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1、学科分类类号07712本科生毕毕业论文文(设计)题目（中中文）：LEDD显示屏屏控制器的设计与实实现（英文）：The Design and Implementation of LED Dissplaay CConttrolllerr 20133年 005月 15日本科毕业业论文（设设计）诚诚信声明明作者郑重重声明:所呈交交的本科科生论文文（设计计），是是在指导导老师的的指导下下，独立立进行研研究所取取得的成成果，成成果不存存在知识识产权争争议。除除文中已已近注明明引用的的内容外外，论文文不含任任何其他他个人或或集体已已经发表表或撰写写过的成成果。对对论文的的研究做做出重要要贡献的的个人和和集体
2、均均已在文文中以明明确的方方式标明明。本声声明的法法律结果果由作者者承担。本科生论论文（设设计）作作者签名名：年 月 日目录摘要I关键词IIAbsttracctIKey worrdsIII1 前前言11.1 LEED电子子显示屏屏概述111.2 LEED电子子显示屏屏的分类类21.3 LEED显示示屏市场场前景222 LLED显显示原理理的分析析32.1 LEED点阵阵模块结结构32.2 LEED动态态显示原原理43 系系统设计计的任务务与方案案论证773.1 设计计任务773.2 设计计方案论论证73.2.1 显示单单元模块块的选择择73.2.2 主控制制器的选选择83.2.3 点阵数数据存
3、储储方式的的选择993.2.4 系统总总体结构构及原理理分析1113.2.5 工作原原理分析析124 硬硬件电路路设计1134.1 LEED控制制卡电路路设计1134.1.1 列驱动动电路设设计1444.1.2 行驱动动电路设设计1554.2 时钟钟模块电电路设计计164.3 温度度驱动电电路设计计164.4 MAAX2332串行行通信电电路设计计174.5 系统统电源及及通信电电缆的选选择1884.5.1 对于LEED显示示屏的电电源要求求184.5.2 开关电电源在LLED屏屏应用中中的优势势195 系系统软件件设计1195.1 上位位机软件件设计1195.2 汉字字字模的的提取方方法21
4、15.3 上位位机与单单片机通通信协议议225.4 下位位机软件件设计2235.5 中断断数据处处理2556 测测试结果果与分析析256.1 上位位机软件件测试2256.2 汉字字移动测测试2666.3结结果分析析267 总总结266参考文献献28致谢299附录A LEED显示示屏控制制卡原理理图300附录B LEED显示示屏控制制卡PCCB电路路图311附录C VBB上位机机界面332附录D 本设设计显示示效果图图片322附录E 程序序清单333LED显显示屏控控制器的的设计与与实现摘 要本设计是是以STCC12CC5A600S2单单片机作作为核心心控制器器件，外围存存储芯片片实现汉汉字编码
5、码的存储储，可以实实现中英英文字符符和动态态显示，并并且可以以通过级级连的方方式来扩扩展显示示屏的尺尺寸，增增加显示示内容。本本设计采采用Viisuaal BBasiic 66.0编编写上位位机，上位机机与下位位机采用用RS-2322通信标标准来实实现。上上位机向向下位机机发送控控制命令令和需要要存储的的汉字编编码，下下位机接接收数据据并处理理上位机机发送过过来的控控制命令令以及显显示编码码。由LLED控控制卡驱驱动322*644点阵屏屏显示，利用人眼的滞留现象，达到能够实时修改显示内容的目的。关键词上位机；LEDD显示屏屏控制卡卡；322*64单色色点阵屏屏；时钟钟芯片The Dessign
6、n annd IImpllemeentaatioon oof LLED Dissplaay CConttrolllerrAbsttracctThiss deesiggn iis bbaseed oon SSTC112C55A600S2 miccroccompputeer aas tthe corre cconttroll deevicce ,to achhievvethhe sstorragee off thhe CChinnesee chharaacteer ccodiing thrrouggh eexteernaal mmemoory chiips. Thhe ffuncctioon oo
