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溫度傳感器電路 - LED圖文顯示屏控制系統設計

2011年07月07日 14:19 本站整理 作者:秩名 用戶評論(0
1.4 溫度傳感器電路

  溫度傳感器選用單總線數字溫度傳感器DS18B20,該器件將溫度傳感器、溫度報警觸發器、ROM等集成在一個很小的芯片上,傳感器直接輸出的就是溫度信號的數字值。DS18B20以9位數字的方式反映溫度值,讀出或寫入數據僅需要一根信號線。

  1.5 掃描控制電路和LED陣列

  目前大多數LED顯示屏的屏幕設計采用的是模塊化的結構,其基本單元是LED顯示單元模塊,屏幕大小和形狀可靈活改變,顯示屏的安裝和維護也十分方便。LED顯示單元模塊分為LED點陣和驅動電路2部分。

  該LED點陣選用紅綠雙基色屏,可顯示紅、綠、黃3種顏色,價格適中。每個模塊是16×64像素,由16塊8×8像素共陽極LED點陣組成。16行LED共用一列數據,每行LED的顯示時間占一個掃描周期的1/16。根據人眼的視覺暫留效應,只要整屏的刷新頻率大于60Hz,即可形成一幅穩定的畫面。每個LED顯示單元有8個紅色數據輸入端、8個綠色數據輸入端和8個行控制信號輸入端。

  驅動電路分為行驅動和列驅動。

  行驅動電路由2片3-8譯碼器74HC138組成。一個行選信號同時控制著一行中所有LED的通斷,所以它需要較大的驅動電流,為此選用4953。4953內含2個P溝道的MOSFET管,漏極電流最大可達419A,保證了行驅動能力,16×64點陣需要8片4953。2片138的16路輸出分別通過4953的驅動用于選通相應的行,實現對行的控制。

  列驅動采用74HC595,內含移位寄存器和三態輸出鎖存器,可以把串行輸入的8bit數據并行輸出。分別用8個74HC595鎖存紅色、綠色數據。單片機2路控制信號與所有595的時鐘輸入SRCLK,鎖存信號RCLK相連。第1片595的串行輸出接到第2片595的串行輸入端,同理,其他引腳的連接方式一樣,通過這種級聯的方式,把8個595芯片連在一起,同時每個595芯片的并行輸出連接8個LED的列。

  顯示過程為:

 ?。?)把顯示緩存區中的第1行紅色數據和綠色數據分別送入595鎖存;

  (2)送行掃描信號,選通LED陣列的第一行并延時;

  (3)行消隱,行掃描信號下移一行并重復上述過程直至完成第16行的顯示。如此循環。

  每個LED顯示單元模塊有2個接口,可根據顯示長度的不同需求靈活擴展LED單元,控制器保持不變。如需高度上擴展,可通過擴展CPLD/FPGA控制行掃描信號的同步來實現,在顯示和控制原理上并無差別。

  2 系統的軟件設計

  系統軟件包括上位機軟件和下位機軟件。上位機軟件用VC編寫,與下位機通過異步串口進行通信。上位機軟件的任務是校準時鐘,編輯顯示的內容、顏色和顯示效果等并把數據廣播發送到LED顯示控制器。通信的數據格式如表1所示。

  下位機開機進行中斷、串口初始化后,按照指令執行顯示子程序,定時進行溫度采樣和時鐘數據的讀取。下位機始終處于監聽狀態,當有串口中斷時,和上位機通信,上位機發1字節地址符,下位機接收后與本屏地址進行比較,本屏地址由控制器的撥碼開關設定。如果地址相同則接收數據,否則中斷返回,由此實現LED屏的分布式控制。接收完全部數據后,進行校驗,如出錯則要求重發,校驗正確則發送接受成功標志給上位機,結束中斷。串口中斷程序和定時器中斷程序流程見圖5。

  控制器接收到數據后存于Flash中,根據數據中的命令字,執行相應的操作,操作判斷流程如圖6所示。

  顯示子程序根據漢字內碼從字庫中查找出字模,送至顯示緩存區,通過數據處理后輸出至列選通信號,配合行掃描信號,進行動態掃描顯示。其中數據處理功能主要完成字幕左移、右移、百葉窗、變色、閃爍等。

  3 結語

  本文選用了STC89LE516單片機,在保證功能和穩定的前提下,降低了成本,擴展了大容量Flash數據存儲器,上位機只需傳送漢字內碼即可顯示,減少了數據傳送量,提高了響應速度。LED顯示單元可靈活擴展,滿足不同需求。

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( 發表人:小蘭 )

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