基于ATmega32單片機的LED顯示屏的灰度設(shè)計與實現(xiàn)
1 AVR單片機簡介
AVR單片機是增強型內(nèi)置FLASH的RISC(ReducedInstruction Set CPU)精簡指令集高速8位單片機,硬件采用哈佛(Harward)結(jié)構(gòu),達到一個時鐘周期可以執(zhí)行一條指令,絕大部分指令都為單周期指令。支持在系統(tǒng)編程ISP,其中MEGA系列還支持在應(yīng)用編程IAP。內(nèi)置的FLASH程序存儲器可擦寫1 000次以上,給用戶的開發(fā)生產(chǎn)和維護帶來方便。可擦寫10萬次的E2PROM,為掉電后數(shù)據(jù)的保存帶來方便。AVR單片機有豐富的片內(nèi)資源,如RTC,WATCHDOG,AD轉(zhuǎn)換器,PWM,USART,SPI,TWI接口等,I/O口功能強、驅(qū)動能力強。
2 系統(tǒng)整體設(shè)計方案
LED顯示系統(tǒng)主要由3部分構(gòu)成:PC上位機圖像文字轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)發(fā)送單元、主控單元以及顯示子模塊。
4.3 顯示子模塊程序設(shè)計
顯示子模塊的軟件分為數(shù)據(jù)接收和動態(tài)刷新顯示2部分。由于子模塊要實現(xiàn)16階灰度的表現(xiàn),而且還需要實現(xiàn)足夠高的刷新速率以避免產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象,所以對刷新顯示部分的速度要求較高。本設(shè)計采用的方案為:全屏(每個子模塊為16行×16點/行)刷新分為16份時間片,每份時間片實現(xiàn)一行的掃描。而每行的時間片又分為15個子時間片,其中灰度為最暗的點點亮0個子時間片,灰度為最亮的點點亮15個時間片,由此實現(xiàn)占空比為0/15~15/15共16個級別的平均電流控制,從而實現(xiàn)16階的灰度顯示。通過:MEGA8片內(nèi)定時器T2,每個子時間片取得52μs的掃描時間,15個子時間片構(gòu)成一個單行掃描的時間片(52 μs×15=780μs),16個單行掃描時間片又構(gòu)成一次全屏的掃描(780 μs×16=12.48 ms),則刷新頻率約為80 Hz,在最高亮度下也可以保證不出現(xiàn)行閃的現(xiàn)象。
5 結(jié) 語
本文提出的基于AVR單片機的LED顯示屏已應(yīng)用于現(xiàn)場,AVR單片機的看門狗功能使得系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。由于本設(shè)計是主從式的解決方案,具有可擴展性,并且采用ISP功能給電路板的調(diào)試和系統(tǒng)的維護帶來了很大的方便。實踐證明,本系統(tǒng)可以方便地顯示各種字體的文字信息及16階灰度的圖像,畫面清晰、性能穩(wěn)定、操作簡便,具有很好的應(yīng)用價值。
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