基于ATmega16L芯片的LED旋轉(zhuǎn)屏設(shè)計(jì)方案

引言

　　科技快速發(fā)展的今天，LED顯示屏已成為一種新型的電子屏幕廣告媒體，相比傳統(tǒng)的噴繪、寫真的廣告畫面死板、不活潑的廣告牌、廣告燈箱等，LED顯示屏給人們帶來了清晰明了、新鮮活潑的廣告宣傳效果，同時(shí)LED顯示屏可以全程由電腦操控，屏幕資源也可以重復(fù)利用，提高了諸多企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

　　目前市場(chǎng)上LED顯示屏較多的利用發(fā)光二極管所構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元而組成的大面積平板顯示屏幕，該屏幕利用快速行掃描或列掃描而形成文字或圖案，掃描顯示時(shí)有一個(gè)突出特點(diǎn)就是任何時(shí)刻只有一列LED發(fā)光，從左起，控制每一列的位選端，依次從首列逐列顯示到末列基于這一點(diǎn)，可以只采用一列LED，通過旋轉(zhuǎn)形成一個(gè)等效點(diǎn)陣，并借軟件程序改變LED的位置來模擬點(diǎn)陣的列掃描，即所說的LED旋轉(zhuǎn)屏。尤其在當(dāng)前低碳節(jié)能環(huán)保的背景下，如何用較少的材料設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)同等效果顯示屏具有一定的探索意義。

　　1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　LED旋轉(zhuǎn)屏顯示系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如圖1所示。AVR主控芯片是整個(gè)顯示系統(tǒng)的核心，由于系統(tǒng)要借助紅外控制單元實(shí)現(xiàn)顯示內(nèi)容的更新，加之系統(tǒng)后期的可擴(kuò)展性，在綜合考慮應(yīng)用需求和成本后，選用了高性能、低功耗的AVR微處理器ATmega16L作為主控單元的核心芯片。ATme-gal6L工作電壓為2.7～5.5 V，所以采用3.7 V鋰電池對(duì)AVR芯片和列LED顯示單元獨(dú)立地供電，這樣就解決了該旋轉(zhuǎn)屏設(shè)計(jì)過程中的電源供電問題。

　　1.1 AVR基本外圍電路設(shè)計(jì)

　　AVR單片機(jī)的基本硬件電路包括復(fù)位電路、晶振電路、A／D轉(zhuǎn)換濾波電路、ISP下載接口等幾部分。

　　1.1.1 復(fù)位電路

　　復(fù)位電路的設(shè)計(jì)如圖2中區(qū)域①所示。ATmega16L已經(jīng)內(nèi)置了上電復(fù)位設(shè)計(jì)，并且在熔絲位里，可以控制復(fù)位時(shí)的額外時(shí)間，故AVR外部的上電復(fù)位電路可以設(shè)計(jì)得很簡單：直接接一只10 kΩ電阻（R17）到Vcc即可。為了可靠，再加上一只0.1μF的電容（C1）以消除干擾和雜波。圖中D17（IN4148）的作用有兩個(gè)：一是將復(fù)位輸入的最高電壓鉗在Vcc+0.5 V左右；二是在系統(tǒng)斷電時(shí)，將R17（10 kΩ）電阻短路，使C1快速放電，讓下一次來電時(shí)，能產(chǎn)生有效的復(fù)位。當(dāng)AVR處于工作狀態(tài)時(shí)，按下開關(guān)S1，復(fù)位腳RESET變成低電平，觸發(fā)AVR芯片復(fù)位。