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LED顯示屏動態顯示和遠程監控的實現

 摘  要：由于普通LED點陣顯示屏動態顯示通常采用硬件掃描驅動，這在一些需要特殊顯示的場合顯得不夠靈活。文中提出了一種利用PC機和單片機的通訊來實現顯示屏靈活的動態顯示和遠程監控的設計方法，同時該方法還可以將顯示內容在PC機上進行預覽。  
    關鍵詞：LED；動態顯示；遠程控制；顯示預覽  
1引言
    LED 點陣電子顯示屏是集微電子技術、計算機技術、信息處理技術于一體的大型顯示屏系統。它以其色彩鮮艷，動態范圍廣，亮度高，壽命長，工作穩定可靠等優點而成為眾多顯示媒體以及戶外作業顯示的理想選擇。同時也可廣泛應用到軍事、車站、賓館、體育、新聞、金融、證券、廣告以及交通運輸等許多行業。
目前大多數的LED點陣顯示系統自帶字庫。其顯示和動態效果（主要是顯示內容的滾動）的實現主要依靠硬件掃描驅動，該方法雖然比較方便，但顯示只能按照預先的設計進行。而實際上經常會遇到一些特殊要求的動態顯示，比如電梯運行中指示箭頭的上下移動、某些智能儀表幅值的條形顯示、廣告中廠家的商標顯示等。這時一般的顯示系統就很難達到要求。另外，由于受到存儲器本身的局限，其特殊字符或圖案也往往難以顯示，同時顯示內容也不能隨意更改。本文提出一種利用PC機和單片機控制的LED顯示系統通訊方法。該方法可以對顯示內容（包括漢字和特殊圖符）進行實時控制，從而實現諸如閃動、滾動、打字等多種動態顯示效果。該方法同時還可以調節動態顯示的速度，同時用戶也可以在PC機上進行顯示效果的預覽，顯示內容亦可以即時修改。另外，通過標準的RS232／485 轉換模塊還可以實現對顯示系統的遠程控制。

2系統硬件設計
    本 系統主要的硬件設計是下位機單片機的顯示 控制部分。而上位機（PC機）與單片機顯示控制部分的接口為標準RS232通訊方式。若需實現遠程監控，只需增加RS232／485轉換模塊即可，該部分已有成熟的電路設計，故不再詳細敘述。
具體的LED顯示屏控制電路如圖1所示。整個電路由單片機89C52、點陣數據存儲器6264、列驅動電路ULN2803、行驅動電路TIP122、移位寄存器4094及附屬電路組成。該電路所設計的電子屏可顯示10個漢字，需要40個8×8 LED點陣模塊，可組成16×160的矩形點陣。由于AT89C52僅有8k存儲空間，而顯示的內容由PC機控制，因此不可能預先把需要顯示的內容做成點陣存在單片機中，而只能由PC機即時地把所需顯示的點陣數據傳給單片機并存入緩沖區6264。
該電路的顯示采用逐行掃描方式。工作時，由單片機從緩沖區取出第一行需要顯示的20字節點陣數據，再由列點陣數據輸入端P1．2口按位依次串行輸入至列移位寄存器，其數據輸入的順序與顯示內容的順序相反。然后置行點陣選通端P1．3為1，即置行移位寄存器的D為高電平，STR使能（所有4094的OE 引腳接＋5V電平），從而使列移位寄存器中的數據同時并行輸出以選通該行。經延時一段時間后再進行下一行點陣數據的顯示。需要注意的是，每次只能選通一行數據，即要通過不斷的逐行掃描來實現漢字或字符的顯示。
3顯示與控制的設計
    在筆者設計的PC機控制多單片機顯示系統中，用PC機實現的主要功能包括單片機顯示子系統的選擇，顯示方式選擇（包括靜態、閃動、滾動、打字等），滾動方向選擇（包括上下滾動和左右滾動），動態顯示速度調節（即文字閃動頻率、滾動速度、打字顯示速度等），顯示內容輸入及顯示預覽等。單片機一般通過 RS232／485串行接收PC機發出的顯示指采用定時器中斷方式進行行掃描，每次中斷顯示一行，定時中斷時間為1．25ms，這樣整屏的刷新率為 50Hz，因而無閃爍感。

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