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基于S3C4480X的大翟LED顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

大型LED顯示系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種室內(nèi)外場(chǎng)合，但由于其多采用多機(jī)系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)成本和軟硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜度。多機(jī)系統(tǒng)工作時(shí)，本質(zhì)上相當(dāng)于一個(gè)高總線寬度的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其技術(shù)難點(diǎn)如下：

◆大型LED顯示屏上的像素?cái)?shù)以萬(wàn)計(jì)，隨著顯示面積增大，電路結(jié)構(gòu)隨之增大。
◆為了保證一定的顯示質(zhì)量，幀頻應(yīng)在30幀／s以上。對(duì)于一個(gè)512×252的單色LED屏，每秒的數(shù)據(jù)傳輸量至少為480 KB以上，對(duì)于彩屏及顯示質(zhì)量高的場(chǎng)合，數(shù)據(jù)傳輸量還將按整數(shù)倍增S3C44BOX內(nèi)部的DMA控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和控制，節(jié)省了使用指令傳輸數(shù)據(jù)的CPU取指和譯指時(shí)間以及使用指令傳輸數(shù)據(jù)附帶的計(jì)數(shù)、比較、跳轉(zhuǎn)等軟件開(kāi)銷，從而能夠在連續(xù)的讀寫操作中完成數(shù)據(jù)的傳輸，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群托省?

1 硬件結(jié)構(gòu)及原理
大型LED顯示系統(tǒng)一般分為主控板和顯示驅(qū)動(dòng)模塊兩部分。

1.1 顯示模塊
現(xiàn)今，大型LED顯示系統(tǒng)ARM7TDMI內(nèi)核并帶有內(nèi)部DMA控制器的S3C44BOX作主控制器，使其工作在ARM狀態(tài)，并使用16位總線。由于把LED屏虛擬的視為一段連續(xù)的存儲(chǔ)單元，故為其分配地址空間0x2000000～Ox4000000。

主控電路與I。ED屏接口應(yīng)能實(shí)現(xiàn)以下功能：
◆選通任意位置的顯示模塊及該模塊上的第一級(jí)列數(shù)據(jù)鎖存器。將該位置要顯示的點(diǎn)陣碼準(zhǔn)確鎖存，并能在第一級(jí)列數(shù)據(jù)鎖存器數(shù)據(jù)刷新后，將刷新數(shù)據(jù)鎖存到第二級(jí)列數(shù)據(jù)鎖存器并輸出。
◆能控制選通驅(qū)動(dòng)16行同名行中的一行進(jìn)行逐行掃描顯示。
◆實(shí)現(xiàn)主控芯片3．3 V到LED屏5 V的邏輯電平轉(zhuǎn)換。

主控板與LED屏接口電路原理圖如圖2所示。

　

一個(gè)大型LED屏的結(jié)構(gòu)可分為縱向級(jí)聯(lián)和橫向級(jí)聯(lián)，這種結(jié)構(gòu)類似于一個(gè)三維數(shù)組。假設(shè)一個(gè)三維數(shù)組LED[i][j][k]其中：
i=O，1，2…，m表示LED屏縱向級(jí)聯(lián)級(jí)的序號(hào)。
j=O，l，2…n 表示LED屏橫向級(jí)聯(lián)級(jí)的序號(hào)。
k=O，1，2…．，16 表示顯示模塊上16個(gè)第一級(jí)列數(shù)據(jù)鎖存器的序號(hào)。

由于系統(tǒng)使用16位并行總線數(shù)據(jù)傳輸方式，并將LED屏視為一段連續(xù)的存儲(chǔ)單元，故使用A[4：1]作顯示模塊上選通第一級(jí)列數(shù)據(jù)鎖存器譯碼器(圖1中u2)的譯碼輸入，即為三維數(shù)組的k變量；使用A[8：5]作選通橫向級(jí)聯(lián)顯示模塊的譯碼器(圖2中U7)譯碼輸入，即為三維數(shù)組的j變量；由于LED屏要具有良好的靈活性，又由于采用DMA傳輸數(shù)據(jù)要求點(diǎn)陣碼存放順序的技術(shù)要求，縱向級(jí)聯(lián)級(jí)選通不滿足使用地址總線譯碼選通的條件，所以使用S3C44BOX的PG[2：0]作縱向級(jí)聯(lián)級(jí)選通譯碼器的譯碼輸人，即三維數(shù)組的i