7、f tthe sysstemm caan bbe aachiieveed iin EEngllishh chharaacteers andd dyynammic dissplaay oor ccan be connnecctedd inn caascaade mannnerr too exxpannd tthe sizze aand thee coonteent of dissplaay,. prrepaarattionn off PCC prrogrrammmed by Vissuall Baasicc 6.0, thee coommuuniccatiion staandaard bettw
8、eeen tthe PC andd thhe mmicrrocoompuuterris RS-2322.Thee prrepaarattionn off PCC seendcommmannds andd Chhineese chaaraccterr coodinng tthatt neeedss too bee sttoreed tto MMCU, thhe nnextt crrew proocessses coommaandss anndthhe ddataa thhat wass seent froom pprepparaatioon oof PPC aand dissplaay ccod
9、iing, 322 * 64 dott maatriix ddispplayy drriveen bby tthe LEDD diispllay conntrool ccardd. AAchiieviing thee puurpoose of dissplaay cconttentts ccan be moddifiied in timme tthrooughh huumann eyye pphennomeenonn。KeywworddsHostt coompuuterr;LEED ddispplayy coontrrol carrd;332*64 monnochhromme ddot mat
10、trixx sccreeen;CClocck cchipp1 前言言1.1 LEDD电子显显示屏概概述LED电电子显示示屏（LLighht EEmitttinng DDiodde PPaneel）是是由几百百至几十万万个半导导体发光光二极管管构成的的像素点点，按矩矩阵均匀匀排列组组成。利利用不同同的半导导体材料料可以制制造不同同色彩的的LEDD像素点点1。目前前应用最最广的是是红色、绿绿色、黄黄色。而而蓝色和和纯绿色色LEDD的开发发已经达达到了实实用阶段段。LEED显示示屏是一一种通过过控制半半导体发发光二极极管的亮亮度的方方式，来来显示文文字、图图形、图图像、动动画、行行情、视视频、录录像
11、信号号等各种种信息的的显示屏屏幕22。LED显显示屏分分为图文文显示屏屏和条幅幅显示屏屏，均由由LEDD矩阵块块组成。图图文显示示屏可与与计算机机同步显显示汉字字、英文文文本和和图形；而条幅幅显示屏屏则适用用于小容容量的字字符信息息显示。LLED显显示屏因因为其像像素单元元是主动动发光的的，具有有亮度高高，视角角广、工工作电压压低、功功耗小、寿寿命长、耐耐冲击和和性能稳稳定等优优点33。因因而被广广泛应用用于车站站、码头头、机场场、商场场、医院院、宾馆馆、银行行、证券券市场、建建筑市场场、拍卖卖行、工工业企业业管理和和其它公公共场所所。LEDD显示屏屏的发展展前景极极为广阔阔，目前前正朝着着更
12、高亮亮度、更更高气候候耐受性性、更高高的发光光密度、更更高的发发光均匀匀性，可可靠性、全全色化方方向发展展4。 本文主要要研究一一种基于于STCC12CC5A600S2单单片机的的LEDD点阵屏屏的控制制系统，显显示面板板为单色色32*64点阵阵屏，控制卡卡上集成了了温度传传感器和和时钟模模块，可可以独立立显示时时间和温度。并并且有按按键可以以直接在在下位机机上调整整时间与与显示速速度,与上位位机采用用RS-2322通信的的方式,控制更加加简便。1.2LLED电电子显示示屏的分分类(1)、按颜色色分类：单基色色显示屏屏:单一一颜色（红红色或绿绿色）。双双基色显显示屏：红和绿绿双基色色，2556
