基于51單片機的LED顯示系統設計

引 言　　

最近，筆者在某工廠大型生產線上基于現場總線的物流呼叫系統項目中發現，由于所需要顯示的信息流比較大，用現有的基于AT89C51芯片組成的 LED顯示屏控制系統，由于受到微處理器的處理速度、體系架構、尋址范圍、外圍接口資源等諸多限制，已難以在要求顯示較多像素、顯示內容幀頻較高、動態顯示效果復雜的情況下，得到良好的動態視覺效果。針對以上情況，在利用現有資源的基礎上，重新設計和研制了一種全新的，由32位高性能ARM微處理器組成的LED顯示屏控制圖1系統的硬件結構框圖系統，并通過RS485接口與現場總線中的上位機進行實時數據通信，實現整個系統的信息顯示。

1 系統硬件結構　　

該系統的硬件組成框圖如圖1所示。圖1中,微處理器是AtmeEL公司生產的AT91M42800A，它采用基于ARM7TDMI內核

的高性能32位RISC架構的處理器,有著豐富的外圍接口資源。AT91M42800A有2個USART外圍接口，系統用USART0口和MAX485組成485接口電路，具體的接口電路如圖2所示。AT91M42800A還有2個SPI口，每個SPI口有4根片選信號，通過片選均可以支持外接15個設備。該系統的做法是將2個SPI口分別接到列驅動電路和行驅動電路上，并利用各自的2個片選信號CS0和CS1完成驅動電路的信號鎖存和允許輸出控制，SPI的CLK輸出作為驅動電路的時鐘信號輸入，工作頻率為4 MHz。　　

SRAM接口電路由2塊HY57V641620芯片并聯組成，HY57V641620是Hynix公司生產的4 Banks×1M×16位的SDRAM芯片,單片HY57V641620存儲容量為4組×16 M位（8 MB），支持自動刷新，16位數據寬度。為充分發揮32位CPU的數據處理能力，系統用2塊8 ns的HY57V641620組成32位SDRAM存儲器系統。Flash存儲器接口電路由1塊HY29LV160芯片組成。HY57V641620是Flash存儲器芯片，單片存儲容量為16 M圖2485接口電路、A6B595和A6276級聯電路原理圖位(2 MB)，8/16位數據寬度，本系統采用16位數據寬度的工作方式。具體的電路連接可參閱參考文獻[1]。　　

行驅動電路由Allegro公司的36片A6B595級聯組成，顯示屏背面每行數據線由串入并出移位寄存器A6B595級聯而成，A6B595片內集成有MOS管構成的驅動器，發光二極管足夠驅動發光。列驅動電路由Allegro公司的24片A6276級聯組成，A6276是16位帶鎖存的串入并出移位LED驅動芯片。A6B595和A6276級聯時引腳和聯接方法如圖2所示，電路都較為簡單（其中帶端口框標的為AT91M42800A的相應引腳）。其他詳細的性能資料，請查閱Atmel和Allegro公司的相關產品文檔[2，3]。AT91M42800A的SPI口均采用16位串行輸出工作方式，利用32位ARM處理器的高速性能，能夠充分提高數據傳輸速度。　

圖1系統的硬件結構框圖