基于单片机的LED显示系统设计

引 言　　

最近，笔者在某工厂大型生产线上现场总线的物流呼叫系统项目中发现，由于所需要显示的信息流比较大，用现有的AT89C51芯片组成的 显示屏控制系统，由于受到微处理器的处理速度、体系架构、寻址范围、外围接口资源等诸多限制，已难以在要求显示较多像素、显示内容帧频较高、动态显示效果复杂的情况下，得到良好的动态视觉效果。针对以上情况，在利用现有资源的基础上，重新和研制了一种全新的，由32位高性能ARM微处理器组成的显示屏控制图1系统的硬件结构框图系统，并通过RS485接口与现场总线中的上位机进行实时数据通信，实现整个系统的信息显示。

1 系统硬件结构　　

该系统的硬件组成框图如图1所示。图1中,微处理器是AtmeEL公司生产的AT91M42800A，它采用ARM7TDMI内核

的高性能32位RISC架构的处理器,有着丰富的外围接口资源。AT91M42800A有2个USART外围接口，系统用USART0口和MAX485组成485接口电路，具体的接口电路如图2所示。AT91M42800A还有2个SPI口，每个SPI口有4根片选信号，通过片选均可以支持外接15个设备。该系统的做法是将2个SPI口分别接到列驱动电路和行驱动电路上，并利用各自的2个片选信号CS0和CS1完成驱动电路的信号锁存和允许输出控制，SPI的CLK输出作为驱动电路的时钟信号输入，工作频率为4 MHz。　　

SRAM接口电路由2块HY57V641620芯片并联组成，HY57V641620是Hynix公司生产的4 Banks×1M×16位的SDRAM芯片,单片HY57V641620存储容量为4组×16 M位（8 MB），支持自动刷新，16位数据宽度。为充分发挥32位CPU的数据处理能力，系统用2块8 ns的HY57V641620组成32位SDRAM存储器系统。Flash存储器接口电路由1块HY29LV160芯片组成。HY57V641620是Flash存储器芯片，单片存储容量为16 M图2485接口电路、A6B595和A6276级联电路原理图位(2 MB)，8/16位数据宽度，本系统采用16位数据宽度的工作方式。具体的电路连接可参阅参考文献[1]。　　

行驱动电路由Allegro公司的36片A6B595级联组成，显示屏背面每行数据线由串入并出移位寄存器A6B595级联而成，A6B595片内集成有MOS管构成的驱动器，发光二极管足够驱动发光。列驱动电路由Allegro公司的24片A6276级联组成，A6276是16位带锁存的串入并出移位驱动芯片。A6B595和A6276级联时引脚和联接方法如图2所示，电路都较为简单（其中带端口框标的为AT91M42800A的相应引脚）。其他详细的性能资料，请查阅Atmel和Allegro公司的相关产品文档[2，3]。AT91M42800A的SPI口均采用16位串行输出工作方式，利用32位ARM处理器的高速性能，能够充分提高数据传输速度。　

图1系统的硬件结构框图