LED 点阵电子led显示屏屏是集微电子技術、计算机技术、信息处理技术于一体的大型led显示屏屏系统它以其色彩鲜艳，动态范围广亮度高，寿命长工作稳定可靠等优点而成為众多led显示屏媒体以及户外作业led显示屏的理想选择。同时也可广泛应用到军事、车站、宾馆、体育、新闻、金融、证券、广告以及交通运輸等许多行业
目前大多数的LED点阵led显示屏系统自带字库。其led显示屏和动态效果（主要是led显示屏内容的滚动）的实现主要依靠硬件扫描驱动该方法虽然比较方便，但led显示屏只能按照预先的设计进行而实际上经常会遇到一些特殊要求的动态led显示屏，比如电梯运行中指示箭头嘚上下移动、某些智能仪表幅值的条形led显示屏、广告中厂家的商标led显示屏等这时一般的led显示屏系统就很难达到要求。
另外由于受到存儲器本身的局限，其特殊字符或图案也往往难以led显示屏同时led显示屏内容也不能随意更改。本文提出一种利用PC机和单片机控制的LEDled显示屏系統通讯方法该方法可以对led显示屏内容（包括汉字和特殊图符）进行实时控制，从而实现诸如闪动、滚动、打字等多种动态led显示屏效果該方法同时还可以调节动态led显示屏的速度，同时用户也可以在PC机上进行led显示屏效果的预览led显示屏内容亦可以即时修改。另外通过标准嘚RS232／485
转换模块还可以实现对led显示屏系统的远程控制。
本系统主要的硬件设计是下位机单片机的led显示屏 控制部分而上位机（PC机）与单片机led顯示屏控制部分的接口为标准RS232通讯方式。若需实现远程监控只需增加RS232／485转换模块即可，该部分已有成熟的电路设计故不再详细叙述。
具体的LEDled显示屏屏控制电路如图1所示整个电路由单片机89C52、点阵数据存储器6264、列驱动电路ULN2803、行驱动电路 TIP122、移位寄存器4094及附属电路组成。该电蕗所设计的电子屏可led显示屏10个汉字需要40个8×8
LED点阵模块，可组成16×160的矩形点阵由于AT89C52仅有8k存储空间，而led显示屏的内容由PC机控制因此不可能预先把需要led显示屏的内容做成点阵存在单片机中，而只能由PC机即时地把所需led显示屏的点阵数据传给单片机并存入缓冲区6264
该电路的led显示屏采用逐行扫描方式。工作时由单片机从缓冲区取出第一行需要led显示屏的20字节点阵数据，再由列点阵数据输入端P1．2口按位依次串行输入臸列移位寄存器其数据输入的顺序与led显示屏内容的顺序相反。然后置行点阵选通端P1．3为1即置行移位寄存器的D为高电平，STR使能（所有4094的OE
引脚接＋5V电平）从而使列移位寄存器中的数据同时并行输出以选通该行。经延时一段时间后再进行下一行点阵数据的led显示屏需要注意嘚是，每次只能选通一行数据即要通过不断的逐行扫描来实现汉字或字符的led显示屏。
设计的PC机控制多单片机led显示屏系统中用PC机实现的主要功能包括单片机led显示屏子系统的选择，led显示屏方式选择（包括静态、闪动、滚动、打字等）滚动方向选择（包括上下滚动和左右滚動），动态led显示屏速度调节（即文字闪动频率、滚动速度、打字led显示屏速度等）led显示屏内容输入及led显示屏预览等。单片机一般通过
RS232／485串荇接收PC机发出的led显示屏指采用定时器中断方式进行行扫描每次中断led显示屏一行，定时中断时间为1．25ms这样整屏的刷新率为 50Hz，因而无闪烁感
实现动态led显示屏速度调节的方法通常是改变定时器的中断时间，但是当led显示屏速度很慢的时候该方法容易使整屏的刷新率降低，从洏使led显示屏内容出现闪烁因此，本设计采用一种“软定时”方法即在程序中命名一变量作为“软定时器”，以用来设定两次动态led显示屏的时间间隔在对定时中断调用计数时，如果调用次数达到设定值则改变led显示屏内容。为保证能够正常led显示屏“软定时器”的设定徝必须大于整屏led显示屏周期。由于led显示屏屏每行led显示屏1．
25ms整屏led显示屏周期为20ms，考虑到余量的情况可将软定时器的设定值定在大于30ms。如此循环计数即可实现动态led显示屏。“软定时器”的设定值可以通过上位机PC机来改变这样既可实现 LED动态led显示屏的速度调节，又可保持led显礻屏内容的流畅和无闪烁感
3．1单片机动态led显示屏控制
以上提到的静态、闪动、滚动和打字等4种led显示屏方式，实际上是单片机定时中断程序进行行扫描处理的不同方法下面将分别说明如何实现这4种led显示屏方式。
静态led显示屏只需在定时中断处理程序中从led显示屏缓冲区调入相應的一行led显示屏数据然后选中该行即可实现该行的led显示屏，如此循环便可led显示屏整个内容。闪动led显示屏与此类似不同的是要间隔一個“软定时器”的定时时间，在行扫描时行移位寄存器的D端打入的全为0，可使得整屏不led显示屏以确保黑屏时间与led显示屏时间相等，从洏实现汉字或图符的闪动led显示屏
滚动led显示屏要求需要led显示屏的内容每隔一定时间向指定方向（这里以从右向左为例）移动一列，这样led显礻屏屏可以led显示屏更多的内容为此，需要在下次移动led显示屏之前对led显示屏缓冲区的内容进行更改从而完成相应点阵数据的移位操作。具体操作方法是：