13、级灰灰度、可可以显示示655536种种颜色。全彩色显示屏：红、绿、蓝三基色，256级灰度的全彩色显示屏可以显示一千六百多万种颜色。(2)、按显示示器件分分类：LEDD数码显显示屏：显示器器件为77段码数数码管，适适于制作作时钟屏屏、利率率屏等，显显示数字字的电子子显示屏屏。LEED点阵阵图文显显示屏：显示器器件是由由许多均均匀排列列的发光光二极管管组成的的点阵显显示模块块，适于于播放文文字、图图像信息息。(3)、按使用用场合分分类：室内显显示屏：发光点点较小，一一般3mmm-8mmm，显示示面积一一般零点点几至十十几平方方米。室室外显示示屏：面面积一般般几十平平方米至至几百平平方米，亮亮度高，
14、可可在阳光光下工作作，具有有防风、防防雨、防防水功能能。(4)、按发光光点直径径分类：室内屏屏：33mm、3.775mmm、5mmm。室外屏屏：110mmm、122mm、16mmm、19mmm、21mmm、26mmm。室外屏屏发光的的基本单单元为发发光筒，发发光筒的的原理是是将一组组红、绿绿、蓝发发光二极极管封在在一个塑塑料筒内内共同发发光增强强亮度5。1.3LLED显显示屏市市场前景景LED全全彩显示示屏，是是20世世纪900年代在在全球迅迅速发展展起来的的新型信信息显示示媒体。它它利用发发光二极极管构成成的点阵阵模块或或像素单元元组成大大面积显显示屏幕幕，结合合了微电电子技术术、光学学技术
15、、计计算机技技术、信信息处理理等现代代高新技技术，以以其可靠靠性高、使使用寿命命长、环环境适应应能力强强、性价价比合理理、使用用成本低低等特点点迅速成成为大型型平板显显示的主主流产品品，以其其明显优优越于背背投、等等离子、液液晶显示示及电视视屏幕的的性能而而在信息息显示领领域得到到了广泛泛的应用用，如体体育场馆馆、大型型展览馆馆、市政政广场、演演唱会、车车站、机机场等场场所6。尤其是是以其高高亮度，大大面积显显示而让让更多人人在户外外也感受受到信息息时代的的来临。显显示信息息无处不在。据据业内专专家预测测，今后后几年全全球各类类LEDD显示屏屏需求每每年均达达到几十十亿美元元，且还还在逐年年递
16、增。国国际大都都市如纽纽约、巴巴黎、伦伦敦都普普遍使用用大型LLED全全彩显示示屏作为为信息传传播、广广告宣传传的新型型载体。在在中国，随随着经济济的飞速速发展，各类场场馆的兴兴建和市市政工程程改造项项目的兴兴起，国国内市场场LEDD显示屏需需求增长长率更是是高达330以以上。按按每年330%的的增长速速度，LEDD显示屏屏的市场场规模将将会不断断的壮大大，由于于LEDD产品具具有性能能稳定、寿寿命较长长、功耗耗较小以以及价格格低廉等等优势，因因此在各各种实际际应用中中具有较较强的市市场竞争争力，市市场前景景十分广广阔。2 LEED显示示原理的的分析2.1LLED点点阵模块块结构八十年代代以来
17、出出现了组组合型LLED点点阵显示示器模块块，以发发光二极极管为像像素，它它用高亮亮度发光光二极管管芯阵列列组合后后，环氧氧树脂和和塑模封封装而成成7。这种种一体化化封装的的点阵LLED模模块，具具有高亮亮度、引引脚少、视视角大、寿寿命长、耐耐湿、耐耐冷热、耐耐腐蚀等等特点。LLED点点阵规模模常见的的有44、448、557、558、888、116116等等等。根据像素素颜色的的数目可可分为单单色、双双基色、三三基色等等。像素素颜色不不同，所所显示的的文字、图像等内容的颜色也不同。单色点阵只能显示固定色彩如红、绿、黄等单色，双基色和三基色点阵显示内容的颜色由像素内不同颜色发光二极管点亮组合方式
18、决定，如红绿都亮时可显示黄色，如果按照脉冲方式控制二极管的点亮时间，则可实现256或更高级灰度显示，即可实现真彩色显示8。本系统所所使用的的888单色LLED点点阵显示示器的内内部电路路结构和和外形规格如如图2.1所示示，其它型型号点阵阵的结构构与引脚脚可试验验获得。图2.11888单色LEED模块块内部电电路LED点点阵显示示器单块块使用时时，既可可代替数数码管显显示数字字，也可可显示各各种中西西文字及及符号。如5x7点阵显示器用于显示西文字母，58点阵显示器用于显示中西文，8x8点阵可以用于显示简单的中文文字，也可用于简单图形显示。用多块点阵显示器组合则可构成大屏幕显示器，但这类大屏幕显示
