編輯：新雨 [ 2011-4-7 9:09:35 ] 文章來源：LED大屏網(wǎng)
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led顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計
led顯示屏控制電路。為了提高數(shù)據(jù)輸出效率，采用Ramtron公司的帶SPI功能模塊的VRS51L3074單片機(jī)。VRS51L3074的時鐘頻率為40 M-Hz，指令周期短，處理速度快，效率高；工作電壓在3．3 V左右，但是可以兼容5 V。SST25VF016B是一款具有SPI接口的8引腳串行Flash。7 4LSl64為移位寄存器。
1、 VRS51L3074的SPI功能模塊
VRS51L3074的SPI時鐘頻率可以在SysClk／2～SysClk／1024范圍內(nèi)調(diào)整，SPI時鐘頻率最高可以達(dá)到20MHz。當(dāng)VRS51L3074作為SPI主機(jī)時，可以對SPI運行控制、配置和狀態(tài)監(jiān)控以及其他的一些工作環(huán)境進(jìn)行設(shè)置。
配置寄存器SPICONFIG：主要對片選信號控制模式、SPI中斷進(jìn)行設(shè)置。
狀態(tài)寄存器SPISTATUS：主要用于對SPI運行狀態(tài)的監(jiān)控。
傳輸字長寄存器SPISIZE：設(shè)置傳輸字長，本文設(shè)置為16位，即每次輸出16位數(shù)據(jù)。
控制寄存器SPICTRL：對SPI時鐘速率、時鐘相位／極性、片選信號，以及SPI時鐘頻率進(jìn)行設(shè)置。
數(shù)據(jù)寄存器SPIRXTX0～SPIRXTX3：用于對SPI接口32位收發(fā)緩沖器的訪問，對數(shù)據(jù)寄存器執(zhí)行寫操作是將數(shù)據(jù)送入發(fā)送緩沖器中，對數(shù)據(jù)寄存器執(zhí)行讀操作是從接收緩沖器中取出收到的數(shù)據(jù)。SPI接口的發(fā)送和接收緩沖器都采用雙緩沖結(jié)構(gòu)，從硬件上減少數(shù)據(jù)沖突并提高數(shù)據(jù)傳輸效率。在主模式下對SPIRXTX0寄存器執(zhí)行寫入操作將啟動SPI傳輸。當(dāng)傳輸字各行長大于8時，應(yīng)最后向SPIRXTX0寄存器寫入。
向串行Flash輸入控制信號和數(shù)據(jù)地址后，啟動串行Flash傳輸數(shù)據(jù)，在SPI時鐘驅(qū)動下輸出顯示數(shù)據(jù)，并且可以用單片機(jī)模擬串行Flash時鐘信號控制任意位數(shù)據(jù)輸出。
2、 數(shù)據(jù)選擇控制電路
led顯示屏控制系統(tǒng)如圖3所示，VRS51L3074單片機(jī)內(nèi)部自帶精確的40 MHz振蕩器，不需要外部晶振電路提供系統(tǒng)時鐘。數(shù)據(jù)顯示采用內(nèi)存為16 Mb的SST25VF016B。雙RAM技術(shù)輸出顯示數(shù)據(jù)的時候，是將兩塊RAM中相同地址的兩個數(shù)據(jù)同時輸出，所以，將兩塊RAM的顯示數(shù)據(jù)存放在一塊串行存儲器中時，偶地址單元應(yīng)存儲RAM0的數(shù)據(jù)，奇地址單元存儲RAMl的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸出時每次輸出16位數(shù)據(jù)。串行存儲器和單片機(jī)的工作電壓都在3．3 V左右，但是VRS51L3074可以兼容5V，簡化了控制電路。控制信號和顯示數(shù)據(jù)在輸出到寄存器74LS164和顯示屏的時候，需要用74LVC07進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。
控制系統(tǒng)控制顯示數(shù)據(jù)輸出的流程為：
①將掃描線行地址通過P2端口的低4位送給led顯示屏。
②通過顯示數(shù)據(jù)在顯示區(qū)域中的位置，計算顯示數(shù)據(jù)在存儲器中的地址，并計算出數(shù)據(jù)選擇的位數(shù)i。
③通過單片機(jī)P3．0口模擬移位脈沖，輸出到串行Flash時鐘信號，移位脈沖數(shù)由數(shù)據(jù)選擇位數(shù)i決定。使輸出數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯位，正確地選擇輸出顯示數(shù)據(jù)。
④啟動SPI讀取顯示數(shù)據(jù)，SPI傳輸字長設(shè)置為16位。模擬脈沖已經(jīng)輸出到串行Flash使數(shù)據(jù)產(chǎn)生了錯位，輸出16位數(shù)據(jù)[Di，Di+1，…，D7，…，D15，D0，…，Di-1]，輸出到顯示屏的數(shù)據(jù)[D8+i，…，D15，D0，…，Di-1]在高8位，經(jīng)過移位剛好可以存放在移位寄存器中。每行第一個數(shù)據(jù)輸出后，此行各列數(shù)據(jù)都直接輸出。
⑤16位數(shù)據(jù)輸出完畢后，通過P3.1腳產(chǎn)生一個SCK脈沖，將移位寄存器74LSl64中的數(shù)據(jù)輸出移入到單元板的串行移位寄存器74HC595中。
⑥重復(fù)第④至⑤步，直到一行數(shù)據(jù)全部輸出完畢后，由P3．2產(chǎn)生一個RCK脈沖，讀取的一行數(shù)據(jù)將輸出顯示，然后掃描線下移一行。
⑦重復(fù)第①至⑥步。
此電路有這樣幾個特點：顯示數(shù)據(jù)從串行Flash輸出后，不經(jīng)單片機(jī)的處理，直接以DMA方式輸出到移位寄存器74LSl64，同時實現(xiàn)串并轉(zhuǎn)換，既節(jié)省數(shù)據(jù)處理時間，又提高顯示效率。在每場數(shù)據(jù)輸出之前，通過信息在顯示區(qū)域中的地址計算數(shù)據(jù)選擇位數(shù)i，并通過P3．O端口模擬i個脈沖輸出到串行Flash，移出i位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯位，使輸出顯示的數(shù)據(jù)在16位輸出數(shù)據(jù)的高8位，可以直接存放在移位寄存器中，輸出到顯示屏。以后同行各列的顯示數(shù)據(jù)輸出時，無需再進(jìn)行數(shù)據(jù)選擇位的判斷，直接將顯示數(shù)據(jù)從存儲器中輸出到顯示屏。
存儲器效率分析如表1所列。
由表1可知，采用雙RAM技術(shù)輸出顯示大大提高了存儲器效率，降低了顯示數(shù)據(jù)存儲器的占用。當(dāng)顯示信息量較大時，動態(tài)數(shù)據(jù)組織使用的存儲器比較多、利用率低，而采用雙RAM技術(shù)正好解決了這個問題。一塊RAM(靜態(tài)顯示時)的存儲器效率是100％，雙RAM的效率是50％。當(dāng)有N塊RAM時，效率為(N-1)／N。
針對圖3所示控制電路，按照數(shù)據(jù)輸出控制流程編寫了程序代碼。隨機(jī)顯示一屏信息，顯示數(shù)據(jù)已按順序存儲在串行Flash中。
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