LED多功能遙控顯示屏設計與實現

摘要：LED多功能顯示屏系統采用動態掃描的方法，以STC89C58RD+單片機作為主控芯片，利用自制的紅外遙控器無線下載信息到主機顯示。顯示屏由1 024只高亮發紅光二極管構成的16x64點陣組成，行掃描電路采用74HC154譯碼器芯片驅動，列掃描電路用8塊74HC595驅動，紅外遙控發射頭采用一體化紅外收發器。系統實現數字、字母、漢字等信息的動靜態顯示，和PC機串口通信來更新顯示信息，系統還可通過遙控器鍵盤遠距離進行信息的上下左右移動及顯示內容的更新。
關鍵詞：STC89C58RD+單片機；LED顯示屏；紅外遙控；串行通信；行列掃描

0 引言
隨著計算機及相關的微電子、光電子技術的迅猛發展，LED顯示屏以其可靠性高、使用壽命長、環境適應能力強、性價比高的特點，迅速成長為平板顯示的主流產品。
目前大多數的LED點陣顯示系統自帶字庫，顯示和動態效果(主要是顯示內容的滾動)的實現依靠硬件掃描驅動，該方法雖然比較方便，但顯示內容不易及時更新，而且當LED顯示屏安裝到戶外時，不能對其進行有效的控制。室內顯示屏通過數據線控制，很不方便。
設計圍繞多功能LED顯示屏進行，顯示方式有上下左右移動，利用PC機進行顯示內容的實時控制更新。系統使用紅外發射、接收器構成的遙控電路，遙控接收器通過對紅外光接收并識別，判斷控制操作，來完成整個紅外遙控發射、接收過程，可以方便地更新顯示內容，更換顯示方式，使設計更具實用性和操作控制的方便性。

1 總體設計方案
LED顯示屏多采用動態掃描顯示方式。掃描顯示的原理是基于人眼的視覺暫留現象，各顯示行(列)輪流顯示，只要刷新頻率不小于24 f／s，人眼感覺到的將是完整連續的圖像。
紅外遙控是以紅外線作為載體來傳送控制信息的，紅外線發射頭采用紅外發光二極管，這樣遙控發射器易于小型化且價格低廉。采用數字信號編碼和二次調制方式，不僅可以實現多路信息的控制，增加遙控功能，提高信號傳輸的抗干擾性，減少誤動作，而且功耗低，不會產生信號串擾，反應速度快，傳輸效率高，工作穩定可靠等。單片機采用STC89C58RD+，儲存數據量比STC89C52大，晶振用22．114 8 MHz，以提高刷新的頻率使顯示更穩定。P0口輸出行信號經74HC154譯碼后，產生行選通信號送入顯示屏的行進行輪流顯示。單片機P2口與8位移位寄存器74HC595相連。系統總體結構圖如圖1所示。

2 硬件電路設計
2．1 16x64 LED點陣屏
系統顯示屏用16行、64列的高亮白5 mm LED發紅光二極管搭建成。每行64個LED的陽極相連成行線并引出，16行16個接口作為共陽行線接口端，方便與行驅動模塊連接，實現行的定位和掃描；每列16個LED的陰極相連并引出，每8條列線組成一個接口，方便與列驅動模塊相接，實現寄存器數據的存儲與掃描，從而搭建成顯示屏系統。部分點陣屏電路如圖2所示。

2．2 主控與掃描驅動電路
主控電路以STC89C58RD+芯片為核心，外接復位電路、時鐘電路及串口下載線接口電路(RS 232通信接口)，用于LED顯示系統和電腦的通信，通信方式為10位的異步通信，在線下載便于程序更新，有利于系統的維護。
掃描驅動電路由行和列驅動組成。LED顯示屏一共16行，用一片74HC154對16行LED進行譯碼選擇，經過TIP127放大并轉換成高電平，從而選通行線。
列掃描驅動采用并行數據串行傳輸的方案，數據鎖存器用74HC595。64列用8塊74HC595芯片來驅動，8塊74HC595是首尾相連，前面一塊74HC595的移位輸出連接到下一塊74HC595輸入，第一塊74HC595的串行數據輸入端與單片機數據輸出端相連接，其中前2塊74HC595連接如圖3所示。