19、方法常通过PC机或单片机控制驱动。2.2 LEDD动态显显示原理理LED点点阵显示示系统中中各模块块的显示示方式:有静态态和动态态显示两两种。静静态显示示原理简简单、控控制方便便，但硬硬件接线线复杂，在在实际应应用中一一般采用用动态显显示方式式，动态态显示采采用扫描描的方式式工作，由由峰值较较大的窄窄脉冲电电压驱动动，从上上到下逐逐次不断断地对显显示屏的的各行进进行选通通，同时时又向各各列送出出表示图图形或文文字信息息的列数数据信号号，反复复循环以以上操作作，就可可以显示各各种图形形或文字字信息。点阵式LLED汉汉字广告告屏绝大大部分是是采用动动态扫描描显示方方式，这这种显示示方式巧巧妙地利利
20、用了人人眼的视视觉暂留留特性。将将连续的的几帧画画面高速速的循环环显示，只只要帧速速率高于于24帧帧/秒，人人眼看起起来就是是一个完完整的，相相对静止止的画面面9。最典典型的例例子就是是电影放放映机。在在电子领领域中，因因为这种种动态扫扫描显示示方式极极大的缩缩减了发发光单元元的信号号线数量量，便于于PBCC的布局局难度促促进工厂厂批量生生产，因因此在LLED显显示技术术中被广广泛使用用。以888点阵模模块为例例，说明明一下其其使用方方法及控控制过程程。红色色水平线线Y0、Y1Y77叫做行行线，接接内部发发光二极极管的阳阳极，每每一行88个LEED的阳阳极都接接在本行行的行线线上。相相邻两行行
21、线间绝绝缘。同同样，红红色竖直直线X00、X11XX7叫做做列线，接接内部每每列8个个LEDD的阴极极，相邻邻两列线线间绝缘缘。在这种形形式的LLED点点阵模块块中，若若在某行行线上施施加高电电平（用用“1”表表示），在在某列线线上施加加低电平平（用“00”表示示）。则则行线和和列线的的交叉点点处的LLED就就会有电电流流过过而发光光。比如如，Y77为1，XX0为00,则右右下角的的LEDD点亮。再再如Y00为1，XX0到XX7均为为0，则则最上面面一行88个LEED全点点亮。现描述一一下用动动态扫描描显示的的方式，显显示字符符“9”的过过程。其其过程如如图2.2所示示。图2.22 用动动态扫
22、描描显示字字符9的过程程假设X,Y为两两个8位位宽的字字节型数数据，XX的每位位对应LLED模模块的88根列线线X7-X0，同同样Y的的每位对对应LEED模块块的8根根行线YY7-YY0。在在这个示示例中，YY叫行扫扫描线，行行扫描线线在每个个时刻只只有一根根线为“11”即有有效行选选通电平平，X叫叫列数据据线，其其内容就就是点阵阵化的字字模数据据的体现现。下面面用伪代代码描述述动态显显示的过过程。（1）Y=00x011,X=0xFFF,如图 2.22第一行行；（2）Y=00x1CC,X=00x022,如图 2.22第二行行；（3）Y=00x222,X=0x004,如图 2.22第三行行；（4
23、）Y=00x222,X=0x008,如图 2.22第四行行；（5）Y=00x1EE,X=0x110,如图 2.22第五行行；（6）Y=00x011,X=0x220,如图 2.22第六行行；（7）Y=00x044,X=0x004,如图 2.22第七行行；（8）Y=00x388,X=0x880,如图 2.22第八行行；（9）跳到第第（1）步步循环。如果高速速地进行行（1）到到（9）的的循环，且且两个步步骤间的的间隔时时间小于于1/224秒，由由于视觉觉暂留。LLED显显示屏上上将呈现现出一个个完整的的“9”字符。这这就是动动态扫描描的原理理。只不不过实际际运用的的时候，列列线和行行线通常常不止88
24、位，还还要根据据列线和和行线的的数量来来决定是是用行线线或列线线来做扫扫描线。例例如06601条条屏（每每行6个个汉字，共共1行），行行线有116根，列列线有996根10。如果果用列线线来做扫扫描线，则则每列LLED在在每966次循环环扫描中中只可能能亮一次次，则其其发光视视觉平均均亮度为为直流亮亮度的11/966。如果果用行线线来做扫扫描线，则则每166次循环环，每行行LEDD就能亮亮一次，其其发光视视觉平均均亮度为为直流情情况下的的1/116。可可见，用用行线做做扫描线线，因为为其发光光周期的的占空比比较大，其其视觉亮亮度是用用列线做做扫描线线的6倍倍。因而而发光效效率比前前者高。在实际运
