基于51單片機的LED顯示系統(tǒng)設計
引 言
最近,筆者在某工廠大型生產(chǎn)線上基于現(xiàn)場總線的物流呼叫系統(tǒng)項目中發(fā)現(xiàn),由于所需要顯示的信息流比較大,用現(xiàn)有的基于AT89C51芯片組成的 LED顯示屏控制系統(tǒng),由于受到微處理器的處理速度、體系架構(gòu)、尋址范圍、外圍接口資源等諸多限制,已難以在要求顯示較多像素、顯示內(nèi)容幀頻較高、動態(tài)顯示效果復雜的情況下,得到良好的動態(tài)視覺效果。針對以上情況,在利用現(xiàn)有資源的基礎上,重新設計和研制了一種全新的,由32位高性能ARM微處理器組成的LED顯示屏控制圖1系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng),并通過RS485接口與現(xiàn)場總線中的上位機進行實時數(shù)據(jù)通信,實現(xiàn)整個系統(tǒng)的信息顯示。
1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
該系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖1所示。圖1中,微處理器是AtmeEL公司生產(chǎn)的AT91M42800A,它采用基于ARM7TDMI內(nèi)核
的高性能32位RISC架構(gòu)的處理器,有著豐富的外圍接口資源。AT91M42800A有2個USART外圍接口,系統(tǒng)用USART0口和MAX485組成485接口電路,具體的接口電路如圖2所示。AT91M42800A還有2個SPI口,每個SPI口有4根片選信號,通過片選均可以支持外接15個設備。該系統(tǒng)的做法是將2個SPI口分別接到列驅(qū)動電路和行驅(qū)動電路上,并利用各自的2個片選信號CS0和CS1完成驅(qū)動電路的信號鎖存和允許輸出控制,SPI的CLK輸出作為驅(qū)動電路的時鐘信號輸入,工作頻率為4 MHz?! ?BR>
SRAM接口電路由2塊HY57V641620芯片并聯(lián)組成,HY57V641620是Hynix公司生產(chǎn)的4 Banks×1M×16位的SDRAM芯片,單片HY57V641620存儲容量為4組×16 M位(8 MB),支持自動刷新,16位數(shù)據(jù)寬度。為充分發(fā)揮32位CPU的數(shù)據(jù)處理能力,系統(tǒng)用2塊8 ns的HY57V641620組成32位SDRAM存儲器系統(tǒng)。Flash存儲器接口電路由1塊HY29LV160芯片組成。HY57V641620是Flash存儲器芯片,單片存儲容量為16 M圖2485接口電路、A6B595和A6276級聯(lián)電路原理圖位(2 MB),8/16位數(shù)據(jù)寬度,本系統(tǒng)采用16位數(shù)據(jù)寬度的工作方式。具體的電路連接可參閱參考文獻[1]。
行驅(qū)動電路由Allegro公司的36片A6B595級聯(lián)組成,顯示屏背面每行數(shù)據(jù)線由串入并出移位寄存器A6B595級聯(lián)而成,A6B595片內(nèi)集成有MOS管構(gòu)成的驅(qū)動器,發(fā)光二極管足夠驅(qū)動發(fā)光。列驅(qū)動電路由Allegro公司的24片A6276級聯(lián)組成,A6276是16位帶鎖存的串入并出移位LED驅(qū)動芯片。A6B595和A6276級聯(lián)時引腳和聯(lián)接方法如圖2所示,電路都較為簡單(其中帶端口框標的為AT91M42800A的相應引腳)。其他詳細的性能資料,請查閱Atmel和Allegro公司的相關產(chǎn)品文檔[2,3]。AT91M42800A的SPI口均采用16位串行輸出工作方式,利用32位ARM處理器的高速性能,能夠充分提高數(shù)據(jù)傳輸速度?!?/P>
圖1系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖
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