一種實用的LED大屏幕顯示電路的設計

概　述

LED大屏幕顯示系統具有畫面直觀、內容靈活多變、造價便宜等特點，因此被廣泛應用于公共場合的文字及簡單圖像信息的顯示。由于LED大屏幕的像素多，為節省硬件常采用動態掃描方式。以逐行掃描為例，顯示過程一般為：（1）把顯示緩存中的一行內容送入顯示器鎖存；（2）點亮該行并延時；（3）行消隱，然后指針下移一行并重復上述過程。對于小型的LED顯示系統來說，這種方法是可行的，但對大屏幕來說隨著像素的增加，數據傳輸將占用大量的時間，屏幕的顯示亮度會明顯下降，特別是對于戶外的大屏幕顯示系統，再采用這種方法設計將更是無法達到實用的效果。本文介紹一種新穎的顯示控制電路可以有效地解決這一難題。

1、控制電路的組成及工作原理

LED大屏幕顯示電路如圖1所示。整個電路由主控電路和顯示電路兩部分組成。

主控部分由DS80C320MPU、27C040EPROM、AT29C040、FLASHMEMORY、62256SRAM及周邊電路組成。其中DS80C320是美國DALLAS公司生產的高速微處理器，它與8051指令兼容，但速度快6倍以上，內含電源監控電路、看門狗等。其特有的雙數據指針用來將LED點陣數據快速存入顯示緩存器中，實現如下：
EQUDSP，＃86H　；指針選擇位
MOVR5，＃0FFH　；傳輸字節數
MOVDPTR，＃DHDL　；裝入目的地址
INCDSP　；改變指針
MOVDPTR，＃SHSL　；裝入源地址
MOVE：　；循環

若選25MHz的晶振，執行上面的這段程序需要702μs，與8051相比可節省一半的時間。系統啟動后，DS80C320將有關的控制字寫入MC6845并將LED大屏幕顯示的畫面信息存入顯示緩存區，MC6845與AT89C2051控制畫面的顯示，同時DS80C320通過485通訊口接收顯示信息，并將其轉換成LED顯示的點陣數據存入FLASHMEMORY中以備LED大屏幕的畫面更新。

顯示部分由顯示緩存62256、CRT控制器MC6845、微處理器AT89C2051、多路地址轉換器74HC157、行列鎖存器CD4094及其它部分電路組成。其中AT89C2051是Atmel公司生產的20腳高性能CMOS8位微處理器，它與MCS－51指令兼容。MC6845主要起顯示地址的掃描作用，它內部的字符高度寄存器R9的值取2，即3條字符掃描線，其它控制字按LED大屏幕的規格適當選取，AT89C2051產生的方波作為MC6845的CLK信號，而MC6845的RA0值則作為DS80C320對顯示存儲器的允許信號，若LED大屏幕為256（行）×1024（列），以行掃描為例，顯示過程如下：AT89C2051預先將10000…0（255個零）寫入行鎖存器，然后在內部定時器及計數器的控制下發出128個CLK信號，每個信號發出后，MC6845輸出的顯存地址加1，AT89C 2051從顯存的數據口讀入并行的8位數據，并將其轉換成串行數據存入列鎖存器CD4094中，這期間RA0一直為低電平，DS80C320不對顯存操作。發送128個CLK信號后，AT89 C2051立即清屏（P3．3＝0），并通過P3．2腳發一個脈沖，使行指針下移，再由P3．7＝1將所有的列鎖存器中的數據打入輸出端，并點亮該行（P3．3＝1）；然后延時，AT89C2051再發128個CLK信號，這時RA0＝1，DS80 C320此時可對顯存操作，上述過程重復進行，就實現了LED大屏幕的動態顯示。




DS80C210可與行指針同步地將一行內容稱入顯示緩存，從而保證了動畫的高質量實現。由于采用了MC6845，滾屏功能敢很容易實現。

由于篇幅所限，本文不再列出LED顯示系統的驅動電路以及其它周邊電路。