基于双CPU的三色LED实时交通信息显示系统设计

文章摘要：摘要：本文介绍了LED显示屏在交通上的应用,详细介绍了基于双CPU和双口RAM的LED动态显示屏的设计方法，显示屏三种颜色的控制，以及扫描驱动电路的实现，最后给出了VB6.0下提取汉字点阵的方法。实际运行表明此方法非常实用。关键词：智能交通系统，LED点阵，汉字字模，双口RAM，双CPU 0引言随着城市化建设和交通事业的飞速发展，在智能交通系统（ITS）的研究和发展中，交通诱导信息系统是解决交通拥挤、保证交通安全、提高交通网络使用效率的主要手段。交通信息的发布是整个诱导系统中发挥直接效应的重要组成部分，利用它实时发布交通指令、道路状况等信息来提高道路的通行能力。LED点阵显示屏以其色彩鲜艳、亮

基于双CPU的三色LED实时交通信息显示系统设计,标签：显示及光电,光电显示技术,http://www.88dzw.com

　　摘要：本文介绍了LED显示屏在交通上的应用,详细介绍了基于双CPU和双口RAM的LED动态显示屏的设计方法，显示屏三种颜色的控制，以及扫描驱动电路的实现，最后给出了VB6.0下提取汉字点阵的方法。实际运行表明此方法非常实用。
　　关键词：智能交通系统，LED点阵，汉字字模，双口RAM，双CPU

0引言

　　随着城市化建设和交通事业的飞速发展，在智能交通系统（ITS）的研究和发展中，交通诱导信息系统是解决交通拥挤、保证交通安全、提高交通网络使用效率的主要手段。交通信息的发布是整个诱导系统中发挥直接效应的重要组成部分，利用它实时发布交通指令、道路状况等信息来提高道路的通行能力。LED点阵显示屏以其色彩鲜艳、亮度高、寿命长、工作稳定可靠等优点成为交通信息发布的重要途径。单基色（红色或绿色）LED显示屏往往不能满足信息分类和视角上的差别，而交通信息主要面向车辆驾驶者，由于车辆在可视距离内停留的时间很短，因此应避免用复杂的多灰度图形和动画内容，以免干扰行驶者。而在以二基色实现红、黄、绿三种颜色的显示屏系统中，红、黄、绿是交通领域内的通用颜色，分别代表禁止、警告、和同意性标语，既可以达到颜色变化的效果，给人视觉上的差别，又与交管部门的信号装置颜色相吻合。采用双CPU和双口RAM制作大型三色图文显示系统，将数据处理和传输分别由两个独立的CPU来完成，不仅提高了系统的处理速度和稳定性，软件设计也相对简单。

1系统总体设计方案

　　显示屏的内容是动态刷新的，CPU要进行大量的数据处理和传输。根据人的视觉特性，频率应大于50HZ，在实际设计时，为了达到比较好的效果，频率一般大于60HZ。对于大型的图文显示屏来说，基于单处理器和普通存储器的系统在硬件和软件设计上都遇到叫大困难，显示内容易出现闪烁。采用双CPU结构和双口RAM使处理数据和输出数据同时进行，提高扫描速度，显示内容相当稳定。总体结构如图1。

1. 1系统双CPU控制原理
　　两片CPU均采用AT89C51，带4KROM，对本系统来说空间已足够。CPU1负责与指挥中心PC机进行通信和缓存区内数据的处理与编排，CPU2负责行扫描信号的产生和显示数据的输出。采用非易失性的存储芯片28C64存储显示内容，可存放8K字节的汉字、ASCII或图形。IDT7132是COMS静态双口RAM，存储容量为2K x8 bit。它有两套完全独立的数据线、地址线和读写控制线，并有一套竞争仲裁电路，因而可以使用两个CPU分地独立的访问内部资源。
  

　　将IDT7132的2K字节存储空间分为2个显示缓存E1区和E2区，分别占1K字节的空间。CPU1通过P1.1和P1.2与CPU2（P3.2，P3.3）进行协调，对缓存区E1和E2交替使用。CPU1处理E1区的数据时，CPU2将E2区的数据输出显示。当CPU2输出完E2区的数据后，转向对E1区的数据输出，并通知CPU1对E2区的数据进行处理，开始下一轮的循环。由于两片CPU访问的是ITD7132的两块不同的区域，避免了对同一单元同时进行访问，不存在仲裁的问题，因此两片CPU可同时独立工作，分别完成数据的处理和传输，减轻了CPU2处理大量数据的压力，大大提高运行速度，显示内容相当稳定。

　　CPU1在处理数据的同时，通过RS232接口随时监测指挥中心发来的命令和数据。如显示屏开/关、颜色、运行方式、移动速度、交通信息内容等。CPU1接受完数据并处理好缓存区的数据后通知CPU2开始输出显示新的内容并按新的运行控制字运行。                  

1.2颜色的产生和控制
　　显示模块采用8X8点阵的双基色模块，有16个引角驱动红色的灯管和16个引角驱动绿色灯管，其组合的颜色可以达到明黄的效果。行扫描信号用两片74LS154  4-16译码器完成，通过CPU2的P3.4，P3.5控制，分别产生16行红色和16行绿色扫描信号，高电平有效。若P3.4=1，P3.5=1，即同时为高电平，则同时产生红色和绿色扫描信号，显示屏的颜色表现为黄色，从而实现三色。在交通领域中，红色代表禁止性标语，黄色代表警告性标语，而绿色代表同意性标语，与交通部门在实际应用中的信号颜色保持一致。根据显示内容的需要，通过应用程序编排，可以同时实现三种颜色的文字和图行的显示。

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