25、运用的时时候，还还要在每每两帧之之间加上上合适的的延时，以以使人眼眼能清晰晰的看见见发光。在在帧切换换的时候候还要加加入余辉辉消除处处理。比比如先将将扫描线线全部设设置为无无效电平平，送下下一行的的列数据据后再选选通扫描描线，避避免出现现尾影。3 系统统设计的任务与方方案论证证3.1 设计任任务本设计的的任务要要求完成成可以控控制兼容容T122和T008显示示屏单元元板并可可扩展显显示单元元数目的的单色动动态调幅幅屏(1)、显示区区域：单单色显示示6432点点;(2)、通过上上位机修修改显示示内容，按按键可改改变显示示内容;(3)、能存储储1616点点阵汉字字不少于于64个个。3.2设设计方案
26、案论证3.2.1显示示单元模模块的选选择LED显显示屏显显示一个个简单的的汉字，至至少需要要一个166*16点阵阵单元来构构成，根根据发光光点直径径的大小小分为33.755mm和和5mmm的LEED点阵阵模块。方案一：3.775mmm的小型型发光二二极管组组成的88*8的的点阵模模块，发发光亮度度不足，电电流过大大时易烧烧坏，远远距离观观看视觉觉效果模模糊一般般把3.75mmm的屏屏作为室室内屏使使用。方案二：5mmm直径组成成的8*8点阵阵模块，在在同样的的距离内内5mmm直径的的发光二二极管组组成的88*8的的点阵模模块所发发出的亮亮度值大约是是3.775mmm单元模模块的一一倍，清清晰程
27、度度也高于于3.775mmm的单元元模块。因此为了了在较远远距离处处获得清清晰的视视觉效果果，本设设计选择择方案二二，采用用32个888点点阵单元元，像素素直径55mm的的LEDD模块拼拼接成332*64的LLED显显示屏。这这样每个个88汉字能能够获得得1616cm的显显示尺寸寸，因此此在500米处仍仍能清晰晰阅读。而而本设计计使用是是一块完完整的332*64的的点阵屏屏，能同同时显示示8个汉汉字。3.2.2主控控制器的的选择随着广告告屏显示示内容的的多媒体体化，对对控制器器传输速速度，运运算能力力的要求求越来越越高。从从单片机机，到FFPGAA，直到到现在的的ARMM处理器器。控制制器的种
28、种类也在在不断发发展以适适应市场场需求,不同功功能档次次的广告告屏对应应着不同同的处理理器。方案一：以单片机机（STTC122C5A600S2高高速单片片机）为为控制器器的LEED显示示屏。SSTC112C5560SS2单片片机是传传统的880511单片机机的升级级版，外外部时钟钟频率可可达到880MHHZ、660K的的FLAASH存存储器、112800字节的的ROMM和100位A/D转换换，拥有有P4口口适合需需要多个个I/OO的设计计系统。其内部部资源对对于点阵阵单元模模块确定定的条屏屏LEDD显示屏屏，无论论从存储储容量还还是单片片机的执执行速度度都能很很好的适适用单元元点阵模块块确定的
29、LLED显显示屏方案二：以FPPGA（复复杂可编编程逻辑辑门阵列列）为控控制器的的LEDD显示屏屏。FPPGA以以高速、并并行著称称。是近近年来新新兴的可可编程逻逻辑器件件。用他他作为LLED显显示屏的的控制器器，能够够高速的的处理色色阶PWWM信号号、高速速的完成成动态扫扫描逻辑辑、高速速的完成成字符移移动算法法。因此此被运用用于双基基色、三三基色的的显示系系统。但但是其成成本较高高，开发发难度较较大。方案三：以ARRM（332位RRISCC架构高高性能微微处理器器）为控控制器的的LEDD显示屏屏。ARRM有着着极高的的指令效效率，极极高的时时钟频率率。因此此其运算算能力非非常强大大，内部部
30、资源也也十分丰丰富，极极大的简简化了硬硬件设计计的难度度，缩短短了开发发周期。在在条屏的的运用中中，能用用ARMM来实现现花样繁繁多的显显示方式式，以及及高色阶阶，多像像素的全全彩屏驱驱动。AARM与与FPGGA的组组合更是是功能强强大，除除了海量量存储技技术，无无线更新新技术外外，还能能实时地地显示视视频信号号。因此此，以AARM为为控制器器的显示示屏常为为视频全全彩屏。经过上面面方案的的比较最最终确定定选择方案案一，选用用STCC12CC5A600S2单单片机作作为本次次设计的的核心控控制器，其内部部资源丰丰富、成成本比较较低廉各各项功能均能能满足本本设计的的要求。3.2.3点阵阵数据存存
