采用S3C44B0X的大型LED顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1．2 主控電路與LED屏的接口設(shè)計(jì)

本顯示系統(tǒng)選用基于ARM7TDMI內(nèi)核并帶有內(nèi)部DMA控制器的S3C44BOX作主控制器，使其工作在ARM狀態(tài)，并使用16位總線。由于把LED屏虛擬的視為一段連續(xù)的存儲(chǔ)單元，故為其分配地址空間0x2000000～Ox4000000。

主控電路與LED屏接口應(yīng)能實(shí)現(xiàn)以下功能：

◆選通任意位置的顯示模塊及該模塊上的第一級(jí)列數(shù)據(jù)鎖存器。將該位置要顯示的點(diǎn)陣碼準(zhǔn)確鎖存，并能在第一級(jí)列數(shù)據(jù)鎖存器數(shù)據(jù)刷新后，將刷新數(shù)據(jù)鎖存到第二級(jí)列數(shù)據(jù)鎖存器并輸出。

◆能控制選通驅(qū)動(dòng)16行同名行中的一行進(jìn)行逐行掃描顯示。

◆實(shí)現(xiàn)主控芯片3．3 V到LED屏5V的邏輯電平轉(zhuǎn)換。

主控板與LED屏接口電路原理圖如圖2所示。



一個(gè)大型LED屏的結(jié)構(gòu)可分為縱向級(jí)聯(lián)和橫向級(jí)聯(lián)，這種結(jié)構(gòu)類似于一個(gè)三維數(shù)組。假設(shè)一個(gè)三維數(shù)組LED[i][j][k]，其中：

i=0，1，2,…，m 表示LED屏縱向級(jí)聯(lián)級(jí)的序號(hào)。

j=0，1，2,…，n 表示LED屏橫向級(jí)聯(lián)級(jí)的序號(hào)。

k=O，1，2,…，16 表示顯示模塊上16個(gè)第一級(jí)列數(shù)據(jù)鎖存器的序號(hào)。

由于系統(tǒng)使用16位并行總線數(shù)據(jù)傳輸方式，并將LED屏視為一段連續(xù)的存儲(chǔ)單元，故使用A[4：1]作顯示模塊上選通第一級(jí)列數(shù)據(jù)鎖存器譯碼器(圖1中U2)的譯碼輸入，即為三維數(shù)組的k變量；使用A[8：5]作選通橫向級(jí)聯(lián)顯示模塊的譯碼器(圖2中U7)譯碼輸入，即為三維數(shù)組的j變量；由于LED屏要具有良好的靈活性，又由于采用DMA傳輸數(shù)據(jù)要求點(diǎn)陣碼存放順序的技術(shù)要求，縱向級(jí)聯(lián)級(jí)選通不滿足使用地址總線譯碼選通的條件，所以使用S3C44BOX的PG[2：0]作縱向級(jí)聯(lián)級(jí)選通譯碼器的譯碼輸入，即三維數(shù)組的i變量。

由于地址和數(shù)據(jù)總線上的狀態(tài)不斷變化，所以在對(duì)LED屏進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)，地址和數(shù)據(jù)信號(hào)應(yīng)進(jìn)行鎖存，主控板上分別使用U2、U3和U4鎖存對(duì)LED寫(xiě)操作時(shí)的地址和數(shù)據(jù)總線的狀態(tài)。LED屏分配首址為Ox2000000，當(dāng)對(duì)其進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)，S3C44BOX的nGCSl和nWE腳會(huì)出現(xiàn)可編程控制時(shí)延的有效低電平。nGCSl經(jīng)一個(gè)非門(mén)作U2、U3和U4的鎖存使能控制信號(hào)，保證僅在對(duì)LED屏訪問(wèn)時(shí)，地址和數(shù)據(jù)總線上的信號(hào)才被鎖存。nWE經(jīng)一個(gè)非門(mén)作屏端第一級(jí)列數(shù)據(jù)鎖存器(圖1中U3～U19)的鎖存使能控制信號(hào)，保證只有當(dāng)刷新數(shù)據(jù)穩(wěn)定出現(xiàn)在列數(shù)據(jù)鎖存其輸入端時(shí)才被鎖存。S3C44BOX的PCI0作所有屏端第二級(jí)鎖存器(圖1中U20～U35)的鎖存使能控制信號(hào)線；S3C44BOX的PC[3：O]作16行驅(qū)動(dòng)譯碼器(圖1中U1)的譯碼輸入。由于數(shù)據(jù)傳輸時(shí)只需要主控板對(duì)LED屏輸出控制，不需要信號(hào)反饋，所以接口電路采用廉價(jià)的5V供電的HCT電路芯片方案，就可滿足主控芯片3.3V到LED屏5V的邏輯電平轉(zhuǎn)換。

在DMA傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，更關(guān)心的是DMA的寫(xiě)操作，時(shí)序如圖3所示。t1時(shí)刻DMA寫(xiě)操作開(kāi)始，地址和數(shù)據(jù)總線上出現(xiàn)LED屏相應(yīng)位置的地址和刷新數(shù)據(jù)；t2時(shí)刻nGCS1引腳出現(xiàn)有效低電平，地址和數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)被鎖存到U2～U4并輸出；t3時(shí)刻nWE引腳出現(xiàn)有效低電平，U2～U4的輸出數(shù)據(jù)被鎖存到屏端第一級(jí)列數(shù)據(jù)鎖存器并輸出。這樣主控制器就完成了一次列數(shù)據(jù)的刷新。