LED大屏幕輸出電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)

圖4 　加、減法模式下的數(shù)據(jù)組織與顯示

4 本方式使用時(shí)的注意事項(xiàng)

本方式使用時(shí)要注意計(jì)數(shù)器及RAM 芯片的讀寫速度必須與SPSCK 相匹配。SPI 方式的速率比較高，電路各器件讀取速度越高，數(shù)據(jù)出錯(cuò)的幾率就會(huì)越小。

此外還有其他一些原因也會(huì)引起讀數(shù)據(jù)時(shí)的錯(cuò)誤。如軟件編寫不當(dāng)導(dǎo)致數(shù)據(jù)地址超出RAM空間，電路設(shè)計(jì)未重視計(jì)數(shù)器高速工作時(shí)發(fā)熱對(duì)周邊器件與布線帶來(lái)的影響等。

使用SPSCK 信號(hào)讀取外部?jī)?chǔ)存器時(shí)，同樣會(huì)產(chǎn)生SPI 主、從模式下的溢出錯(cuò)誤，即連續(xù)傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)， 后一個(gè)數(shù)據(jù)覆蓋了前一個(gè)數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的錯(cuò)誤。這種錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因是從器件的傳輸標(biāo)志SPIF從相對(duì)于主器件的傳輸標(biāo)志SPIF主有一定的滯后，在主器件連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致從器件的傳輸標(biāo)志和主器件下一個(gè)數(shù)據(jù)的傳輸標(biāo)志相重疊，而利用SPSCK 觸發(fā)計(jì)數(shù)器使地址遞加讀取數(shù)據(jù)，第一個(gè)收到的數(shù)據(jù)也會(huì)被覆蓋。

這種傳輸錯(cuò)誤可以用軟、硬件的方法進(jìn)行改進(jìn)。在本文的設(shè)計(jì)中，后期在軟件編寫上采用了如下解決方法：先啟動(dòng)SPI 模式，再進(jìn)入計(jì)數(shù)器讀并行RAM ,浪費(fèi)一個(gè)時(shí)序。或是在RAM 中存入數(shù)據(jù)時(shí)，全部存到它后一位的地址單元上，再用SPI 方式產(chǎn)生的脈沖去讀RAM ,就可得到正確的數(shù)據(jù)。

理論上本文方式可使顯示數(shù)據(jù)的輸出速度高至fOSC的1/ 4 ,但實(shí)際運(yùn)用時(shí)卻受到了RAM、鎖存器等輸出電路器件的參數(shù)限制。SPSCK 的速率設(shè)定要根據(jù)所選擇RAM 的參數(shù)確定，即要滿足RAM 最小的地址有效時(shí)間與數(shù)據(jù)有效時(shí)間的要求。

圖5 　主、從SPIF 時(shí)序下的數(shù)據(jù)溢出錯(cuò)誤

5 結(jié) 語(yǔ)

在LED大屏幕的顯示過程中，讀取數(shù)據(jù)頻繁，且隨著顯示面積的增加與色彩變化的豐富，對(duì)數(shù)據(jù)輸出速度的要求越來(lái)越高。普通方式讀取一個(gè)字節(jié)的RAM 數(shù)據(jù)，至少需要兩個(gè)機(jī)器周期，即24 T (時(shí)鐘周期)。而使用SPI 方式，數(shù)據(jù)的輸出速度由SPSCK(最高可設(shè)置為f OSC的1/ 4) 決定，而普通方式讀RAM 的速度只有1/ 24 f OSC ,即在SPI 模式下，此LED大屏幕電路的數(shù)據(jù)輸出速度最大可提高6 倍。通過此方法對(duì)輸出電路進(jìn)行改造，可極大地使原有控制系統(tǒng)滿足數(shù)據(jù)高速輸出的要求。本文給出的例子雖是基于LED大屏幕應(yīng)用的，但在LCD 或是其他對(duì)數(shù)據(jù)有高速輸出要求的系統(tǒng)中，同樣具有借鑒運(yùn)用意義。