基于移動(dòng)數(shù)據(jù)的LED顯示屏設(shè)計(jì)與仿真

摘 要： 提出了一種基于移動(dòng)數(shù)據(jù)的LED顯示系統(tǒng)。在MCU的控制下，使用GSM無(wú)線(xiàn)模塊TC35I接收合法用戶(hù)通過(guò)短消息發(fā)送的顯示信息，并按要求的方式在LED屏幕上顯示出來(lái)，解決了傳統(tǒng)LED顯示屏使用有線(xiàn)傳輸?shù)牟槐阈詥?wèn)題。系統(tǒng)在Proteus軟件中進(jìn)行了模擬仿真調(diào)試，并制作出實(shí)物，取得了良好效果。
　LED電子顯示屏幕作為一種信息顯示設(shè)備，主要用于播放廣告、新聞、通知、天氣預(yù)報(bào)、時(shí)間、股票信息、航班信息、售票信息等，在站牌、交通路口、公交車(chē)、售票大廳、營(yíng)業(yè)大廳、等候大廳、證券公司、機(jī)場(chǎng)、體育、氣象、交通控制等場(chǎng)所得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　但是，傳統(tǒng)的LED顯示屏使用有線(xiàn)通信方式傳輸數(shù)據(jù)，受到地域和布線(xiàn)的嚴(yán)重限制。如果有大量的LED顯示屏同時(shí)工作，為L(zhǎng)ED顯示屏傳輸更新的數(shù)據(jù)就成為很麻煩的事，并且在沒(méi)有其他附加控制設(shè)備的情況下，LED顯示屏的管理部門(mén)也無(wú)法監(jiān)控LED顯示屏的實(shí)際運(yùn)行情況。

　　基于移動(dòng)數(shù)據(jù)的LED顯示屏使用目前覆蓋范圍最廣、最穩(wěn)定的GSM/GPRS/CDMA/小靈通網(wǎng)絡(luò)，在任何有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方都可實(shí)時(shí)方便地通過(guò)短消息方式更新LED顯示屏的內(nèi)容，有效解決了LED顯示屏數(shù)據(jù)更新麻煩、無(wú)法監(jiān)控的困難，減輕了管理部門(mén)的工作負(fù)擔(dān)。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展及LED顯示屏幕應(yīng)用范圍的進(jìn)一步推廣，此種基于移動(dòng)數(shù)據(jù)的LED顯示屏幕具有較大應(yīng)用價(jià)值。

　　1 系統(tǒng)構(gòu)成及原理

　　此種基于移動(dòng)數(shù)據(jù)的LED顯示屏幕系統(tǒng)由GSM無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊、MCU(單片機(jī))、LED驅(qū)動(dòng)電路、LED顯示屏幕四部分組成。原理框圖如圖1所示。

　　系統(tǒng)的控制中心為MCU(單片機(jī))，本設(shè)計(jì)使用ATMEL公司的AT89C51芯片，它通過(guò)串口控制GSM無(wú)線(xiàn)模塊收發(fā)移動(dòng)數(shù)據(jù)，并控制LED驅(qū)動(dòng)電路及顯示屏幕將需要顯示的內(nèi)容用適當(dāng)?shù)姆绞斤@示出來(lái)。GSM無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊使用西門(mén)子公司的TC35I，配一張市面上常見(jiàn)的普通SIM卡，負(fù)責(zé)接收合法用戶(hù)通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)過(guò)來(lái)的顯示內(nèi)容，并將LED顯示屏的狀態(tài)數(shù)據(jù)通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)回傳給用戶(hù)。LED驅(qū)動(dòng)電路及顯示屏幕與傳統(tǒng)方式基本相同[1，2]，采用具有“16 PIN 08接口”的LED單元板，可拼接成需要的屏幕尺寸。

　　使用時(shí)，用戶(hù)只需將希望在LED屏幕上顯示的內(nèi)容在手機(jī)或電腦上按短信格式編輯好，然后像普通短信一樣發(fā)送給插在TC35I模塊中的SIM卡所對(duì)應(yīng)的號(hào)碼。帶SIM卡的TC35I模塊接收到發(fā)來(lái)的短信后，首先檢查短信的發(fā)送者是否為合法用戶(hù)。若不是合法用戶(hù)，TC35I丟棄該短信；若是合法用戶(hù)，則取出要顯示的內(nèi)容，并按要求的方式控制LED屏幕將信息顯示出來(lái)。同時(shí)，TC35I可將LED屏幕的狀態(tài)數(shù)據(jù)以短信格式發(fā)送給合法用戶(hù)。如此，利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了顯示內(nèi)容及狀態(tài)數(shù)據(jù)的雙向?qū)崟r(shí)傳輸。

　　考慮到簡(jiǎn)便性，本文以一塊32×64點(diǎn)陣的LED單元板顯示16×16點(diǎn)陣的漢字為例說(shuō)明系統(tǒng)原理。至于更大尺寸的LED屏幕，只要將類(lèi)似的多塊LED單元板通過(guò)“16 PIN 08接口”依次級(jí)聯(lián)即可。

　　2 硬件實(shí)現(xiàn)

　　2.1 TC35I模塊與單片機(jī)的硬件接口電路

　　本系統(tǒng)中移動(dòng)數(shù)據(jù)的收發(fā)都依靠TC35I模塊進(jìn)行。TC35I模塊集射頻電路和基帶處理于一體，可工作在GSM 900 MHz和DCS 1 800 MHz兩個(gè)頻段，使用RS232串口與MCU(單片機(jī))連接，其RS232數(shù)據(jù)接口符合GSM07.05和GSM07.07規(guī)范，使用標(biāo)準(zhǔn)的AT命令集。模塊通過(guò)50 Ω的天線(xiàn)連接器連接天線(xiàn)，還通過(guò)40引腳的ZIF連接器實(shí)現(xiàn)電源和SIM卡支架的連接，以及指令、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音信號(hào)及控制信號(hào)的雙向傳輸[3]。

　　圖2顯示了單片機(jī)和TC35I接口的關(guān)鍵部分。

　　需要注意，系統(tǒng)加電后，為使TC35I進(jìn)入工作狀態(tài)，必須給IGT引腳加一延時(shí)大于100 ms的低脈沖，并且電平下降持續(xù)時(shí)間不可超過(guò)1 ms。啟動(dòng)后，IGT應(yīng)保持高電平(3.3 V)。驅(qū)動(dòng)IGT時(shí)，TC35I供電電壓不能低于3.3 V，否則TC35I不能激活。另外，ZIF連接座的SIMPRES引腳用來(lái)檢測(cè)SIM卡是否插好，如果連接正確，則SIMPRES引腳輸出高電平，否則為低電平。