新穎藍(lán)牙技術(shù)的LED點(diǎn)陣屏設(shè)計(jì)（二）

2. 3. 2 接口電路

　　字庫(kù)芯片GT21L16S2W 的各引腳功能如下： 1、2、5、6 腳是SPI接口，其中： 1（ CS#） 為片選輸入，2 （ SO） 為串行數(shù)據(jù)輸出，5（ SI） 為串行數(shù)據(jù)輸入，6（ SCLK） 為串行時(shí)鐘。

　　7 腳（ HOLD #） 為總線掛起，該信號(hào)可用于在片選信號(hào)有效期間暫停數(shù)據(jù)傳輸。單片機(jī)通過引腳P0. 0 ~ P0.2 以及P1.7 與字庫(kù)芯片進(jìn)行通信，讀取顯示數(shù)據(jù)。HOLD#引腳懸空，Vcc 工作電源為3. 3 V.單片機(jī)與字庫(kù)芯片的連接如圖6 所示。

　　圖6 單片機(jī)與字庫(kù)芯片的連接圖。

　　2. 4 LED 點(diǎn)陣屏與單片機(jī)的連接

　　點(diǎn)陣屏選擇的是市場(chǎng)上應(yīng)用最為廣泛的P10 單紅戶外單元板。該模塊具有高穩(wěn)定性，高亮度，顏色均勻等特點(diǎn)，進(jìn)行的掃描方式是1 /4 掃，控制方法簡(jiǎn)便，有利于優(yōu)化軟件設(shè)計(jì)，采用點(diǎn)陣單元可以根據(jù)需要進(jìn)行拼湊，靈活性強(qiáng)。LED 點(diǎn)陣屏與單片機(jī)的連接如圖7 所示。其中，OE（ P1. 3） 為使能信號(hào)，連接74HC138，用于亮度控制，也可用于顯示屏消隱。只要調(diào)整它的占空比就可以控制亮度的變化。ABCD 為行掃描信號(hào)，A 是最低位，如果ABCD信號(hào)全用上，控制掃描的最大范圍是16 行，1 /4 掃描中只要AB（ P2. 0 和P2. 1） 信號(hào)就可以了。當(dāng)行控制信號(hào)出現(xiàn)異常時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)顯示錯(cuò)位、高亮或圖像重疊等現(xiàn)象。

　　CLK（ P1. 0） 為移位脈沖，每一個(gè)脈沖將數(shù)據(jù)移入或移出一位。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)有異常時(shí)，會(huì)使整板顯示雜亂無(wú)章。STB（ P1. 1） 是鎖存信號(hào)，將移位寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)鎖存并將其數(shù)據(jù)內(nèi)容通過驅(qū)動(dòng)電路點(diǎn)亮LED顯示出來。RI（ P1. 2） 是顯示數(shù)據(jù)的輸入端。

　　2. 5 電源模塊

　　電源模塊由5 V 大功率電源和+ 3. 3 V 小功率穩(wěn)壓電路組成。前者是給LED 屏提供電源，后者是把5V 電壓穩(wěn)壓成3. 3 V后提供給單片機(jī)、藍(lán)牙模塊和字庫(kù)模塊工作，這里選用ASM1117- 3. 3 芯片。市售通用的LED 板輸入額定功率約為190 W/ m2 ，每塊單元板面積是160* 320 mm2 ，最大工作電流約為2 A（ 5 V 工作電壓時(shí)功耗是10 W） ，可根據(jù)所要求的LED 顯示屏的面積選擇開關(guān)電源的功率。常用的開關(guān)電源，配合雙MOS 管輸出以及加強(qiáng)型散熱器和濾波電容線圈，可保障純凈充足的電流輸出。

　　2. 6 系統(tǒng)總體電路

　　本系統(tǒng)以單片機(jī)C8051F410 作為MCU，外圍電路包括藍(lán)牙模塊、字庫(kù)芯片、LED 點(diǎn)陣屏和電源模塊，系統(tǒng)電路原理如圖8 所示。

