LED點陣塊具有亮度高、發光均勻、可靠性好、拼裝方便等優點，能構成各種尺寸的顯示屏。目前，LED顯示屏已被廣泛應用于文字顯電感式接近傳感器示并取得了很好的效果，但是大部分僅能顯示滾動的文字信息而不能顯示圖像插件電感器，并且還存在系統復雜等缺點。本文提出了一種主從式單片機的LED顯示屏解決方案，該設計方案利用AVR單片機自身的FLASH ROM和RAM，外部無需任何存儲電路，電路結構簡單。該系統實現了圖像的16階灰度顯示，可廣泛用于商場、車站等公共場合。

1 AVR單片機簡介

　　AVR單片機是增強型內置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)結構，達到一個時鐘周期可以執行一條指令，絕大部分指令都為單周期指令。支持在系統編程ISP，其中MEGA系列還支持在應用編程IAP。內置的FLASH程序存儲器可擦寫1 000次以上，給用戶的開發生產和維護帶來方便。可擦寫10萬次的E2PROM，為掉電后數據的保存帶來方便。AVR單片機有豐富的片內資源，如RTC，WATCHDOG，AD轉換器，PWM，USART，SPI，TWI接口等，I／O口功能強、驅動能力強。

2 系統整體設計方案

　　LED顯示系統主要由3部分構成：PC上位機圖像文字轉換與數據發送單元、主控單元以及顯示子模塊。

　　上位機完成把圖像和文字轉換成為顯示屏的顯示碼，并且把顯示信息發送到主控單元上。主控單元選用具有32 kB片內FLASH ROM和2 kB片內RAM的AT-mega32單片機，沒有外掛存儲器。如果要存儲更多的顯示信息，可以選用具有64 kB片內FLASH ROM的AT-mega64或者具有128 kB片內FLASH ROM的AT-megal28，也可以外掛存儲器來增大存儲能力。主控單元主要完成對顯示數據的滾動和分割處理，然后通過異步串行口發送到每個子模塊中。每個顯示子模塊用4片8×8單色點陣塊拼成1個16×16的點陣屏，用一片ATmega8完成掃描動態顯示。

　　主控單元與顯示子模塊的數據通信采用標準的異步串口格式，每幀數據包括1個起始位，8個數據位，1個地址／數據標示位，1個停止位共11位。數據傳輸碼率為625 kb／s，字節傳輸速率為56.8 kB／s。每個子模塊由256個LED構成，實現16階灰度每個LED需要4 b空間，因此每個顯示子模塊全屏數據量為128 B，外加1 B的尋址字節共129 B。主控單元更新顯示子模塊的顯示內容時，對所有子模塊按地址逐個發送顯示數據，更新完所有子模塊數據后，再發送一個特殊的地址字0xFF作為控制字，使所有子模塊同時更新顯示數據，這樣可以避免當屏幕較大，顯示子模塊數量較多時各子模塊畫面更新不同步的問題。對本設計中完成的6×4個顯示子模塊而言，由于通訊速率限制，畫面更新速度最高可達56 800／(129×24+1)=18.34幀／s，由于主控單元還要完成全屏數據的分割和顯示內容的移動控制，所以其實際幀數低于上述值，不過用于普通的圖片顯示已經可以達到要求。

　　現場應用中，可以不需要PC上位機，只需把要顯示的信息存儲在主控單元，即可通過主控單元中的按鍵來選擇顯示的內容及方式，可循環顯示，文字信息還可以上下左右滾屏顯示。

3 系統硬件設計

　　該系統由兩部分硬件電路組成：主機板電路和子模塊顯示驅動電路。

　　3.1 主機板電路

　　主機板電路十分簡潔，由ATmega32組成的最小系統和RS 232，RS 485接口電路組成。

　　主機板上的數據由異步串行口發送到各個子模塊中，為了在提高傳輸速度和距離的情況下仍能夠保證數據傳輸的可靠性，主機板上發出的信息轉換成為RS 485信號，采用帶屏蔽層的同軸電纜傳輸到LED子模塊上。轉換所用接口芯片為MAX485，該芯片工作于5 V電壓下，最高傳輸速度可達到2.5 Mb／s，傳輸距離可達l 200 m。采用帶屏蔽層的同軸電纜可以降低傳輸過程中產生的信號干擾。

　　在需要從PC上位機下載數據到FLASH ROM時，通過MAX232芯片實現ATmega32和PC機的通信。

　　3.2 子模塊顯示驅動電路

　　子模塊顯示驅動電路由RS 485轉換電路、子模塊地址標識電路和點陣驅動電路組成。RS 485轉換電路和主機板中一樣，同樣采用MAX485作電平轉換。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