基于ARM的大型LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘　要: 介紹一種基于ARM的大型LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)使用ARM芯片內(nèi)部的DMA控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和控制，節(jié)省了處理器取指和譯指時(shí)間，從而能夠在連續(xù)的讀寫操作中完成數(shù)據(jù)的傳輸，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群托省?br />
大型LED 顯示系統(tǒng)是隨著計(jì)算機(jī)及相關(guān)微電子、光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展而形成的一種電子廣告媒體，它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元組成大面積顯示屏幕，主要用于顯示字符、圖像等信息。它采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有: 耗電少、壽命長(zhǎng)、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。隨著LED材料技術(shù)和工藝的提升,大型LED顯示系統(tǒng)以突出的優(yōu)勢(shì)成為平板顯示的主流產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用在如證券交易，機(jī)場(chǎng)航班,港口，車站等場(chǎng)合，在信息顯示領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理

大型LED顯示系統(tǒng)一般分為顯示驅(qū)動(dòng)模塊和主控板兩部分。

1.1　顯示模塊

大型LED顯示系統(tǒng)是利用人眼視覺特點(diǎn)采用逐行掃描和列驅(qū)動(dòng)方式以節(jié)省硬件開支，本系統(tǒng)采用1 /16逐行掃描方式，所以整個(gè)顯示屏被分為16 行同名行，顯示模塊原理圖如圖1所示。

顯示模塊原理圖

圖1　顯示模塊原理圖。

每個(gè)顯示模塊為1個(gè)64 ×32的小點(diǎn)陣屏，分為兩部分，上下各16 行，每部分有8 組列數(shù)據(jù)鎖存器。上下兩部分復(fù)用1個(gè)4～16譯碼器U3，選通驅(qū)動(dòng)1 /16逐行掃描顯示，并需要16組列驅(qū)動(dòng)鎖存器鎖存列顯示數(shù)據(jù)。采用并行總線數(shù)據(jù)傳輸方式時(shí),需要1個(gè)4～16譯碼器U2選通使能列鎖存器。在點(diǎn)陣數(shù)據(jù)刷新時(shí)，需要使用兩級(jí)鎖存器鎖存列顯示數(shù)據(jù)，否則會(huì)出現(xiàn)顯示拖尾現(xiàn)象。本次正在顯示的數(shù)據(jù)存在第二級(jí)鎖存器中，主控板對(duì)屏端第一級(jí)鎖存器寫下一行要顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行列數(shù)據(jù)刷新，當(dāng)下一行要顯示的數(shù)據(jù)傳輸完畢后，一起鎖存到第二級(jí)鎖存器輸出并選通驅(qū)動(dòng)下一行顯示。采用并行總線方式下二級(jí)鎖存器仍比數(shù)據(jù)串行傳輸再轉(zhuǎn)成并行輸出的方案經(jīng)濟(jì)。

顯示模塊與模塊之間橫向級(jí)聯(lián)時(shí)，運(yùn)用錯(cuò)位級(jí)聯(lián)的思想，使其具有良好的通用性和可嵌入性。選通線每到一級(jí)時(shí)就會(huì)錯(cuò)位一次并傳到下一級(jí)，總是使第一根選通線BLK_EN0作第一級(jí)列鎖存器譯碼器的使能控制線，n根選通線就能依次選通n級(jí)橫向級(jí)聯(lián)模塊，這樣就可以用相同的顯示模塊任意組合成橫向級(jí)聯(lián)的條屏。

運(yùn)用錯(cuò)位級(jí)聯(lián)思想，使橫向級(jí)聯(lián)的顯示模塊上的第一級(jí)鎖存器的譯碼器U2 能夠依次選通，該譯碼器又能依次選通第一級(jí)列數(shù)據(jù)鎖存器，這樣橫向級(jí)聯(lián)屏上的第一級(jí)列數(shù)據(jù)鎖存器就能看成一段連續(xù)的存儲(chǔ)單元，這是使用DMA 并行數(shù)據(jù)傳輸控制的基礎(chǔ)。