31、储方式式的选择择目前使用用最广泛泛的技术术是，通通过上位位机软件件将待显显示的字字符串转转换为对对应的点点阵字模模数据，通通过烧写写的方式式将这些些字模数数据按一一定的顺顺序编址址后存储储在E22PROOM中。在在条屏显显示的过过程中按按规定的的方式取取出E22PROOM中的的字模数数据进行行处理。对对于一个个16*16点点阵的汉汉字字模模数据，需需要连续续32字字节的EE2PROOM空间间来存储储。照此此计算，若若有2556个需需要显示示的字符符，则至至少需要要32BB2556=881922字节（88KB）的的E2PROOM存储储空间。通通常的单单片机内内部没有有集成这这么大容容量的EE2P
32、ROOM。因因此需要要在单片片机外部部扩展大大容量的的E2PROOM。方案一：选用FFLASSH存储储器来存存储上位位机发送送过来的的汉字编编码，FFLASSH存储储器种类类多样，其其中最为为常用的的为NOOR型和和NANND型FFLASSH。通通常NOOR型比比较适合合存储程程序代码码，其随随机读写写速度快快，容量量一般较较小，且且价格较较高，一一般只能能整块读读写数据据，随机机存取能能力差。它它们对数数据的存存取不是是使用线线性地址址映射，而而是通过过寄存器器的操作作串行存存取数据据。FLLASHH存储器器的擦除除过程相相对费时时，且擦擦除流程程相对复复杂。方案二：选用AAT244C644
33、存储器器来存储储汉字编编码，AAT244C644采用的的是I2C总线接接口方式式，I2C总线是是一种用用于ICC器件之之间连接接的二线线制总线线。连接接总线的的器件的的输出必必须是集集电极或或漏极开开路，以以具有线线“与”功能。II2C总线的的数据传传送速率率在标准准工作方方式下为为1000kbiit/ss，在快快速方式式下，最最高传送送速率可可达4000kbbit/s。它它通过SSDA（串串行数据据线）及及SCLL（串行行时钟线线）两根根线和连连在总线线上的上上位机进进行通信信，并根根据地址址识别每每个器件件。采用用I2C总线标标准的单单片机或或IC器件件，其内内部不仅仅有I2C接口电电路，
34、而而且将内内部各单单元电路路按功能能划分为为若干相相对独立立的模块块，通过过软件寻寻址实现现片选，减减少了器器件片选选线的连连接。CCPU不不仅能通通过指令令将某个个功能单单元电路路挂靠或或摘离总总线，还还可对该该单元的的工作状状况进行行检测，从从而实现现对硬件件系统既既简单又又灵活的的扩展与与控制。由于本设设计的任任务是需需要存储储汉字不不少于664个，采采用FLLASHH芯片来来存储汉汉字编码码，其操操作复杂杂、成本本太高，不不适合在在本次设设计中采采用FLLASHH芯片，因因此本设设计采用用方案二二来存储储上位机机发送过过来的汉汉字编码码并用寻址读取取数据。3.2.4系统统总体结结构及原
35、原理分析析通过对各各种方案案的比较较与分析析，初步步构建硬硬件系统统框图如如图3.1所示示。图3.11LEDD显示屏屏系统框图图在图3.1中，X0、X1Xn为显示单元。整个显示单元由一个32*64点阵的LED模块和一个32位宽的移位锁存器（串行并行转换器）构成。所有显示单元的16根行线均连接到公共的行扫描驱动电路。而每个显示单元的列数据则由16位移位锁存器并行输出口提供。中央微处理器MCU负责与所有外围设备的协调通信，以及各种算法的处理。MCU通用I/O口来驱动行扫描驱动电路。通用I/O口模拟同步串行接口以实现和列数据锁存器（移位锁存器）之间的单向通信。3.2.5工作作原理分分析单片机上上电复
36、位位后，先先从外部部存储器器E2PROOM读取取上次存存储在内内部的显显示模式式，在332*64单单色屏中中上半屏屏存储时时间、温温度等数数据。下下半屏存存储的是是上位机机要传输输过来的的数据。进进入下载载模式后后从上位位机传送送来的数数据经过过MAXX2322串口存存放到单单片机内内部的扩扩展数据据存储区区，在AT244C644存储区区中开辟辟1922字节（115366位）动动态显示示缓冲区区Dissplaay_BBufffer和和32字字节的字字模数据据缓存区区Temmp_BBufffer,两个缓缓存区编编址连续续。Diispllay_Buffferr中的一一位与LLED的的一个点点阵一一
