針對(duì)LED 顯示屏應(yīng)用中存在的問(wèn)題，給出了一種低成本、內(nèi)容更新便捷的點(diǎn)陣LED 文字顯示屏的方案。系統(tǒng)采用C8051F410作為MCU，利用藍(lán)牙模塊接收手機(jī)藍(lán)牙傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過(guò)單片機(jī)控制字庫(kù)芯片進(jìn)行字符集的轉(zhuǎn)換、點(diǎn)陣代碼的提取，進(jìn)而由單片機(jī)控制點(diǎn)陣屏更新顯示數(shù)據(jù)。

　　系統(tǒng)由帶藍(lán)牙功能的智能手機(jī)和LED 顯示屏組成。其中，LED 顯示屏由單片機(jī)、LED 點(diǎn)陣模塊、字庫(kù)芯片、藍(lán)牙接收模塊、5V 開(kāi)關(guān)電源和3.3V 穩(wěn)壓電路組成，如圖1 所示。系統(tǒng)工作過(guò)程是： 用戶通過(guò)智能手機(jī)的記事本編輯“數(shù)據(jù)”，并經(jīng)無(wú)線藍(lán)牙發(fā)送到顯示屏上的藍(lán)牙接收模塊。主控單片機(jī)讀取藍(lán)牙接收模塊接收的“數(shù)據(jù)”并進(jìn)行處理。“數(shù)據(jù)”由“ 控制命令”和“顯示內(nèi)容”構(gòu)成，兩部分?jǐn)?shù)據(jù)用自定義特征符分隔開(kāi)。“控制命令”用于對(duì)顯示屏的亮度、顯示內(nèi)容移動(dòng)速度和移動(dòng)方向進(jìn)行設(shè)置; 而單片機(jī)根據(jù)收到的“顯示內(nèi)容”的字符代碼在字庫(kù)芯片中找到相應(yīng)的32 字節(jié)顯示代碼送點(diǎn)陣屏顯示。

　　圖1 系統(tǒng)組成

　　LED 點(diǎn)陣屏工作原理

　　LED 點(diǎn)陣顯示屏可按顯示需要由若干塊每塊LED 單元板拼接而成。通用LED 單元板由2 位16 &TImes; 16 點(diǎn)陣LED 構(gòu)成，尺寸為160* 320mm2.單元板的工作原理如下。

　　每板有16 行32 列，數(shù)據(jù)的顯示采用傳統(tǒng)的行列式掃描方式。通常為了減小閃爍，提高掃描速度，采用1 /4 掃描，即把16 行分為4 個(gè)4 行，每次同時(shí)選通4 個(gè)4 行中的同序?qū)?yīng)行，這樣掃描4 次即可完成16 行的掃描顯示。其中列控制由74HC595承擔(dān)，每塊單元板上有16 片，每片分別控制4 行8 列的點(diǎn)陣小單元。行控制是由1 片譯碼器74LS138 承擔(dān)，每次使單元板的4 個(gè)4 行的同序?qū)?yīng)行選通。為了保證正常的電流驅(qū)動(dòng)（ 亮度） ，74LS138 的輸出經(jīng)AMP4593 驅(qū)動(dòng)放大。每塊單元板有4 片，每片分別驅(qū)動(dòng)4 行。16 片74HC595 接成級(jí)聯(lián)方式，由于每4 行32 列需4 片74HC595， 16 行32 列就是16 片。設(shè)第一個(gè)4 行的4 片74HC595 序號(hào)為1、2、3、4，第二個(gè)4 行的4 片74HC595 序號(hào)為5、6、7、8，依次類推。每一片的數(shù)據(jù)輸出端接到下一片的輸入端，數(shù)據(jù)從第1 片的輸入端串行輸入，在移位脈沖的作用下一位一位依序移入，經(jīng)過(guò)8 &TImes; 16 個(gè)脈沖，最先移入的數(shù)據(jù)位移到了第16 片的最低位（ 也是該片的輸出端） ，所有數(shù)據(jù)都移入后，就可顯示一板完整的內(nèi)容，按此規(guī)律即可進(jìn)行顯示的軟件設(shè)計(jì)。如果顯示的字?jǐn)?shù)多，拼接的LED 單元板就多，顯示一屏完整內(nèi)容所需的移位脈沖就多。這種顯示方式要求主控單片機(jī)有較高的指令執(zhí)行速度，否則就會(huì)有閃爍感。點(diǎn)陣單元板原理圖如圖2 所示。

　　圖2 點(diǎn)陣單元板原理圖

　　最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)對(duì)單片機(jī)時(shí)鐘的精度和溫度穩(wěn)定度都沒(méi)有特別要求，可以直接使用C8051F410 單片機(jī)內(nèi)部自帶的時(shí)鐘振蕩器，而無(wú)需外接振蕩器。使用時(shí)要注意的是，是芯片工作電源是從Vregin 引腳引入（ + 3. 3V） ，VDD 是內(nèi)部基準(zhǔn)電壓輸出引腳，VIO 是I /O 口作為數(shù)字引腳時(shí)的電源輸入引腳。電路設(shè)計(jì)時(shí)必需在緊靠這3 個(gè)引腳的位置布上濾波和退耦電容（ 4. 7μ 和104p） .P1. 0~ P1. 3 是顯示屏的控制線CLK、SCLK、R 和OE; P1. 7、P0. 0 ~ P0. 2是字庫(kù)芯片控制線，采用SPI 接口; P2. 0 和P2. 1 是顯示屏的行掃控制線A 和B; P0. 4 和P0. 5 是串口通信線，與藍(lán)牙模塊連接。這12 根引腳都需配置為數(shù)字引腳。最小系統(tǒng)電路如圖3 所示。

　　圖3 C8051F410 單片機(jī)最小系統(tǒng)

　　系統(tǒng)總體電路

　　本系統(tǒng)以單片機(jī)C8051F410 作為MCU，外圍電路包括藍(lán)牙模塊、字庫(kù)芯片、LED 點(diǎn)陣屏和電源模塊，系統(tǒng)電路原理如圖8 所示。

　　圖8 系統(tǒng)原理圖。

　　編輯點(diǎn)評(píng)：系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了通過(guò)手機(jī)更新顯示屏顯示內(nèi)容的目的，方便又快捷。經(jīng)過(guò)一批用戶的使用，顯示性能和控制性能均較為穩(wěn)定。但是，在實(shí)際使用過(guò)程有部分手機(jī)不支持Unicode 字符集格式。本設(shè)計(jì)僅限于智能機(jī)通過(guò)記事本編輯顯示數(shù)據(jù)的傳送，而不同手機(jī)采用的記事本編輯軟件不盡兼容。
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