设置一个led显示屏缓冲区（如图2所示）该区应包括两部分：一部分用来保存当前LEDled显示屏屏上led显示屏的10个汉字点阵数据；叧一部分为点阵数据预装载区，用来保存即将进入LEDled显示屏屏的1个汉字的点阵数据滚动指针始终指向led显示屏屏的最右边原点。当滚动指针迻动到需要led显示屏的点阵数据存储区的第1个汉字的首地址时led显示屏缓冲区LEDled显示屏区为空白，而预装载区已保存了第1个待led显示屏汉字的点陣数据当需要滚动led显示屏时，则可在接下来的扫描周期的每个行扫描中断处理程序中将对led显示屏缓冲区的相应行点阵数据左移一位，哃时更改led显示屏缓冲区的内容（需要注意的是，要确保该操作能在1．25ms的中断时间内完成这里89C52采用22MHz晶振，实验证明可以实现该操作）這样，在一个扫描周期后整个汉字将左移一列，而led显示屏缓冲区的内容也同时更改由于预装载区保存了1个汉字点阵数据，即16×16点阵所以当前led显示屏缓冲区的内容只能移动16列。当下一个滚动到来时滚动指针将移动到点阵数据存储区的下一个汉字的首地址，并在预装载區存入该汉字的点阵数据然后重复执行上述操作便可实现滚动led显示屏。特殊字符或图形的led显示屏与此类似这里不再赘述。
打字led显示屏偠求汉字在led显示屏屏上按从左到右的顺序一个个的出现如同打字的效果。设计时可采用如下方法：首先将LEDled显示屏屏对应的led显示屏缓冲区铨部清零即 LEDled显示屏空白，然后每间隔一个“软定时器”设定的动态led显示屏时间led显示屏缓冲区依次加入一个汉字点阵数据并进行扫描led显礻屏，这样就可达到打字led显示屏的效果
3．2 PC机控制程序
在Windows环境下，实现PC与单片机的通讯可利用Windows的通讯 API函数或者利用VC＋＋（或其它语言）的標准通讯函数＿inp、＿outp来实现但上述两种方法比较繁琐，而采用ActiveX控件 MSComm32来实现则非常方便该控件用事件的方式简化了对串口操作的编程，並可设置串行通信的数据发送和接收还可对串口状态及串口通信的信息格式和协议进行设置。其初始化程序如下：
一般情况下PC要与多個单片机89C51系统进行主从式通讯，为了区分各单片机系统可以使89C51采用串口工作方式3，即11位异步接收／发送方式该方式的有效数据为9位，其中第9位为地址／数据信息的标志位其作用是使从机据此判断发送的数据是否为地址，从而实现多机操作但现在由于采用的是
MSCOMM控件来實现PC机和单片机之间的通讯，这是一种标准的10位串口通信方式即8位标准数据位和该数据的起始位、停止位各1位。因此二者格式不相符故很难利用上述方案。因此可考虑将单片机串口设为工作方式1即改为10位异步接收／发送方式来解决，其通讯流程如下：
首先发通信开始標志接着发送需要操作的单片机系统地址，然后发送led显示屏工作命令字该命令包括2个字节，前一字节用于设定led显示屏方式和滚动方向后一字节则用于设定led显示屏速度。再往下是传送led显示屏内容的点阵数据最后对数据进行校验。该通讯规约非常简便能够较好的解决仩述问题，从而实现PC机与多单片机之间的主从式通讯及对led显示屏的控制
需要注意的是，当led显示屏内容需要改变时为了避免在单片机串荇中断接收数据时，led显示屏屏出现乱码应使led显示屏屏暂不led显示屏（处于“黑屏”状态），直到数据接收完全串行中断处理结束时再led显礻屏。
汉字字模的提取非常关键本文的字模数据取自UCDOS下的字库文件HZK16。关于这方面的介绍较多文献［2］给出了较为具体的在VC下提取汉字芓模的方案，这里不再赘述对于特殊字符或图形点阵数据的提取，简便的方法可以先做一个BMP文件然后用一些取模软件（如字模提取v2．1）来获得。为了led显示屏方便点阵数据的格式应为n×（16×8），不足要求的则应以0数据补充
b．动态效果模拟led显示屏。
为了方便调节LED的led显示屏效果笔者在PC机的控制界面上设计了LEDled显示屏屏的模拟led显示屏，它同实际的led显示屏效果完全一样用户可以设定led显示屏的模式，并调节led显礻屏速度然后在界面上对led显示屏效果进行预览，同时还可以随时修改和设定参数因而十分方便简捷。
为此可先在界面上描绘出虚拟嘚LEDled显示屏屏，由于实际的led显示屏屏为160×16点阵故须在界面 上设定相同的区域。
实现动态led显示屏效果的方法和以上几种基本类似这里以滚動led显示屏为例作一说明。对于需要滚动的文字可以将其设置为位图格式，暂存于内存中然后利用VC 提供的位图拷贝函数BitBlt将位图复制到led显礻屏位置。对于特殊字符或图形则可以直接利用BitBlt函数调用到led显示屏位置。然后在类CLEDDlg的
OnTimer函数中调用该函数以实现文字的滚动led显示屏。另外也可以通过设定不同的响应时间间隔来改变文字的滚动速度。
本文提出的实现LED点阵led显示屏屏的动态led显示屏和控制的解决方案已成功哋应用于实际系统。如将该系统联入计算机网络还可实现对led显示屏屏的远程控制。
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