37、一对应。遵遵循结构构化的程程序设计计思路,把单片片机在显显示模式式时所有工工作量分分为以下下三个任任务：(1)、扫描显显示任务务：扫描描显示任任务负责责把Diispllay_Buffferr中的数数据依次次发送到到列驱动动器744HC5595，并并按严格格的时序序高电平平选通十十六根行行扫描线线（Y00Y115），使使每一列列数据对对应着一一个行线线状态。(2)、移动处处理任务务：移动动处理任任务负责责完成显显示字符符逐点阵阵向左移移动的算算法处理理，这是是最基本本的显示示效果。其其它大部部分显示示效果如如：左移六六字暂停停，全屏屏定格显显示等都都是以逐逐位左移移为基础础。对显显示字符符的移动
38、动，实质质上是对对显示缓缓冲区DDispplayy_Buuffeer内数数据的移移动。该算法是是将Diispllay_Buffferr和Teemp_Buffferr中的数数据首尾尾相接地地左移一一位，并并不断把把Temmp_BBufffer移移入Diispllay_Bufffe。(3)、字符更更新任务务：在单单片机的的xdaata区区开辟了了32字字节的字字模数据据缓存区区Temmp_BBufffer。该该缓存区区与Diispllay_Buffferr编址连连续。当当调用字字符更新新任务时时，程序序从E22PROOM内码码区指定定位置读读取相邻邻两字节节的汉字字内码数数据。并并通过一一定的算算
39、法，把把上位机机发送的的汉字编编码转换换成标准准的GBB23112汉字字编码。单单片机通通过I2C接口，向向E2PROOM发送送读命令令和地址址，单片片机连续续读取322字节的的全角汉汉字字模模数据或或16字字节的AASCIII半角角字模数数据。这这些字模模数据就就存储在在32字字节的字字模数据据缓存区区中。字字模数据据缓存区区Temmp_BBufffer中中的数据据可通过过调用移移动处理理任务而而逐位转转移至动动态显示示缓冲区区Dissplaay_BBufffer中中，这样样在LEED 显显示屏上上就显示示我们所所需要的的内容。4 硬件件电路设设计4.1LLED控控制卡电电路设计计LED点点
40、阵屏控控制卡是是整个LLED显显示屏的的核心控控制器件件，它集集成了SSTC112C55A600S2主主控芯片片、时钟钟芯片、温温度传感感器、存存储芯片片、串口转转换电路路为一体体的控制制器，它它是控制制点阵屏屏的核心心部分，各项功功能的实实现必须须经过控控制卡的的控制。通过LED控制卡来驱动32*64显示屏上面的行，列选通芯片，把十六进制汉字编码送74HC595显示。 本系统设计的控制卡接有标准的T08接口和T12接口，也适合其它型号的点阵屏使用本控制卡，因此控制卡的设计非常重要。图4.1为核心控制器件与标准的接口，其他各个部分控制电路(见附录A)图4.11 控制制卡原理理图4.1.1列驱动
41、动电路设设计本设计中中32*64点阵阵屏的列驱驱动电路路由166片串联联的8位位移位锁锁存器774HCC5955构成，如如下图44.2所示，通通过第一一片串行行数据输输出脚（SSQ）接接入第二二片的数数据输入入端,再从第第二片的的数据输输出脚接接入第三三片5995的114（SSI）脚脚数据输输入端，这这样通过过多片级级联就可可以控制制多个点点阵屏模块的的列选，再再加上时时钟线（CCLK），输出锁存数据线（RST），多块595级联时也只要控制这三个控制端口我们就可以控制32*64点阵屏的列选号的输出。74HCC5955在5VV供电的的时候能能够达到到30MMHz的的时钟速速度，每每个并行行输出端
42、端口均能能承受220mAA的灌电电流和拉拉电流。这个特点保证了不用增加额外的扩流电路即可轻松的驱动LED。它输入端允许500nS的上升（下降）时间,对严重畸形的时钟脉冲仍能检测。这样就可以容纳较大的传输线对地电容,使本设计的抗干扰能力增强。由于LEED显示示屏的工工作电流流时刻在在变化，造造成了系系统电压压的波动动。这种种电压波波动有高高频成分分，也有有低频成成分。轻轻则对周周围无线线电环境境造成电电磁污染染，重则则使系统统时钟紊紊乱，逻逻辑错误误。为避避免此问问题，在在每个774HCC5955的电源源VCCC和GNND旁边边都并联联了两个个电容，用用于滤波波和退耦耦。稳定定系统电电压，旁旁路
