LED遙控顯示屏電路設(shè)計(jì)—電路圖天天讀（261）

　　隨著計(jì)算機(jī)及相關(guān)的微電子。光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，LED顯示屏以其可靠性高。使用壽命長(zhǎng)。環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。性價(jià)比高的特點(diǎn)，迅速成長(zhǎng)為平板顯示的主流產(chǎn)品。

　　目前大多數(shù)的LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)自帶字庫(kù)，顯示和動(dòng)態(tài)效果（主要是顯示內(nèi)容的滾動(dòng)）的實(shí)現(xiàn)依靠硬件掃描驅(qū)動(dòng)，該方法雖然比較方便，但顯示內(nèi)容不易及時(shí)更新，而且當(dāng)LED顯示屏安裝到戶外時(shí)，不能對(duì)其進(jìn)行有效的控制。室內(nèi)顯示屏通過(guò)數(shù)據(jù)線控制，很不方便。

　 　設(shè)計(jì)圍繞多功能LED顯示屏進(jìn)行，顯示方式有上下左右移動(dòng)，利用PC機(jī)進(jìn)行顯示內(nèi)容的實(shí)時(shí)控制更新。系統(tǒng)使用紅外發(fā)射。接收器構(gòu)成的遙控電路，遙控接收 器通過(guò)對(duì)紅外光接收并識(shí)別，判斷控制操作，來(lái)完成整個(gè)紅外遙控發(fā)射。接收過(guò)程，可以方便地更新顯示內(nèi)容，更換顯示方式，使設(shè)計(jì)更具實(shí)用性和操作控制的方便 性。

　　1 總體設(shè)計(jì)方案

　　LED顯示屏多采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。掃描顯示的原理是基于人眼的視覺(jué)暫留現(xiàn)象，各顯示行（列）輪流顯示，只要刷新頻率不小于24 f/s，人眼感覺(jué)到的將是完整連續(xù)的圖像。

　 　紅外遙控是以紅外線作為載體來(lái)傳送控制信息的，紅外線發(fā)射頭采用紅外發(fā)光二極管，這樣遙控發(fā)射器易于小型化且價(jià)格低廉。采用數(shù)字信號(hào)編碼和二次調(diào)制方 式，不僅可以實(shí)現(xiàn)多路信息的控制，增加遙控功能，提高信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_性，減少誤動(dòng)作，而且功耗低，不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)串?dāng)_，反應(yīng)速度快，傳輸效率高，工作穩(wěn)定 可靠等。單片機(jī)采用STC89C58RD+，儲(chǔ)存數(shù)據(jù)量比STC89C52大，晶振用22.1148 MHz，以提高刷新的頻率使顯示更穩(wěn)定.P0口輸出行信號(hào)經(jīng)74HC154譯碼后，產(chǎn)生行選通信號(hào)送入顯示屏的行進(jìn)行輪流顯示。單片機(jī)P2口與8位移位寄 存器74HC595相連。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

　　1.1 LED顯示屏常規(guī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

　　LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)， 與所用控制系統(tǒng)相配合， 通常分為動(dòng)態(tài)掃描型驅(qū)動(dòng)及靜態(tài)鎖存型驅(qū)動(dòng)二大類(lèi)。以下就動(dòng)態(tài)掃描型驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)為例為進(jìn)行分析：動(dòng)態(tài)掃描型驅(qū)動(dòng)方式是指顯示屏上的4 行、 8 行、 16 行等n 行發(fā)光二極管共用一組列驅(qū)動(dòng)寄存器， 通過(guò)行驅(qū)動(dòng)管的分時(shí)工作， 使得每行L ED 的點(diǎn)亮?xí)r間占總時(shí)間的 1ö n， 只要每行的刷新速率大于 50 Hz， 利用人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)， 人們就可以看到一幅完整的文字或畫(huà)面。

　led顯示屏驅(qū)動(dòng)電路

　　2 硬件電路設(shè)計(jì)

　　2.1 主控與掃描驅(qū)動(dòng)電路

　　主控電路以STC89C58RD+芯片為核心，外接復(fù)位電路。時(shí)鐘電路及串口下載線接口電路（RS 232 通信接口），用于LED 顯示系統(tǒng)和電腦的通信，通信方式為10 位的異步通信，在線下載便于程序更新，有利于系統(tǒng)的維護(hù)。

　　掃描驅(qū)動(dòng)電路由行和列驅(qū)動(dòng)組成.LED 顯示屏一共16行，用一片74HC154對(duì)16行LED 進(jìn)行譯碼選擇，經(jīng)過(guò)TIP127放大并轉(zhuǎn)換成高電平，從而選通行線。

　 　列掃描驅(qū)動(dòng)采用并行數(shù)據(jù)串行傳輸?shù)姆桨福瑪?shù)據(jù)鎖存器用74HC595.64 列用8 塊74HC595 芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)，8 塊74HC595是首尾相連，前面一塊74HC595的移位輸出連接到下一塊74HC595 輸入，第一塊74HC595 的串行數(shù)據(jù)輸入端與單片機(jī)數(shù)據(jù)輸出端相連接，其中前2塊74HC595連接如圖3所示。

