大屏幕LED显示控制系统的设计 图文.doc

大屏幕LED显示控制系统的设计_图文第20卷第6期2005年12月液晶与显示ChineseJournalofLiquidCrystalsandDisplaysVol120,No16Dec.,2005文章编号:100722780(20050620564206大屏幕LED显示控制系统的设计赵才荣1,2,丁铁夫1,郑喜凤1,刘高霞1,2(,吉林长春 130033,E2mail:zhaocairong@;,北京 100039摘要:根据LED显示模块结构特点,结合CPLD技术实现LED屏的动态扫描显示,设计了一种大屏幕LED显示控制系统。该系统以DSP芯片TMS320LF2407为控制核心,完成与PC机的通讯;在可编程逻辑器件EP1K30辅助下,同时完成数据存储与更新、显示画面的刷新、动画处理、循环显示等。利用VisualC++,编写了上位机的用户界面程序以及与下位机的串行通信程序。该系统能脱机和连续长期运行,成本较低。关键词:LED显示;动态扫描显示;串口通信中图分类号:TN873192 文献标识码:A 收稿日期:2005204208;修订日期:2005205220 基金项目:国家科技创新基金资助项目((05401 引言近年来,平板显示(FPD技术不断进步,LCD、PDP以及LED等显示技术频频亮相于各媒体。其中,LCD呼声极高而且市场机制较为成熟。尽管如此,业界依然没有放弃对于新兴技术的探索和关注,作为后起之秀的LED显示技术则依靠其独特的低功耗、高亮度、长寿命等优势而倍受业界关注。大屏幕LED显示屏现已广泛用于体育场馆、机场、车站等场所,用以显示文字、图形、动画及动态视频影像等多媒体信息[1]。该LED显示屏控制系统显示信息时,不经过计算机进行数据的整合和格式的转换,显示部分直接从显示缓冲区中读取已存放好的信息,当需要更新时,数据采集部分再向显示部分发送新数据。本文利用数据采集,高速数据存储、处理的技术和方法,采用大容量闪速存储器和通信模块实现数据的存储和更新,设计了一种大屏幕LED显示控制系统。2 系统的组成和工作原理目前FPGA/CPLD芯片内部的资源越来越多,速度越来越快,开发的软件功能也更加完善,使其应用逐步扩大。人们普遍认为,今后的许多电子系统,将以CPU+RAM+CPLD/FPGA的结构为特征,我们采用的就是这样结构的DSP+RAM+PLD来设计脱机LED显示控制系统。它主要由控制系统和显示屏两部分组成,显示屏又主要由若干个LED显示驱动模块拼接而成,屏体设计时,尽量要选择相同的电路,避免由电路参数不同影响显示效果[2]。显示控制系统的设计与制造对整个LED大屏幕显示系统有着至关重要的影响和作用。结合LED大屏幕显示的基本原理,该系统的总体方案如图1所示。通信模块和信息存储器主要完成显示信息的存储和更新;汉字库用于存储各种字体的国标汉字,采用查表的方式调用需要显示的汉字点阵数据,数据/程序存储器用于数据缓存以及系统调试时的程序存储;可编程逻辑器件产生显示控制逻辑、访问显示缓冲区的读写控制逻辑以及各个模块之间进行切换的控制逻辑,将显示数据从显示存储器内读出并写入相应的显示驱动器进行动态显示。从PLD出来的RGB串行数据流若直接送LED显示屏,则速率太高而使得无法处理,根据设计经验,利用移位寄存器将串行数据转换成16路并行数据在硬件上比较容易实现。3 CPU选型在设计过程中考虑了两种CPU。第一种是第6期赵才荣,等:大屏幕LED显示控制系统的设计565 图1 BlockdiagramforthecontrolsystemATMEL公司生产的89C55:它的优点是价格较低,缺点就是通用I/O口少,速度不够快,给后期的软件设计带来比较大的压力;第二种是TI公司生产的TMS320LF2407,它的特点具体如下:(1采用高性能静态CMOS技术,,减小了控制器的功耗;30MIPS的执行速度使指令周期缩短到33ns(30MHz,从而提高了控制器的实时控制能力。(2片内有高达32K字的FLASH程序存储器,,544字双口RAM(DARAM和2K字的单口RAM(SARAM。(3可扩展的外部存储器(LF2407总共192K字空间:64K字程序存储器空间、64K字数据存储器空间和64K字I/O寻址空间。(4串行通信接口(SCI模块。(5高达40个可单独编程或复用的通用输入/输出引脚(GPIO。综合上述特点,TMS320LF2407A运算速度快,可以实时进行各种数字信号处理算法,比较适合脱机LED显示控制系统的CPU在运行过程中要进行大量数据搬移的特点,也为后期软件编程留下了较大的时间空间;