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電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子資料下載>單片機(jī)>使用單片機(jī)控制LED顯示的詳細(xì)說明

使用單片機(jī)控制LED顯示的詳細(xì)說明

2020-09-07 | rar | 0.05 MB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

  字符的位置在屏幕上實(shí)現(xiàn)移動(dòng),即術(shù)語“滾屏”。可以用硬件實(shí)現(xiàn),但無疑增加了額外的硬件成本及設(shè)計(jì)難度。因此本設(shè)計(jì)采用軟件算法實(shí)現(xiàn)左滾屏、左暫停、定格顯示等常見滾屏方式。用軟件來完成滾屏算法,其最大的優(yōu)點(diǎn)在于成本低廉,而且可維護(hù)性、可升級(jí)性大大增強(qiáng)。

  關(guān)于可擴(kuò)展性

  除了基本要求外,本設(shè)計(jì)還要實(shí)現(xiàn)顯示單元數(shù)目的隨意擴(kuò)展。在傳統(tǒng)的并行傳輸方式中,因受到列數(shù)據(jù)鎖存器地址線數(shù)目的制約,不能隨意的增添顯示單元,且每個(gè)顯示單元的電路結(jié)構(gòu)不同,PCB結(jié)構(gòu)也不同,完全不符合模塊化設(shè)計(jì)的要求。因此摒棄了傳統(tǒng)的并行傳輸方式,而采用獨(dú)特的串行鎖存技術(shù),通過控制五根總線就能實(shí)現(xiàn)各顯示單元之間的列數(shù)據(jù)鎖存。不僅板間連接簡(jiǎn)單,更是降低了PCB布局及布線的難度。每個(gè)顯示單元的PCB都是完全一樣的,便于量產(chǎn)。

  微控制器的考慮

  因本設(shè)計(jì)采用軟件來實(shí)現(xiàn)滾屏,且傳輸方式為串行方式。所以對(duì)微控制器單元的處理速度要求較高,可供選擇的有ARM7和高速8位單片機(jī)。ARM的處理速度極快,但對(duì)于條屏的應(yīng)用,ARM內(nèi)部的資源浪費(fèi)嚴(yán)重,且成本較高。因此選擇高速8位單片機(jī)作為控制器,常見的高速8位單片機(jī)有AVR系列單片機(jī),C8051F系列單片機(jī),STC12C系列單片機(jī)。這幾種單片機(jī)的處理速度均能達(dá)到1MIPS/MHz(在時(shí)鐘頻率為1MHz時(shí)處理能力為每秒100萬條指令),但AVR系列單片機(jī)的極限時(shí)鐘頻率只能到16MHz,而C8051F系列SOC類似于ARM7,時(shí)鐘速度可到100MHz,但會(huì)浪費(fèi)其內(nèi)部豐富的資源,而且價(jià)格昂貴,用在單色條屏的控制中頗感浪費(fèi)。于是最佳選擇為STC12C系列單片機(jī),其最高時(shí)鐘能到48MHz,且有較豐富的接口及存儲(chǔ)器資源,價(jià)格極其低廉,零售價(jià)僅為9元/片。大幅降低了產(chǎn)品成本。


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  關(guān)于點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式

  目前使用最廣泛的技術(shù)是,通過上位機(jī)軟件將待顯示的字符串轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣字模數(shù)據(jù),通過燒寫的方式將這些字模數(shù)據(jù)按一定的順序編址后存儲(chǔ)在E2PROM中。在條屏顯示的過程中按規(guī)定的方式取出E2PROM中的字模數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對(duì)于一個(gè)16×16點(diǎn)陣的漢字字模數(shù)據(jù),需要連續(xù)32字節(jié)的E2PROM空間來存儲(chǔ)。照此計(jì)算,若有256個(gè)需要顯示的字符,則至少需要32B×256=8192字節(jié)(8KB)的E2PROM存儲(chǔ)空間。通常的單片機(jī)內(nèi)部沒有集成這么大容量的E2PROM。因此這種方案,需要在單片機(jī)外部擴(kuò)展大容量的E2PROM,增加硬件成本。上位機(jī)程序設(shè)計(jì)由于涉及到漢字取模,取模算法的難度較大。在多字下載的時(shí)候傳輸時(shí)間也較長(zhǎng)。諸多弊端使本設(shè)計(jì)放棄了傳統(tǒng)方案。而本設(shè)計(jì)創(chuàng)新使用了專用的點(diǎn)陣字庫(kù)芯片,成本僅為8元,內(nèi)含各種點(diǎn)陣規(guī)格的GB2312、ASCII等標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)。專用字庫(kù)芯片采用微型SO-8封裝,使用高速同步串行SPI接口進(jìn)行讀寫操作,節(jié)省了控制器的I/O。在本設(shè)計(jì)中,單片機(jī)內(nèi)部的小容量E2PROM,用于存儲(chǔ)待顯示漢字的GB2312標(biāo)準(zhǔn)機(jī)內(nèi)碼,每個(gè)全角字符的內(nèi)碼占2字節(jié),則在同樣需要顯示256個(gè)漢字的情況下,這種方案僅占用512字節(jié)的E2PROM空間。

  關(guān)于顯示內(nèi)容的更新

  目前常用的下載方式有串口下載、USB下載、無線下載等。考慮到本設(shè)計(jì)的上、下位機(jī)進(jìn)行一次通信時(shí)的數(shù)據(jù)量不大(2KB以內(nèi)),而且對(duì)通信的速度及可靠性要求并不嚴(yán)格。因此本設(shè)計(jì)采用PC機(jī)串口來作為下載接口,PC機(jī)串口為RS-232C標(biāo)準(zhǔn),其特點(diǎn)是共模傳輸,因此通信電纜可以是成本低廉的普通雙絞線,同軸屏蔽線等。PC機(jī)串口的驅(qū)動(dòng)程序編寫較為簡(jiǎn)單,不需要掌握復(fù)雜的通信協(xié)議。

  漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)采用現(xiàn)成的字庫(kù)芯片,需要通過漢字的機(jī)內(nèi)碼作地址來取出相應(yīng)漢字的點(diǎn)陣字模數(shù)據(jù)。因此上位機(jī)軟件的任務(wù)就是:將待顯示的字符轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)內(nèi)碼,并把操作者對(duì)下位機(jī)顯示方式、速度等進(jìn)行設(shè)置的常數(shù),通過RS232總線按一定的通信協(xié)議一起發(fā)送到下位機(jī)。
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