一种实用的LED大屏幕显示电路的设计

概　述

    LED大屏幕显示系统具有画面直观、内容灵活多变、造价便宜等特点，因此被广泛应用于公共场合的文字及简单图像信息的显示。由于LED大屏幕的像素多，为节省硬件常采用动态扫描方式。以逐行扫描为例，显示过程一般为：（1）把显示缓存中的一行内容送入显示器锁存；（2）点亮该行并延时；（3）行消隐，然后指针下移一行并重复上述过程。对于小型的LED显示系统来说，这种方法是可行的，但对大屏幕来说随着像素的增加，数据传输将占用大量的时间，屏幕的显示亮度会明显下降，特别是对于户外的大屏幕显示系统，再采用这种方法设计将更是无法达到实用的效果。本文介绍一种新颖的显示控制电路可以有效地解决这一难题。

1、控制电路的组成及工作原理

    LED大屏幕显示电路如图1所示。整个电路由主控电路和显示电路两部分组成。

    主控部分由DS80C320MPU、27C040EPROM、AT29C040、FLASHMEMORY、62256SRAM及周边电路组成。其中DS80C320是美国DALLAS公司生产的高速微处理器，它与8051指令兼容，但速度快6倍以上，内含电源监控电路、看门狗等。其特有的双数据指针用来将LED点阵数据快速存入显示缓存器中，实现如下：
EQUDSP，＃86H　；指针选择位
MOVR5，＃0FFH　；传输字节数
MOVDPTR，＃DHDL　；装入目的地址
INCDSP　；改变指针
MOVDPTR，＃SHSL　；装入源地址
MOVE：　；循环

    若选25MHz的晶振，执行上面的这段程序需要702μs，与8051相比可节省一半的时间。系统启动后，DS80C320将有关的控制字写入MC6845并将LED大屏幕显示的画面信息存入显示缓存区，MC6845与AT89C2051控制画面的显示，同时DS80C320通过485通讯口接收显示信息，并将其转换成LED显示的点阵数据存入FLASHMEMORY中以备LED大屏幕的画面更新。

    显示部分由显示缓存62256、CRT控制器MC6845、微处理器AT89C2051、多路地址转换器74HC157、行列锁存器CD4094及其它部分电路组成。其中AT89C2051是Atmel公司生产的20脚高性能CMOS8位微处理器，它与MCS－51指令兼容。MC6845主要起显示地址的扫描作用，它内部的字符高度寄存器R9的值取2，即3条字符扫描线，其它控制字按LED大屏幕的规格适当选取，AT89C2051产生的方波作为MC6845的CLK信号，而MC6845的RA0值则作为DS80C320对显示存储器的允许信号，若LED大屏幕为256（行）×1024（列），以行扫描为例，显示过程如下：AT89C2051预先将10000…0（255个零）写入行锁存器，然后在内部定时器及计数器的控制下发出128个CLK信号，每个信号发出后，MC6845输出的显存地址加1，AT89C 2051从显存的数据口读入并行的8位数据，并将其转换成串行数据存入列锁存器CD4094中，这期间RA0一直为低电平，DS80C320不对显存操作。发送128个CLK信号后，AT89 C2051立即清屏（P3．3＝0），并通过P3．2脚发一个脉冲，使行指针下移，再由P3．7＝1将所有的列锁存器中的数据打入输出端，并点亮该行（P3．3＝1）；然后延时，AT89C2051再发128个CLK信号，这时RA0＝1，DS80 C320此时可对显存操作，上述过程重复进行，就实现了LED大屏幕的动态显示。 


  

    DS80C210可与行指针同步地将一行内容称入显示缓存，从而保证了动画的高质量实现。由于采用了MC6845，滚屏功能敢很容易实现。

    由于篇幅所限，本文不再列出LED显示系统的驱动电路以及其它周边电路。