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1、引言
　　以往的LED 異步控制器只能把一個屏幕作為一個完整的區(qū)域來進(jìn)行顯示， 或者簡單的加上時間區(qū)域或游走字幕區(qū)域，這樣對于用戶來講往往缺乏足夠的靈活性， 尤其在屏幕較大的時候。針對以上情況， 本文提出了一款基于32 位高性能ARM處理器和uc/OS- II 的設(shè)計方案。它充分利用了uc/OS-II 高效的多任務(wù)管理功能和ARM處理器強(qiáng)大的運算能力， 實現(xiàn)了單屏幕多窗口的任意位置顯示， 使得顯示內(nèi)容變得更加豐富， 顯示方式變得更加靈活。
　　2、LED控制系統(tǒng)的工作原理
　　典型的LED 異步控制系統(tǒng)主要由PC 應(yīng)用軟件、通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、掃描控制模塊、驅(qū)動模塊和LED 屏幾部分組成，如圖1 所示。

　　掃描控制模塊由CPLD 和顯存組成。顯存為一片SRAM， 它用于保存當(dāng)前顯示的一幀點陣信息。CPLD 通過地址總線和16位數(shù)據(jù)總線與MCU 相連， 它把從MCU 接收到的16 位數(shù)據(jù)按指定地址寫入顯存， 然后再按一定的尋址方式從顯存中讀出點陣信息進(jìn)行掃描。MCU 只能通過CPLD 對顯存進(jìn)行以字(2byte)為單位的寫操作。通信模塊包括以太網(wǎng)模塊和串口通信模塊， 用于實現(xiàn)PC 與控制器之間的RS232、RS485 以及工業(yè)以太網(wǎng)通信。
　　4、控制器軟件部分的設(shè)計
　　為了實現(xiàn)單屏幕、多窗口任意位置的顯示， 軟件部分我們基于uc/OS- II 進(jìn)行設(shè)計， 這樣可以充分利用操作系統(tǒng)高效的任務(wù)調(diào)度算法， 將每個窗口的顯示都交由單個任務(wù)來完成， 從而極大地提高系統(tǒng)的運行速度和可靠性， 并且使得程序的開發(fā)和擴(kuò)展變得更加方便。
　　在進(jìn)行具體的程序設(shè)計之前， 首先要確定數(shù)據(jù)的組織方案。
　　因為好的數(shù)據(jù)組織方案， 對于程序編寫來說往往可以達(dá)到事半功倍的效果。
　　4.1 顯存的數(shù)據(jù)組織方案:
　　對于雙色屏， 一個像素點需要紅、綠兩位數(shù)據(jù)來描述。為了便于處理， 我們將橫向連續(xù)的8 個像素點組成一個字(2byte)來進(jìn)行存儲， 其中一個字節(jié)為紅數(shù)據(jù)， 一個字節(jié)為綠數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲順序為從左到右， 從上到下。如圖3 所示， 假如屏幕寬度為160 個像素點， 顯存起始地址為0x83000000， 則屏幕第一行的前8 個像素點映射到顯存中地址為0x83000000 和0x83000001 的兩個字節(jié)， 第二行的前8 個像素點映射到顯存中地址為0x83000028 和0x83000029 的兩個字節(jié)， 依此類推。

　　由于窗口大小可以任意設(shè)置， 窗口的位置可以任意擺放。
　　所以對于單個窗口而言， 它在顯存中的映射可能并非是字(2byte)對齊的。以圖4 為例， 在一個大小為160(寬)×96(高)的屏幕上開設(shè)一個左上角坐標(biāo)為(20，16)， 大小為86×47 的窗口， 則此窗口第一行的前4 個像素點在顯存中的映射為地址是0x83000282 和0x83000283 的兩個字節(jié)的低4 位， 所以這個窗口在顯存中的映射并不是字對齊的。由于MCU 只能以字(2byte)為單位對顯存進(jìn)行操作， 所以PC 軟件在對該窗口進(jìn)行點陣信息轉(zhuǎn)換時， 如果直接對區(qū)域1 (窗口的實際大小)進(jìn)行轉(zhuǎn)換存儲，則在對該窗口進(jìn)行特技處理時會存在大量的位運算， 這樣會大大降低運算效率， 從而影響特技效果的顯示， 這樣就很難滿足用戶對特技顯示效果的要求。

下面是任務(wù)TaskControl 的程序演示:
 
　　void TaskControl(void *pdata){
　　uint8 taskNum;
　　pdata=pdata;
　　RESET:
　　reset=0; //reset 標(biāo)志清零
　　for(taskNum=3;taskNum<18;taskNum++){ // 刪除原先建立的窗口任務(wù)
　　OSTaskDEL(taskNum); // 窗口顯示任務(wù)優(yōu)先級從3 開始}// 最多允許設(shè)置16 個窗口
　　taskNum=flashReadWord(AREA_NUM_ADDR);// 從FLASH中讀取屏幕窗口個數(shù)
　　if(taskNum>0) // 根據(jù)窗口數(shù)建立窗口顯示任務(wù)
　　OSTaskCreate(task0，(void*)0，&task0Stk[TaskStkLength- 1]，3);
　　if(taskNum>1)
　　OSTaskCreate(task1，(void*)0，&task1Stk[TaskStkLength- 1]，4);
　　...
　　while(1){if(reset) goto RESET; //reset 標(biāo)志為1， 程序復(fù)位
　　OSTimeDlyHMSM(0，0，1，0);}
　　}
　　窗口顯示任務(wù)用于實現(xiàn)各窗口內(nèi)容的顯示。它根據(jù)各窗口顯示方式的不同在其相應(yīng)area 區(qū)域中進(jìn)行下一幀數(shù)據(jù)的運算，然后調(diào)用areaToScreen()和screenToCpld()進(jìn)行顯示。在完成一幀數(shù)據(jù)的顯示后， 調(diào)用一次OSTimeDlyHMSM()使當(dāng)前任務(wù)進(jìn)入等待狀態(tài)同時進(jìn)行一次任務(wù)調(diào)度， 將系統(tǒng)控制權(quán)交給處于就緒狀態(tài)的窗口顯示任務(wù)中優(yōu)先級最高的那個， 由此完成窗口顯示任務(wù)之間的切換。我們也可以通過調(diào)整OSTimeDlyHMSM()的參數(shù)來改變各窗口相臨兩幀顯示信息之間的時間間隔， 從而可調(diào)整各窗口特技顯示的效果， 比如移動顯示的移動速度。下面是其中一個窗口顯示任務(wù)的程序演示:
　　void Task0(void *pdata){
　　pdata=pdata;窗口參數(shù)初始化;while(1){uint16 i;
　　for(i=0;i< 總幀數(shù);i++){下一幀數(shù)據(jù)的運算; // 在area 區(qū)域中進(jìn)行
　　areaToScreen(); // 將數(shù)據(jù)從area 讀出寫入screen
　　screenToCpld(); // 將screen 中相應(yīng)數(shù)據(jù)寫入顯存完成一幀數(shù)據(jù)的顯示OSTimeDlyHMSM(0，0，0，displaySpeed*20); // 任務(wù)調(diào)度
　　}
　　}
　　}
　　5 結(jié)束語
　　 實現(xiàn)了單屏幕多窗口的任意位置顯示。使得屏幕顯示變得更加豐富靈活， 也使得很多以往只能使用同步控制器或者多個異步控制器的場合可用單塊異步控制器來替代， 從而降低了系統(tǒng)的成本。
(本文轉(zhuǎn)自電子工程世界：http://www.eeworld.com.cn/LED/2011/1226/article_6127.html)