基于PSoC的精簡尺寸型LED點陣系統設計方案

1.2.5 PSoC 與PC 機之間的通信

PSoC與PC機之間的通信如圖3 所示，采用Si4432無線收發模塊通信，在這里采用的是Si4432 芯片是Silicon Labs 公司推出的一款高集成度、低功耗、多頻段的EzRadioPRo 系列無線收發芯片。其工作電壓為1.9~3.6 V,可工作在315/433/868/915 MHz 四個頻段;內部集成分集式天線、功率放大器、喚醒定時器、數字調制解調器、64 字節的發送和接收數據FIFO,以及可配置的GPIO 等。Si4432 在使用時所需的外部元件很少，僅需30MHz 的晶振、幾個電容和電感就可組成一個高可靠性的收發系統，設計簡單，且成本低。

Si4432 的接收靈敏度達到-117 dB,可提供極佳的鏈路質量，在擴大傳輸范圍的同時將功耗降至最低;最小濾波帶寬達8 kHz,具有極好的頻道選擇性;在240~960 MHz 頻段內，不加功率放大器時的最大輸出功率就可達+20dBm,設計良好時收發距離最遠可達2km.

Si4432 可適用于無線數據通信、無線RS485/RS232 數據通信等諸多領域。

圖3 基于PSoC 的多功能精簡尺寸型LED 點陣系統和PC 機通信的硬件框圖

該系統組成了一個星型網絡，PC 與多個LED 顯示屏間的通信屬于多機通信。采用主從式結構：主機是PC 機通過查找相應的地址控制不同的從機，作為從機的PSoC 控制無線收發模塊不主動發送命令或數據，由主機控制并且在一個多機系統中，只有一臺主機即PC 機，各臺從機之間不相互通信，即使要信息交換也必須經過主機轉發。最后經過無線收發模塊以數據包的形式，發送到LED 顯示屏。本系統定義的數據包格式如下表2 所示：其中，前導碼是0XFFAA55.

數據包在傳輸過程中會在每個包的前面加上可設置好長度的前導碼;接收端為了識別幀的到來，需要前導碼進行幀同步，從而確定收發系統之間何時發送和接收數據。同步字在前導碼之后，要用設定好的同步字作為同步模式的標志碼。本系統設定的同步字為2 個字節，同步字內容為0x2DD4,接收端在檢測到同步字后才開始接收數據。數據載荷長度為1 字節，有效數據載荷是用戶所發送的數據。CRC 校驗和由內置CRC 校檢。Si4432 內部集成有調制/解調、編碼/解碼等功能，從而前導碼、同步字、數據載荷長度和CRC校驗和都通過硬件自動加上去的，用戶只需設定數據包的組成結構和部分結構的具體內容如前導碼和同步字就可以。

表2 數據包格式

1.3 系統軟件設計

利用中斷分時處理的原理構成系統主程序和中斷服務程序。其中主程序如圖4,該主程序不斷的判斷相應的flag 是否為1 只要flag 等于1 就通過中斷進入相應的子程序。中斷子程序(Timer8 Interrupt)， 作時間間斷、計數器標志單元為70H、每當?t=100ms 到了就是相應的flag 置1.

1.4 主機應用程序

應用程序如圖5 所示是利用Delphi 開發編制。

Delphi 是Windows 平臺下簡單、易學、強大、簡便易用和代碼執行速度快、高效的可視化開發環境(IDE)，其具有所見即所得的可視化界面設計風格和面向對象的程序設計等特點，已廣泛應用于各個領域。

Delphi 提供了良好的界面設計能力，在PC 串口通信方面也有很強的功能。

圖5 上位機軟件界面之一

1.4.1 取模

顯示漢字必然要用到漢字的點陣字形信息， 也叫做漢字的字模。即漢字字形的數字化。根據漢字的顯示清晰度，本應用軟件多種字模供用戶選擇。以16×6點陣字模來舉例，每一個字由16 行16 列的點陣組成顯示。即國標漢字庫中的每一個字均由256 點陣來表示。

我們可以把每一個點理解為一個像素，而把每一個字的字形理解為一幅圖像。事實上這個顯示屏不僅可顯示漢字， 也可顯示在256 像素范圍內的任何圖形。通過建立位圖的方法來取模可方便顯示各種特殊字符。

取模方式可分成橫向，縱向取模，供用戶選擇。

1.4.2 Delphi 環境下串口通信實現方法

本系統選用了MSComm 控件，它通過串行端口傳送和接收數據為應用程序提供基本的串口通信功能，使得程序員不必花費大量的時間去了解較為復雜的API 函數。本系統：采用的是發送二進制數，需要使用Variant變量矩陣，矩陣大小自動調節mscomm1.Settings :='9600,N,8,1';//參數設置，返回波特率、奇偶校驗、數據位、停止位mscomm1.SThreshold:= 0;//一次發送所有數據mscomm1.PortOpen:=true; // 打開端口mscomm1.RThreshold := 16;//設置接收多少字節并產生OnComm 事件，捕獲并處理通信中發生的事件或錯誤。

2 結論

采用PSoC 芯片設計的多功能精簡尺寸型LED 點陣系統的功能強大，硬件設計簡單，軟件編程只需要調用API 函數而且系統可配置可以靈活多變無需外加芯片從而大大提高了性價比。