新穎藍牙技術的LED點陣屏設計（二）

2. 3. 2 接口電路

　　字庫芯片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） 為串行數據輸出，5（ SI） 為串行數據輸入，6（ SCLK） 為串行時鐘。

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

　　圖6 單片機與字庫芯片的連接圖。

　　2. 4 LED 點陣屏與單片機的連接

　　點陣屏選擇的是市場上應用最為廣泛的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，進行的掃描方式是1 /4 掃，控制方法簡便，有利于優(yōu)化軟件設計，采用點陣單元可以根據需要進行拼湊，靈活性強。LED 點陣屏與單片機的連接如圖7 所示。其中，OE（ P1. 3） 為使能信號，連接74HC138，用于亮度控制，也可用于顯示屏消隱。只要調整它的占空比就可以控制亮度的變化。ABCD 為行掃描信號，A 是最低位，如果ABCD信號全用上，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） 信號就可以了。當行控制信號出現異常時，將會出現顯示錯位、高亮或圖像重疊等現象。

　　CLK（ P1. 0） 為移位脈沖，每一個脈沖將數據移入或移出一位。當時鐘信號有異常時，會使整板顯示雜亂無章。STB（ P1. 1） 是鎖存信號，將移位寄存器內的數據鎖存并將其數據內容通過驅動電路點亮LED顯示出來。RI（ P1. 2） 是顯示數據的輸入端。

　　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、藍牙模塊和字庫模塊工作，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 工作電壓時功耗是10 W） ，可根據所要求的LED 顯示屏的面積選擇開關電源的功率。常用的開關電源，配合雙MOS 管輸出以及加強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C8051F410 作為MCU，外圍電路包括藍牙模塊、字庫芯片、LED 點陣屏和電源模塊，系統(tǒng)電路原理如圖8 所示。

　　圖8 系統(tǒng)原理圖。

3 系統(tǒng)軟件設計

　　單片機的初始化包括： ①時鐘初始化，選擇片內24.5MHz 內部時鐘。②引腳配置： 配置P0. 0 ~ P0. 2 為SPI 接口（3 線） ，與字庫芯片通信； 配置P0. 4 和P0. 5 為串口，與藍牙模塊實現通訊； 配置P1. 0 ~ P1. 3、P2. 0 和P2. 1 為數字I /O，實現對顯示屏的控制。

　　③中斷、定時器/計數器和FLASH 相關寄存器初始化。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)將主動讀取FLASH 指定地址范圍內的數據，并將數據（ Unicode 字符集） 轉換得到與Unicode 數據對應的GB2312字符集代碼在字庫芯片的地址碼，然后將該地址碼送給字庫芯片提取該地址所對應的GB2312 字符集，再將GB2312 字符集代碼通過字庫芯片轉化提取相對應的16* 16 點陣代碼，通過SPI 口將代碼送給單片機，進而單片機將點陣代碼送給點陣屏并控制點陣屏將數據顯示出來。

　　正常工作狀態(tài)下，當手機藍牙與系統(tǒng)藍牙模塊發(fā)生配對時，手機只有輸入正確的PIN 碼后，才可成功配對，配對成功后，若手機采用記事本軟件通過藍牙發(fā)送數據，藍牙模塊將接收數據并通過串口發(fā)送出去，這時單片機接收數據，如果識別到有效數據的開始位為標志位“#”，那么系統(tǒng)將認為該命令是控制命令，即控制LED 顯示的亮度、速度、移動方向。控制命令的格式自主定義。例如“#35 左”，意思為：“#”為控制標志位，“3”控制亮度（ 控制范圍為0 - 9，數值越大亮度越高） ，“5”控制速度（ 控制范圍0 - 9，數字越大速度越慢） ，“左”為方向控制位（ 左為移動方向向左移，右代表向右移，上表示向上移，下為向下移） 。如果有效數據的開始位不為“#”，那么將默認此次數據為LED 要顯示的新內容，系統(tǒng)將把數據按順序存入指定的FLASH 地址范圍內，待復位后新數據將顯示于屏幕上。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置好“喂狗”參數。

　　4 結束語

　　系統(tǒng)實現了通過手機更新顯示屏顯示內容的目的，方便又快捷。經過一批用戶的使用，顯示性能和控制性能均較為穩(wěn)定。但是，在實際使用過程中也遇到了尚未解決的問題： ①有部分手機不支持Unicode 字符集格式。②本設計僅限于智能機通過記事本編輯顯示數據的傳送，而不同手機采用的記事本編輯軟件不盡兼容，本設計是基于Nokia 手機軟件設計的。