LED显示屏控制卡实用技术与制作(第三篇).doc

PAGE PAGE 49 第6章 直扫式字幕显示设计 6.1. LED点阵字幕显示单元板简介 1. 1/16扫描方式LED单元板电路结构 图6.1 双基色单元板电路结构框图 LED单元板是组成LED显示屏的基本单元，主要由32块8×8LED模块、32片74HC595、8片4953、2片74HC138、2片74HC245组成。 图6.1的最右边和最左边是接口，1/16接口即08接口。每块单元板之间通过这个08接口用数据线连接后，构成一个长的显示屏。字幕数据和控制信号都由控制卡从第一块单元板右边的08接口送入。接口与电路的相关功能如下： 从上至下其中，1、3、5、13、15针为地（GND）。 2、4、6、8针（ABCD）为行选信号线，决定16行中哪一行点亮。 7针EN为显示使能，74HC138片选信号线，有效时屏体点亮，无效时屏体熄灭。 9、11针（R1、R2）代表红色显示数据信号输入端，若是单色一般只需要R信号，10、12针（G1，G2）代表绿色显示数据信号输入端，双色时R信号和G信号都要用到。 14针STB(RCK)为数据锁存信号，上升沿将串行数据所存入并行寄存器，同时屏体显示更新。 16针CLK(SCK)为串行数据移位信号，上升沿将数据所存入驱动模块中的串行寄存器。 8位输出锁存器8位移位寄存器 8位输出锁存器 8位移位寄存器 图6.1虽然是双色单元板，但我们这里 只需分析单色（红色R），不考虑G。 以上半屏为例。每行64个LED点，共16行，即每行8个字节，16行为128个字节。显示4个16×16的汉字。 数据第1位从右边接口中的R1(第9针)输入→74HC595输入端\SCK正脉冲 到来→数据进入74HC595（参阅图6.2）； 图6.2 数据第2位到来时，R1输入→74HC595输入端\SCK正脉冲到来→数据进入74HC595，并将前一次的数据位向左推移1位； 数据第3位到来时，R1输入→74HC595输入端\SCK正脉冲到来→…； 以此类推，当送完第64个位数据时，RCK正脉冲到来，将这8个字节的数据锁存到并行寄存器，如果这时行扫描信号线ABCD=0000H，那么，这8个字节的数据就在最上面一条线L0上显示。 由于64个点是8个字节，而1片74HC595只有1个字节（8位）的输出锁存器，所以需要有8片74HC595才够用，因此74HC595内部具有移位传递数据至下一个74HC595，同时还将需要在本字节显示的数据存入并行锁存器至LED单元板显示的作用。 3.行扫描显示过程 首先，我们要搞清楚一个概念：1/16扫描，就是LED显示板工作时、在16行LED点阵中，任何时刻只有其中一行得到发光的供电电压。这也就是说当第0行（L0）发光时，其它15行都处于熄灭状态。当L1行的LED发光时，L0和L2-L15都处于熄灭状态。由于从第L0行到第L15行逐行点亮的时间周期非常短，变化速度非常快，所以人眼觉察不到。这就是我们专业中所说的逐行扫描。我们常把从L0-L15这16行扫一遍（每行点亮1次），叫做一场扫描。一般1秒钟要扫到55次以上，也就是说从L0-L15这16行扫一遍只能在18毫秒之内的时间内完成，时间长了就会使人感觉到有闪烁现象。 上面已经谈到行扫描是由接口的ABCD四条行选信号线所控制。在字幕运行过程中，它与其它信号线是怎样配合的呢？我们现就进一步讨论。 图6.1设四条行选信号线ABCD在某时刻为高电平1111，那么LED单元板只开通最下面一条线，即只有L15有可能接收数据；我们先把它看成是接收数据前的准备状态。 数据从最右边的74HC595输入，每输入1个点（1位）后，SCK端到来一个正脉冲，使数据向左移一位，当移到第64位时，所有8片74HC595的并行锁存端RCK同时到来一个正向脉冲，将64位数据锁存到8位输出锁存器，随后四条行选信号线ABCD的值加1变为0000，这时单元板开通最上面的那条扫描线L0，所以8个字节的数据在L0线上显示；随后最右边的74HC595输入端从R1输入第L1行的数据过程同上，当移入进来的数据达到8个字节（64个点）时， RCK到来一个正向脉冲并行锁存，随后ABCD的值加1变为0001，显示第L1行的数据。以上过程直到第L15行结束一场的行扫描，然后又从第L0行开始，这样周而复始的运行。这就是行扫描运行过程。 6.2. 以STC12C5A60S2单片机 图6.3 微控系统MCU采用STC12C5A 电源及滤波电路设置了电子滤波，以防外界干扰。 本卡设置了实时时钟电路，所以具有自动定时开关机功能；同时也给软件升级为时钟分区奠定了基础。 如