應(yīng)用技術(shù)研究基于CPLD點(diǎn)陣電子示屏的計(jì)文章要本文介紹了以AT-89S52單片為控制核心，基于CPLD立掃描的實(shí)用、高效的智能型LED大屏幕顯示屏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。關(guān)鍵詞]MCU、陣LED、社會(huì)的信息化，促進(jìn)了顯示技術(shù)的發(fā)展LED大屏幕點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)作為一項(xiàng)高科技產(chǎn)品已經(jīng)漸漸融入了人們的生活。與傳統(tǒng)的顯示媒體相比，由于其亮度高、動(dòng)態(tài)影像顯示效果好、耗能少、使用壽命長(zhǎng)、顯示內(nèi)容多樣、顯示方式靈活、性價(jià)比高等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。采用單片機(jī)控制的LED點(diǎn)陣顯示屏顯示形式美觀大方，顯示容靈活可變，具有低功耗，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于銀行，證券，影視，體育和公路交通等各個(gè)方面，顯示了其良好的市場(chǎng)前景。系統(tǒng)體圖整個(gè)顯示系統(tǒng)可以分為①CPU主控電路部分②串行數(shù)據(jù)的傳送和時(shí)序控制部分③CPLD行譯碼掃描部分④實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制電路部分⑤與機(jī)串口通訊部分⑥按鍵控制電路部分⑦三極管驅(qū)動(dòng)電路部分⑧點(diǎn)陣顯示部分。圖1系總體框圖各單電設(shè)2.1掃描制輯計(jì)對(duì)大型LED點(diǎn)陣顯示屏而言，由于其數(shù)據(jù)量大，必須有很快的刷新頻率，如刷新速度跟不上，會(huì)造成點(diǎn)陣屏畫面晃動(dòng)和閃爍。解決這個(gè)問題有很多方法，例如，采用PC機(jī)的DMA控制器來提高

數(shù)據(jù)傳輸速率，采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式，分單元多CPU控制方式等等。我們采用控，采用超大規(guī)?？删幊踢壿嬯嚵衅鳂?gòu)行掃描和列控制模塊利言設(shè)計(jì)控制邏輯，串行列數(shù)據(jù)分時(shí)傳輸行描的方式可分發(fā)揮CPLD和數(shù)字電路EDA設(shè)的優(yōu)勢(shì)，硬件電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠，具有極高的穩(wěn)定性。從而使整個(gè)顯示屏可以順序工作，并利用CPU控掃描頻率，實(shí)現(xiàn)了屏幕無閃爍顯示。本設(shè)計(jì)采用具有160個(gè)I/O端口芯，只用一片CPLD芯，通過簡(jiǎn)單的編程模擬8片74LS595和一片，內(nèi)部邏輯如圖2所示。列數(shù)據(jù)傳輸控制電路是由單片機(jī)輸出的顯示信息串行輸入到CPLD用VHDL語言編寫其總線讀邏輯在CPLD芯中現(xiàn)八片8位態(tài)串行輸入、并行輸出，帶鎖存功能的移位寄存器，完成數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換的64列據(jù)輸出控制LED點(diǎn)陣的列由現(xiàn)的八片的內(nèi)部邏輯中，L1-L64為選通控制信輸出，、SCK、SCLR是由單片機(jī)送來得控制信號(hào)，RCK為存制信號(hào)為鐘控制信號(hào)為清零信號(hào)，各片的RCK均在一起，接片機(jī)的掃描數(shù)據(jù)輸出一（由CPLD實(shí)位出端接第二片74LS595的數(shù)據(jù)輸入Si2八片進(jìn)行級(jí)連，實(shí)現(xiàn)一次掃描一個(gè)字節(jié)，即八位并行輸出和串行移位功能。行掃描的控制是利用CPLD編實(shí)現(xiàn)四線十六線譯碼器74LS154的能，如示AA、、陳肖

霞穎

女工學(xué)碩士電氣工程系講師女電氣工程系講師

ZZCC、DD接片機(jī)行控制數(shù)據(jù)輸出H1-H16為CPLD輸出的行掃描控制信號(hào)，接行三極管驅(qū)動(dòng)電路。圖內(nèi)邏輯電路圖驅(qū)電設(shè)該系統(tǒng)顯示部分的點(diǎn)陣采用單色共陰點(diǎn)陣模塊，塊8×點(diǎn)陣模塊連接成1664點(diǎn)陣。因?yàn)橐粋€(gè)行掃描管同時(shí)控制著一行中多個(gè)的通斷，所以它承載較大電流。以每個(gè)發(fā)光二極管流過的電流為10mA計(jì)算，一個(gè)64列點(diǎn)陣屏中，每個(gè)行掃描管所承受的電流是10mA64=0.64A,此我們選用達(dá)林頓結(jié)構(gòu)三極管，保證了行的驅(qū)動(dòng)能力。

