何杰

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1 LED顯示屏控制系統(tǒng)的系統(tǒng)分析

LED顯示屏系統(tǒng)由硬件和軟件之間的系統(tǒng)控制來完成，使用的串口通信程序完成下載，實現(xiàn)文字信息的傳輸。LED顯示系統(tǒng)由LED顯示屏控制系統(tǒng)軟件、無線傳輸系統(tǒng)、主控制器、LED點陣顯示和電源組成。圖像文件的預(yù)覽，無線傳輸系統(tǒng)主要完成顯示信息文件從PC端傳輸?shù)絃ED顯示屏，單片機(jī)的主要任務(wù)是LED矩陣顯示過程中控制硬件系統(tǒng)的電流信息，通過單片機(jī)的控制可以調(diào)整LED的顯示情況，實現(xiàn)對顯示屏裝置的行和列驅(qū)動，控制LED的顯示功能實現(xiàn)圖文的視覺體現(xiàn)。

2 LED顯示屏控制系統(tǒng)的基本工作流程

PC機(jī)通信技術(shù)與LED顯示屏的工作過程密切相關(guān)，串并聯(lián)的通信工作是促使圖像數(shù)據(jù)交換的外圍設(shè)備，并行端口主要用于數(shù)據(jù)傳輸，具有傳輸距離短和速度快等特點，經(jīng)常被用來作為內(nèi)部輸出系統(tǒng)。由于通過串口數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐顿Y較少，所以普及率比較高，但是長距離的數(shù)據(jù)傳輸速度較低。其中的RS-232接口的微型計算機(jī)采用的電氣標(biāo)準(zhǔn)不符合規(guī)格，PC機(jī)RS-232串行接口在讀取數(shù)據(jù)過程中沒有單片機(jī)系統(tǒng)是非常難以發(fā)揮作用的，RS-232收發(fā)器是基于原有設(shè)備開發(fā)的新功能。

2.1 開放的文本框

由于像素數(shù)量的限制，LED顯示屏應(yīng)用分辨率是固定的，電腦屏幕的分辨率明顯高于LED顯示屏，所以不同邏輯的坐標(biāo)可能造成圖像顯示失真甚至變形，在兩種分辨率之間選擇適當(dāng)?shù)南袼財?shù)，計算機(jī)屏幕的選擇由窗口使顯示屏，以減少誤差?，F(xiàn)在為了減少分辨率不同而造成的誤差通常采用數(shù)據(jù)壓縮的方法來解決，例如點陣技術(shù)等，因為在Windows環(huán)境下，每個系統(tǒng)默認(rèn)的字符基本都達(dá)到4萬以上，而LED大屏幕通常是16×16字的顯示，每個字有256點像素。因此，通過計算可以通過提取橫向和縱向間隔12點以內(nèi)漢字的原則，通過256點陣數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。保存字體大小和面積等數(shù)據(jù)信息，精確控制客戶端可以將像素數(shù)顯示與文本區(qū)域的光點相對應(yīng)，使LED系統(tǒng)最大限度的控制顯示效果，在LED顯示控制系統(tǒng)中，輸入的文本和圖形通過圖像編輯器可以完成任意編輯工作[1]。

2.2 色彩控制

在Windows中顏色設(shè)置是一個四字節(jié)數(shù)據(jù)，其中三字節(jié)分別代表紅、綠、藍(lán)三種單色，即每個單色占有一個字節(jié)，即每個字基本色共是256色。所以，真彩色的顏色變化共有16777216種。計算機(jī)內(nèi)部定義的顏色都是相同的，而LED顯示屏的色彩分辨率達(dá)不到計算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，因為每個人對顏色的敏感程度也不相同，眼睛對不同顏色的光反應(yīng)不同，其中紅色、綠色和黃色是人眼視覺最敏感的細(xì)胞，所以通常由這三基色合成各種顏色，從白色到黑色可以混合。所以LED顯示屏常常出現(xiàn)在公共大廳發(fā)布信息，指揮交通的信號燈和各種公共服務(wù)領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用，圖形的顯示等變化都是基于這三種顏色的變化。因此，控制系統(tǒng)只需添加更多的顏色就可以滿足多方面的應(yīng)用。

