基于移動數據的LED顯示屏設計與仿真

摘 要： 提出了一種基于移動數據的LED顯示系統。在MCU的控制下，使用GSM無線模塊TC35I接收合法用戶通過短消息發送的顯示信息，并按要求的方式在LED屏幕上顯示出來，解決了傳統LED顯示屏使用有線傳輸的不便性問題。系統在Proteus軟件中進行了模擬仿真調試，并制作出實物，取得了良好效果。
　LED電子顯示屏幕作為一種信息顯示設備，主要用于播放廣告、新聞、通知、天氣預報、時間、股票信息、航班信息、售票信息等，在站牌、交通路口、公交車、售票大廳、營業大廳、等候大廳、證券公司、機場、體育、氣象、交通控制等場所得到了越來越多的應用，具有廣闊的應用前景。

　　但是，傳統的LED顯示屏使用有線通信方式傳輸數據，受到地域和布線的嚴重限制。如果有大量的LED顯示屏同時工作，為LED顯示屏傳輸更新的數據就成為很麻煩的事，并且在沒有其他附加控制設備的情況下，LED顯示屏的管理部門也無法監控LED顯示屏的實際運行情況。

　　基于移動數據的LED顯示屏使用目前覆蓋范圍最廣、最穩定的GSM/GPRS/CDMA/小靈通網絡，在任何有移動網絡覆蓋的地方都可實時方便地通過短消息方式更新LED顯示屏的內容，有效解決了LED顯示屏數據更新麻煩、無法監控的困難，減輕了管理部門的工作負擔。隨著移動通信技術的發展及LED顯示屏幕應用范圍的進一步推廣，此種基于移動數據的LED顯示屏幕具有較大應用價值。

　　1 系統構成及原理

　　此種基于移動數據的LED顯示屏幕系統由GSM無線收發模塊、MCU(單片機)、LED驅動電路、LED顯示屏幕四部分組成。原理框圖如圖1所示。

　　系統的控制中心為MCU(單片機)，本設計使用ATMEL公司的AT89C51芯片，它通過串口控制GSM無線模塊收發移動數據，并控制LED驅動電路及顯示屏幕將需要顯示的內容用適當的方式顯示出來。GSM無線收發模塊使用西門子公司的TC35I，配一張市面上常見的普通SIM卡，負責接收合法用戶通過移動網絡發過來的顯示內容，并將LED顯示屏的狀態數據通過移動網絡回傳給用戶。LED驅動電路及顯示屏幕與傳統方式基本相同[1，2]，采用具有“16 PIN 08接口”的LED單元板，可拼接成需要的屏幕尺寸。

　　使用時，用戶只需將希望在LED屏幕上顯示的內容在手機或電腦上按短信格式編輯好，然后像普通短信一樣發送給插在TC35I模塊中的SIM卡所對應的號碼。帶SIM卡的TC35I模塊接收到發來的短信后，首先檢查短信的發送者是否為合法用戶。若不是合法用戶，TC35I丟棄該短信；若是合法用戶，則取出要顯示的內容，并按要求的方式控制LED屏幕將信息顯示出來。同時，TC35I可將LED屏幕的狀態數據以短信格式發送給合法用戶。如此，利用移動通信網絡實現了顯示內容及狀態數據的雙向實時傳輸。

　　考慮到簡便性，本文以一塊32×64點陣的LED單元板顯示16×16點陣的漢字為例說明系統原理。至于更大尺寸的LED屏幕，只要將類似的多塊LED單元板通過“16 PIN 08接口”依次級聯即可。

　　2 硬件實現

　　2.1 TC35I模塊與單片機的硬件接口電路

　　本系統中移動數據的收發都依靠TC35I模塊進行。TC35I模塊集射頻電路和基帶處理于一體，可工作在GSM 900 MHz和DCS 1 800 MHz兩個頻段，使用RS232串口與MCU(單片機)連接，其RS232數據接口符合GSM07.05和GSM07.07規范，使用標準的AT命令集。模塊通過50 Ω的天線連接器連接天線，還通過40引腳的ZIF連接器實現電源和SIM卡支架的連接，以及指令、數據、語音信號及控制信號的雙向傳輸[3]。

　　圖2顯示了單片機和TC35I接口的關鍵部分。

　　需要注意，系統加電后，為使TC35I進入工作狀態，必須給IGT引腳加一延時大于100 ms的低脈沖，并且電平下降持續時間不可超過1 ms。啟動后，IGT應保持高電平(3.3 V)。驅動IGT時，TC35I供電電壓不能低于3.3 V，否則TC35I不能激活。另外，ZIF連接座的SIMPRES引腳用來檢測SIM卡是否插好，如果連接正確，則SIMPRES引腳輸出高電平，否則為低電平。