位計(jì)數(shù)器被拆為兩部分，其中TL0用作Counter；TH0用存放和持計(jì)數(shù)初值。當(dāng)TL0計(jì)數(shù)溢出時(shí)在出標(biāo)志置同時(shí)自動(dòng)的將的初值重載到TL0中因此在初始化的過程中，用軟件只需一次賦初值。其周期為：T＝2^8-TH0初）×?xí)r鐘周期采用的晶振時(shí)，計(jì)數(shù)速率約為1MHz，入脈沖的周期間為，過計(jì)算，的值為，即為。用中斷的方式控制行譯碼掃描頻率，就可以保證畫面的無閃爍顯示。2.4實(shí)時(shí)間制路設(shè)本設(shè)計(jì)還可以提供實(shí)時(shí)時(shí)間的顯示，采用美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能耗RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償功能，采用三線接口與CPU進(jìn)同步通信，并可采用突驅(qū)動(dòng)電路如圖3所示

發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或

數(shù)圖3驅(qū)電路2.3掃描率控由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，一個(gè)LED發(fā)光管如果在一秒鐘內(nèi)亮次以上的話，人眼就感覺不到閃爍。由此，一屏畫面連續(xù)以每秒25次的頻率循環(huán)顯示時(shí)，給人的感覺是穩(wěn)定的。為此只要利用CPU控由實(shí)的行譯碼器的譯碼速度證每秒內(nèi)譯碼×25=400次就可以保證畫面的穩(wěn)定性計(jì)我們使的定時(shí)／計(jì)數(shù)器工作于方式2自動(dòng)重載方式AUTO-RELOADMODEL時(shí)設(shè)定M1M0為10在方式中16

據(jù)芯自備電池要設(shè)置初始時(shí)間即可。DS1302與的連接需要三條線，即I/O(6)RST(5)4示與89C51的連接圖，利用單片機(jī)控制，采用顯示屏分屏顯示年、月、日與時(shí)、分、秒，并能進(jìn)行按鍵調(diào)時(shí)。圖DS1302與89C52連接圖實(shí)際上，在調(diào)試程序時(shí)可以不加電容器，只加一個(gè)的晶振即可只選擇晶振時(shí)不同的晶振，誤差也較大。另外，還可以在上面的電路中加入同顯示實(shí)溫度只要占用CPU一口線即可。2

2.5單片與機(jī)通單設(shè)2.5.1通信元路成本單元主要有兩部分組成：上位機(jī)、下位機(jī)與

日期顯示狀態(tài)，當(dāng)按兩下則進(jìn)入信息的順序滾屏顯示狀態(tài)，如果沒有按下則判斷k2鍵是否按下，當(dāng)k2鍵下則進(jìn)入時(shí)間、日期的設(shè)置狀態(tài)鍵的電纜的接口，中間為電平轉(zhuǎn)換電路。

該系統(tǒng)采

作用是當(dāng)調(diào)整時(shí)間時(shí)，完成時(shí)間和日期的累加，直用三線制，獨(dú)占CPU串方式。－信號(hào)的電平和單片機(jī)串口信號(hào)的電平不一致，必須進(jìn)行二者之間的電平轉(zhuǎn)換，在此使用的集成電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232為RS－電轉(zhuǎn)芯片。它只使用單＋5V電，配接4個(gè)1F電解電容即可完成RS－232電與TTL電平之間的轉(zhuǎn)。其電路原理如圖5所。轉(zhuǎn)換完畢的串口信號(hào)TXD直接和89C51的行口連接。2.5.2通信議本系統(tǒng)中PC機(jī)擔(dān)主控任務(wù)片接受PC機(jī)指令根指令控制顯示信改顯示內(nèi)容。我們采用RS－串異步通信1位起始位，位數(shù)據(jù)位位停止位無偶校驗(yàn)特率9600b／，輸數(shù)據(jù)采用ASCII模。PC機(jī)送控制信息和數(shù)據(jù)，控制信息包括修改顯示參數(shù)、修改顯示方式。同時(shí)機(jī)向單片機(jī)傳送顯示內(nèi)容。下位機(jī)按接收到的指令工作。如果主控機(jī)發(fā)出錯(cuò)誤的指令將做任何控制并顯示示秒后自動(dòng)返回。2.6鍵盤制路計(jì)本系統(tǒng)設(shè)置三個(gè)按鍵k1、k2k3）分別來控制時(shí)間、日期、滾屏顯示以及時(shí)間的調(diào)整，系統(tǒng)默認(rèn)的狀態(tài)是顯示時(shí)間。首先進(jìn)行鍵盤掃描判斷鍵是否按下，如果k1鍵按下并且只按下則進(jìn)入

到調(diào)整到需要的時(shí)間和日期為止。軟件計(jì)軟件設(shè)計(jì)采用了模塊化設(shè)計(jì)用C51編程。整個(gè)軟件系統(tǒng)簡(jiǎn)潔明了，而且具有良好的擴(kuò)展性。整個(gè)軟件系統(tǒng)包括主程序列制邏輯CPLD程序、鐘控制子程序和PC機(jī)串行通信子程序四大模塊。主程序負(fù)責(zé)鍵盤處理、顯示刷新、信息調(diào)用與傳輸控制。結(jié)論本16×點(diǎn)系統(tǒng)具按鍵切換、顯示屏亮度連續(xù)可調(diào)、信息上下左右滾屏顯示、預(yù)存信息定時(shí)循環(huán)顯示，利用DS1302實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)間顯示等功能，并能通過PC機(jī)串口直接對(duì)顯示信息進(jìn)行控制更新，具有刷新