基于单片机的LED显示系统设计

文章摘要：二极管亮灭时间的占空比可用软件进行设定，以选取合适亮度，提高发光二极管的使用寿命。在现场实际安装的LED显示屏，有效显示面积约为4.6 m2，共有288×384=110 592个像素，满帧刷新时间最短可小于8 ms，换帧频率125 Hz以上，比传统的用单片机组成的显示系统提高了10倍以上的帧频，保证了动态显示时的视觉效果。同时，在相同的条件下，还可以使得实际可视像素点增多。3 软件部分简述本系统的软件采用μC/OSII操作系统，使得系统具有强大的多任务管理、定时器管理、中断管理、存储管理等功能，通过对相关寄存器的实时监控，可以大大提高系统的稳定性，这些是以往用单片机和部分DSP处理器所无法实现

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　　二极管亮灭时间的占空比可用软件进行设定，以选取合适亮度，提高发光二极管的使用寿命。在现场实际安装的LED显示屏，有效显示面积约为4.6 m2，共有288×384=110 592个像素，满帧刷新时间最短可小于8 ms，换帧频率125 Hz以上，比传统的用单片机组成的显示系统提高了10倍以上的帧频，保证了动态显示时的视觉效果。同时，在相同的条件下，还可以使得实际可视像素点增多。

　　3 软件部分简述

　　本系统的软件采用μC/OSII操作系统，使得系统具有强大的多任务管理、定时器管理、中断管理、存储管理等功能，通过对相关寄存器的实时监控，可以大大提高系统的稳定性，这些是以往用单片机和部分DSP处理器所无法实现的。

　　显示应用程序采用定时器中断方法，通过设置合适的进入中断时间常数，即可以得到高于40 Hz的LED刷新帧频，使人眼得到稳定的动态视觉效果。

　　画面的实时动态处理，即各种动态显示方式均以子程序形式编写，每种显示方式都是独立的子程序。具体的动态显示方式有：画面左、右移，上、下移，拉幕，覆盖，闪烁，直显等多种方式。

　　4 本系统的优点

　　① 使用高性能32位RISC架构的ARM微处理器，硬件上克服了传统8/16位单片机在处理能力、系统架构、寻址范围和外围接口能力上的不足；软件上使用实时多任务操作系统，使系统的管理功能强大，可进行实时监控，实现复杂的程序控制，程序的开发和扩展也很方便。和以往单片机组成的类似系统相比，本系统的软件稳定性和可靠性都得到了很大提高。

　　② 该系统省去了传统做法中LED显示部分的总线驱动和译码电路，不像其他一些单片机系统，为提高显示速度而采用多处理器，使用双端口RAM，或是采用将LED屏分为多块的方案。系统使用AT91M42800A的SPI接口直接实现LED显示逻辑驱动，不仅电路简单，并且简化了软件的相关编程，节省了MCU的GPIO硬件资源。

　　 ③ AT91M42800A的SPI接口可以采用16位传输方式,配以A6276高速的16位专用LED驱动芯片,使得LED的显示刷屏速度比传统的单片机有了极大提高。

　　结语

　　由32位嵌入式 RISC微处理器组成的大屏幕 LED显示系统，与传统的基于 8/16位单片机的 LED显示系统相比，在不显著增加系统成本的情况下，性能有了极大提高。而与采用DVI接口方式的显示系统相比，省去了视频处理的相关电路，又具有硬件结构简单、成本低廉等优势。采用本设计方案，可节省单片机的端口资源，有效简化显示屏的电路结构，提高了整个显示系统的可靠性。在单色视频、动画、文字等LED信息显示方面，本系统有一定的应用价值。经过在某大型物流生产线上的长期实际运行，证明其设计方案是成功的。

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