　　圖8 系統(tǒng)原理圖。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　單片機(jī)的初始化包括： ①時(shí)鐘初始化，選擇片內(nèi)24.5MHz 內(nèi)部時(shí)鐘。②引腳配置： 配置P0. 0 ~ P0. 2 為SPI 接口（3 線） ，與字庫(kù)芯片通信； 配置P0. 4 和P0. 5 為串口，與藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)通訊； 配置P1. 0 ~ P1. 3、P2. 0 和P2. 1 為數(shù)字I /O，實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示屏的控制。

　?、壑袛唷⒍〞r(shí)器/計(jì)數(shù)器和FLASH 相關(guān)寄存器初始化。系統(tǒng)軟件流程如圖9 所示。

　　圖9 系統(tǒng)軟件流程

　　初始化后系統(tǒng)將主動(dòng)讀取FLASH 指定地址范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)（ Unicode 字符集） 轉(zhuǎn)換得到與Unicode 數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的GB2312字符集代碼在字庫(kù)芯片的地址碼，然后將該地址碼送給字庫(kù)芯片提取該地址所對(duì)應(yīng)的GB2312 字符集，再將GB2312 字符集代碼通過字庫(kù)芯片轉(zhuǎn)化提取相對(duì)應(yīng)的16* 16 點(diǎn)陣代碼，通過SPI 口將代碼送給單片機(jī)，進(jìn)而單片機(jī)將點(diǎn)陣代碼送給點(diǎn)陣屏并控制點(diǎn)陣屏將數(shù)據(jù)顯示出來。

　　正常工作狀態(tài)下，當(dāng)手機(jī)藍(lán)牙與系統(tǒng)藍(lán)牙模塊發(fā)生配對(duì)時(shí)，手機(jī)只有輸入正確的PIN 碼后，才可成功配對(duì)，配對(duì)成功后，若手機(jī)采用記事本軟件通過藍(lán)牙發(fā)送數(shù)據(jù)，藍(lán)牙模塊將接收數(shù)據(jù)并通過串口發(fā)送出去，這時(shí)單片機(jī)接收數(shù)據(jù)，如果識(shí)別到有效數(shù)據(jù)的開始位為標(biāo)志位“#”，那么系統(tǒng)將認(rèn)為該命令是控制命令，即控制LED 顯示的亮度、速度、移動(dòng)方向。控制命令的格式自主定義。例如“#35 左”，意思為：“#”為控制標(biāo)志位，“3”控制亮度（ 控制范圍為0 - 9，數(shù)值越大亮度越高） ，“5”控制速度（ 控制范圍0 - 9，數(shù)字越大速度越慢） ，“左”為方向控制位（ 左為移動(dòng)方向向左移，右代表向右移，上表示向上移，下為向下移） 。如果有效數(shù)據(jù)的開始位不為“#”，那么將默認(rèn)此次數(shù)據(jù)為L(zhǎng)ED 要顯示的新內(nèi)容，系統(tǒng)將把數(shù)據(jù)按順序存入指定的FLASH 地址范圍內(nèi)，待復(fù)位后新數(shù)據(jù)將顯示于屏幕上。特別要指出的是，為了保證顯示屏工作的可靠性，要在顯示循環(huán)程序中得合適位置設(shè)置好“喂狗”參數(shù)。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了通過手機(jī)更新顯示屏顯示內(nèi)容的目的，方便又快捷。經(jīng)過一批用戶的使用，顯示性能和控制性能均較為穩(wěn)定。但是，在實(shí)際使用過程中也遇到了尚未解決的問題： ①有部分手機(jī)不支持Unicode 字符集格式。②本設(shè)計(jì)僅限于智能機(jī)通過記事本編輯顯示數(shù)據(jù)的傳送，而不同手機(jī)采用的記事本編輯軟件不盡兼容，本設(shè)計(jì)是基于Nokia 手機(jī)軟件設(shè)計(jì)的。