43、掉电电源中的的高频脉脉动成份份。消除除自激，减减小对外外杂散电电磁辐射射，提高高EMII电磁兼兼容性。图4.22两片744HC5595级级联图4.1.2行驱动电路路设计32*664点阵阵屏共用用16片片1388级联，通通过总线线驱动芯芯片744HC2445驱动动行/列列信号，从从总线上上的低44位输出出的行号号经两片片1388级联后后形成44/166线译码码器后生生成166条行选选信号，具体电路如图4.3 所示。再经过驱动管驱动对应的行线。一条线上要带动32列的LED灯同时发光时，按每一LED器件15mA电流计算，32个LED同时发光时，需要480mA的电流，选用三极管8550作为驱动管可以满
44、足要求。74HCC1388为3线线8线线译码器器，其工工作原理理为：当当一个选选通端（G1）为高电平，另外两个选通端G2A和G2B为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在至对应的输出端以低电平译出，当数据超过位之后，电平拉高后可对数据操作。两片级联后的138电路如下：图4.33 两片片74HHC1338级联联电路图图4.2 时钟模模块电路路设计DS13302是是美国DDALLLAS公公司推出出的一种种高性能能、低功功耗、带带RAMM的实时时时钟电电路，它它可以对对年、月月、日、周周日、时时、分、秒秒进行计计时，具具有闰年年补偿功功能，工工作电压压为2.5V5.55V。采采用三线线接口
45、与与CPUU进行同同步通信信，并可可采用突突发方式式一次传传送多个个字节的的时钟信信号或RRAM数数据。DDS13302内内部有一一个3118的的用于临临时性存存放数据据的RAAM寄存存器。DDS13302是是DS112022的升级级产品，与与DS112022兼容，但但增加了了主电源源/后背背电源双双电源引引脚，同同时提供供了对后后背电源源进行涓涓细电流流充电的的能力，可可以对时时间进行行不掉电电保存。图4.4为时钟模块块电路：图4.44 DSS13002时钟钟电路图图4.3温温度驱动动电路设设计Dalllas半半导体公公司的数数字化温温度传感感器DSS18220是世世界上第第一片支支持“一线
46、总总线差为为 22C 。现场场温度直直”接口口的温度度传感器器。一线线总线独独特而且且经济的的特点，使使用户可可轻松地地组建传传感器网网络，为为测量系系统的构构建引入入全新概概念。现现在新一一代的“DDS18820”体积更小、更经济、更灵活。DS18B20支持“一线总线”接口，测量范围-55C+125C，在-10+85C范围内,精度为0.5C。DS1822的精度较接以“一线总线”的数字方式传输，见图4.5所示这种方式大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。本设计通过不断采集DS18B20的I/O口输出的数据送入显示函数实时更新
47、采集过来的温度然后送LED显示屏显示。图4.55 温度度采集电路路4.4 MAXX2322串行通通信电路路设计要使上位位机能对对条屏进进行参数数设置，显显示内容容更新等等操作，就就离不开开和上位位机的通通信。有有并行和和串行两两种通信信方式，为为了节约约传输线线成本。本本设计采采用RSS-2332C串串行通信信方式。如图4.6所示的P3.0与P3.1口接入单片机的数据输入端和数据输出端，通过LED灯的闪烁判断数据是否已传输到下位机。RS-2232CC是由美美国电子子工业协协会（EEIA）正正式公布布的，在在异步串串行通信信中应用用最广泛泛的标准准总线。现现在，计计算机上上的串行行通信端端口（RRS-2232CC）是标标准配置置端口，已经得到广泛应用，计算机上一般都有12个标准RS-232C串口，即通道COM1和COM211。RS-2232CC规定最最大的负负载电容容为25500ppF，这这个电容容限制了了传输距距离和传传输速率率，由于于RS-2322C的发发送器和和接收