基于ARM的大型LED點陣顯示系統的設計

摘　要: 介紹一種基于ARM的大型LED點陣顯示系統的設計方案。該系統使用ARM芯片內部的DMA控制器進行數據的傳輸和控制，節省了處理器取指和譯指時間，從而能夠在連續的讀寫操作中完成數據的傳輸，提高了數據傳輸的速度和效率。

大型LED 顯示系統是隨著計算機及相關微電子、光電子技術的迅猛發展而形成的一種電子廣告媒體，它利用發光二極管構成的點陣模塊或像素單元組成大面積顯示屏幕，主要用于顯示字符、圖像等信息。它采用低電壓掃描驅動，具有: 耗電少、壽命長、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠等優點。隨著LED材料技術和工藝的提升,大型LED顯示系統以突出的優勢成為平板顯示的主流產品之一，廣泛應用在如證券交易，機場航班,港口，車站等場合，在信息顯示領域得到廣泛應用。

1　系統結構與原理

大型LED顯示系統一般分為顯示驅動模塊和主控板兩部分。

1.1　顯示模塊

大型LED顯示系統是利用人眼視覺特點采用逐行掃描和列驅動方式以節省硬件開支，本系統采用1 /16逐行掃描方式，所以整個顯示屏被分為16 行同名行，顯示模塊原理圖如圖1所示。

顯示模塊原理圖

圖1　顯示模塊原理圖。

每個顯示模塊為1個64 ×32的小點陣屏，分為兩部分，上下各16 行，每部分有8 組列數據鎖存器。上下兩部分復用1個4～16譯碼器U3，選通驅動1 /16逐行掃描顯示，并需要16組列驅動鎖存器鎖存列顯示數據。采用并行總線數據傳輸方式時,需要1個4～16譯碼器U2選通使能列鎖存器。在點陣數據刷新時，需要使用兩級鎖存器鎖存列顯示數據，否則會出現顯示拖尾現象。本次正在顯示的數據存在第二級鎖存器中，主控板對屏端第一級鎖存器寫下一行要顯示的數據進行列數據刷新，當下一行要顯示的數據傳輸完畢后，一起鎖存到第二級鎖存器輸出并選通驅動下一行顯示。采用并行總線方式下二級鎖存器仍比數據串行傳輸再轉成并行輸出的方案經濟。

顯示模塊與模塊之間橫向級聯時，運用錯位級聯的思想，使其具有良好的通用性和可嵌入性。選通線每到一級時就會錯位一次并傳到下一級，總是使第一根選通線BLK_EN0作第一級列鎖存器譯碼器的使能控制線，n根選通線就能依次選通n級橫向級聯模塊，這樣就可以用相同的顯示模塊任意組合成橫向級聯的條屏。

運用錯位級聯思想，使橫向級聯的顯示模塊上的第一級鎖存器的譯碼器U2 能夠依次選通，該譯碼器又能依次選通第一級列數據鎖存器，這樣橫向級聯屏上的第一級列數據鎖存器就能看成一段連續的存儲單元，這是使用DMA 并行數據傳輸控制的基礎。