3 LED顯示屏控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計

（1）主控制器設(shè)計。本設(shè)計選用AVR8位CMOS的 Atmega32的微控制器。這種控制器的主要優(yōu)勢是有比較寬泛的指令集和單時的周期指令執(zhí)行。而且Atmega32的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPS/MHz。[4]能夠高效率的完成系統(tǒng)處理工作。肩寬系統(tǒng)功耗。該控制系統(tǒng)有讀寫編輯功能。共有32個通用I/0口線和32個通用寄存器，而且具有看門狗定時器以及一個SP串行端口，此外還配備了大量的節(jié)電設(shè)備，能夠最大程度上減輕系統(tǒng)耗能。

（2）單元板顯示電路設(shè)計。單元板顯示電路的設(shè)計要根據(jù)示驅(qū)動電路情況。通過RS232轉(zhuǎn)換電路和子模塊地址標(biāo)識電路達(dá)成運行。RS232轉(zhuǎn)換電路所使用的是MAX485作電平轉(zhuǎn)換。單元板的通信傳輸是通過單片機(jī)的異步串行完成的。此外，單元板模塊地址標(biāo)識要注意采用8位并進(jìn)串出芯片74HC595和8位撥碼開關(guān)，以保證系統(tǒng)的正常運行。實際上LED顯示屏控制系統(tǒng)子模塊容納沒有定量。基于該系統(tǒng)的設(shè)計，子模塊容納量應(yīng)在230左右。設(shè)計要保證16階灰度顯示，以此保證LED點陣能夠進(jìn)行正常的掃描驅(qū)動。除此以外，還要保證單片機(jī)掃描速度有所保障。

3.2 上位機(jī)程序設(shè)計

上位機(jī)軟基設(shè)計是LED顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計的重點。用戶通過上位機(jī)能夠?qū)︼@示屏進(jìn)行實際操控。設(shè)計人員應(yīng)該設(shè)計一款簡易操作的上位機(jī)軟件，提供圖像和文字編輯服務(wù)。具體可將顯示數(shù)據(jù)提出，并利用計算機(jī)的串行接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，具體可傳輸?shù)娇刂瓶ㄉ?。之后，控制卡根?jù)得到的上位機(jī)數(shù)據(jù)，使用BOOT等程序，進(jìn)行FLASH ROM內(nèi)顯示數(shù)據(jù)的自動更新。進(jìn)而實現(xiàn)了上位機(jī)操控要求。此外控制卡還可以把顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行分割處理，通過單元板完成相關(guān)處理工作。

3.3 下位機(jī)程序設(shè)計

下位機(jī)軟件主要包括兩個功能，一個是通信功能，另一個是顯示功能。一般情況下，顯示功能所使用的工作方式是動態(tài)掃描，進(jìn)而對顯示屏的文字和圖像信息進(jìn)行傳輸控制。通信功能主要是軟件利用單片機(jī)的串口數(shù)據(jù)信息，與計算機(jī)實現(xiàn)聯(lián)系。進(jìn)而可進(jìn)行實時的通信和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

4 結(jié)語

總之，在社會信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，LED信息輸出的比例日益增加，特別是圖形圖像的更加普遍，計算機(jī)技術(shù)在LED顯示信息處理上發(fā)揮著重要的作用。因此對于LED顯示屏控制系統(tǒng)的設(shè)計和研究應(yīng)該不斷加深，需要設(shè)計人員設(shè)計出較為全面的字模保存方法，并完善數(shù)據(jù)傳輸?shù)膲嚎s算法等，以便繼續(xù)提高LED屏幕控制系統(tǒng)的實用性。