　　2.2 紅外收發(fā)遙控電路

　 　紅外發(fā)射接收原理是：發(fā)射端輸入信號(hào)經(jīng)放大后送入紅外發(fā)射管發(fā)射，在接收端，接收管收到紅外信號(hào)后，由放大器放大處理還原成控制信號(hào)。按下某一個(gè)按鍵， 單片機(jī)識(shí)別出該按鍵，同時(shí)單片機(jī)向接有紅外發(fā)射管的端口發(fā)射一定頻率的脈沖。該脈沖與38 kHz左右的載波脈沖進(jìn)行調(diào)制，然后將已調(diào)制的脈沖進(jìn)行緩沖放大，激勵(lì)紅外發(fā)光二極管將電能轉(zhuǎn)化為光能，使得紅外發(fā)光二極管發(fā)射出一定頻率的紅外線。當(dāng)接 收控制系統(tǒng)接收到該紅外光后，由單片機(jī)內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器得到該紅外光的頻率，然后將該頻率送往CPU，由CPU對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解碼，識(shí)別出控制信號(hào)，從而對(duì)控 制電路實(shí)施控制功能，完成整個(gè)遙控功能。

　　系統(tǒng)采用一體化紅外接收頭HS0038，如圖4所示，1 腳GND 接電源地，2 腳VCC 接+5 V，3 腳OUT 為數(shù)據(jù)輸出端（TTL 電平，反相輸出），可直接與單片機(jī)相連。

　　SE303 是紅外發(fā)射二極管，當(dāng)P2.0=1時(shí)，三極管9013 導(dǎo)通，SE303 通電發(fā)射紅外線，實(shí)際上發(fā)射的是頻率為38 kHz的脈沖串。電路連接如圖4所示。

　　3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3.1 總體程序流程設(shè)計(jì)

　　單片機(jī)開(kāi)外部中斷，不斷查詢是否有紅外信號(hào)發(fā)射過(guò)來(lái)，若沒(méi)有接收到信號(hào)，單片機(jī)按照原來(lái)的預(yù)編入內(nèi)容進(jìn)行掃描，送給顯示屏顯示。否則，單片機(jī)接收數(shù)據(jù)，辨認(rèn)顯示方式，接收完畢后，更新顯示內(nèi)容。同理按照這種方式接收PC機(jī)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行更新顯示。總體程序如圖5所示。

　　3.2 LED顯示程序

　　LED 顯示屏的顯示方式有靜止。上下滾屏。左右滾屏等多種方式。其中上下滾屏顯示程序類(lèi)似，左右滾屏顯示程序類(lèi)似，其他多花樣的顯示方式程序都是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改動(dòng)而來(lái)的。

　　3.3 PC機(jī)客戶程序

　　系統(tǒng)的PC 機(jī)客戶程序用Visual Basic 6.0進(jìn)行開(kāi)發(fā)，主要利用其串行通信控件MSComm，其主要流程圖見(jiàn)圖8所示。

　　3.4 紅外遙控程序

　　3.4.1 發(fā)射程序設(shè)計(jì)

　 　因HS0038 的紅外接收頻率為38 kHz，所以載波信號(hào)采用38 kHz方波。載波信號(hào)由子程序產(chǎn)生，方波周期t=26 μs.該程序基于字節(jié)傳輸?shù)募t外遙控?cái)?shù)據(jù)格式，在發(fā)送字節(jié)的開(kāi)始先通過(guò)單片機(jī)發(fā)送20個(gè)脈沖寬度（每個(gè)脈沖周期26 μs）的高電平作為傳輸開(kāi)始，接著發(fā)送8 位數(shù)據(jù)（字節(jié)高位在前，低位在后），最后發(fā)送10 個(gè)脈沖寬度的低電平作為傳輸結(jié)束。其程序流程圖如圖9所示。

　　3.4.2 接收程序設(shè)計(jì)

　 　HS0038 輸出的信號(hào)是解調(diào)后的反向信號(hào)，所以接收到的信號(hào)解碼時(shí)也要經(jīng)過(guò)反向才能與發(fā)送信號(hào)編碼一致。當(dāng)接收到同步幀后，進(jìn)入解碼部分，接收完一幀后，處理收到的 數(shù)據(jù)并進(jìn)入下一次接收。解碼采用軟件抽樣判決，以15個(gè)脈沖為判決門(mén)限，在門(mén)限時(shí)刻讀得低電平時(shí)，即可判定為編碼‘1‘;在門(mén)限時(shí)刻讀得高電平時(shí)，即可判 定為編碼’0‘。解碼一位后，需等到下一位的高電平到來(lái)，再計(jì)數(shù)15 個(gè)脈沖后，判斷讀得的電平是高還是低，進(jìn)行解碼。程序流程如圖10所示。

　　編輯點(diǎn)評(píng)：該L ED 顯示屏恒流驅(qū)動(dòng)電路與原常規(guī)型驅(qū)動(dòng)電路相比, 僅利用較小的改動(dòng)就克服了常規(guī)型驅(qū)動(dòng)電路的缺陷, 確保了較完美的性能, 筆者通過(guò)多塊顯示屏的實(shí)際使用均得到了理想
的顯示效果。
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