琳 張進明 來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

     摘要：針對現(xiàn)有的led大屏幕顯示器需重復(fù)設(shè)計、成本高等問題，提出

     了一種模塊化設(shè)計的led大屏幕顯示器，可以實現(xiàn)靈活配置、脫機運行、特效顯示等，并簡要介紹了其硬件結(jié)構(gòu)和軟件功能。

     關(guān)鍵詞：led

     大屏幕 模塊 i2c總線

     led大屏幕顯示器由于其醒目、內(nèi)容靈活多變等特點，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于廣告、信息發(fā)布、交通指示等公共場所，取得了良好效果。led顯示屏主要分為數(shù)碼顯示和點陣顯示兩大數(shù)，本文只討論點陣顯示。目前的led顯示屏基本上都是先由用戶提出要求，生產(chǎn)廠這根據(jù)需要訂做，每次都要重復(fù)設(shè)計電路和機械結(jié)構(gòu)，造成資源浪費，而且若用戶的需求改變，改動將十分困難。

     實際上不論顯示屏的大小，其原理都是相同的，因此完全可以設(shè)計出一種標準化、模塊化的led顯示屏，會對不同的需要，只需要得意組合相應(yīng)的模塊即可。本文介紹的就是一種模塊化的led顯示屏，可以根據(jù)需要靈活改變大小，并可以脫離計算機獨立運行，還可以實現(xiàn)如閃爍、滾動顯示等特效。對整體式顯示屏刷新率不足發(fā)生閃爍的常見問題，在這個設(shè)計中由于被分割成小模塊，不再成為問題。

     1 基本原理

     基本的設(shè)計思路是把整個顯示屏分成若干相同大小、相同功能的顯示模塊，而另外用一個中央控制模塊控制，同步所有顯示模塊的運行，實現(xiàn)整體協(xié)調(diào)的顯示。

     所以本系統(tǒng)主要由兩部分組成：顯示模塊和控制模塊。

     顯示模塊實際都是相同大小的小led驅(qū)動板，能夠驅(qū)動led陣列，具有基本的顯示功能，并可以接收來自控制模塊的數(shù)據(jù)和命令，此外一些常用的顯示效果如閃爍、滾動等也包括在顯示模塊中�，F(xiàn)有國標點陣漢字庫有16×16和24×24兩種，考慮到軟件編寫的方便和硬件的能力，我們把顯示模塊作為16×16點陣大小。

     控制模塊負責控制各顯示模塊，向各顯示模塊發(fā)送數(shù)據(jù)和命令�？刂颇K儲存要顯示的點陣數(shù)據(jù)信息，定時向各顯示模塊下傳�？刂颇K上還帶有小鍵盤和通用異步串行口，即可以用鍵盤操作，也可以用計算機控制，還可以用計算機更新控制模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)。

     顯示模塊和控制模塊之間用總線的方式連接，我們選用了i2c總線。

     整個系統(tǒng)的設(shè)計使用有很大的自由度：控制模塊控制的顯示模塊數(shù)量可以改變，顯示模塊的排列方式也可以改變（如16個顯示模塊，既可以是2×8也可以是4×4），對同一塊顯示屏可以保存若干條件用信息分別顯示，每條信息的點陣大小可以不同，超過屏幕大小的信息可以滾動顯示出來。這樣基本可以滿足多種多樣的需求。

     2 電路結(jié)構(gòu)

     控制模塊的原理如圖1所示。

     采用pic16c73作為中央控制器。該單片機內(nèi)置i2c接口、串行口，而且具有比較強的口線驅(qū)動能力（每根口線25ma），使用它可以簡化很多外圍電路。

     數(shù)據(jù)存儲使用兩片eeprom：x24256共提供64k字節(jié)的數(shù)據(jù)空間，可以反復(fù)擦除重定民，掉電數(shù)據(jù)不丟失。如果全部用來顯示16×16點陣的漢字，可以顯示2000個左右。數(shù)據(jù)存儲器與各個顯示模塊共用i2c總線，依靠各自的地址區(qū)分究竟是存儲器還是顯示模塊。

     小鍵盤外接4個限流電阻直接接到cpu的口線上，對鍵盤采用4×4掃描方式。

     控制模塊與計算機的連接使用rs232串行口，用一片max202做電平轉(zhuǎn)換。

     此外控制模塊還帶有一個光強度傳感器，其作用是調(diào)節(jié)顯示屏的亮度。由于白天和夜晚的環(huán)境光強差異很大，白天覺得合適的亮芳到了晚上可能會很刺眠，因此根據(jù)外界的光強使用這個傳感器自動調(diào)節(jié)顯示屏的度。這里使用的是ti公司的tls235光頻轉(zhuǎn)換元件。

     每個顯示模塊要驅(qū)動一塊16×16的led陣列，由于單片機的口線數(shù)量少，使用靜態(tài)顯示是不可能的，這里使用了動態(tài)掃描顯