱动电路选用74HC154译码器,接受4位高有效二进制地址输入,并提供16个互斥的低有效输出[3]。考虑到直接用IO口控制整行LED灯的亮灭,需要较大的驱动电流,故使用UIN2803芯片,内部是八重达林顿晶体管的阵列,输出值可达500MA/50(见图3)。

3.3 时钟电路

DS1302是一种高性能,低功耗的实时时钟芯片,采用SPI三线接口与微处理器进行通讯,可提供秒、分、时、日、星期、月和年等信息,具有闰年补偿作用,并且还有软件自动调整能力,功耗低,采用双电源供电,在系统掉电的情况下时钟继续工作(见图4)。

图2 RS232的连接图

图4 时钟电路

3.4 温度测量电路

DS18B20采用单总线的接口方式与微处理器链接时仅需要一条口线就可以实现双向通讯,多个DS18B20可以并联在唯一的单线上,实现多点测温,同时它的供电方式灵活,可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源,当时序满足时可以不接外部,使测量系统的结构更趋于简单,可靠性更高。

4 系统的软件设计

软件程序是控制系统最重要的部分,采用C语言编写。主要分为两大功能模块:与上位机的通讯部分和LED屏的显示部分。与P C机的通讯部分主要是利用串口中断接收发数据,实现与下位机的实时通讯。显示部分采用动态扫描方式,对要显示的汉字,数字,图形等进行显示及控制功能。

图5 软件系统整体框图

4.1 显示驱动部分的程序

单片机通过串口中断接收PC机发送过来的数据,暂时存放在接收缓冲区,经分析处理后放入数据存储区保存起来,对数据的处理分析可以实现文字的上下左右移动,再依次从数据存储器中取出数据放入显示缓冲区中用于显示。显示数据时,由将显示缓存区中的数据送入74HC595锁存,送出行扫描信号,选通所选行并延时,进行消隐,送入下一行的行选信号并重复以上过程,直至16行,完成一帧画面。循环往复。考虑到显示屏是利用人眼的视觉暂停效果,要求整屏的刷新率需达60HZ以上[4]。对温度,时间信息的读取则有串口中断完成,具体程序流程框图如图6、图7所示。