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基于GPRS的大屏幕LED显示系统的设计方案

2012-03-12 15:52
林契于宸
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  2.2 终端显示模块设计

  2.2.1 I2C 总线

  本系统选用的是通过I2C 总线进行数据处理单元和终端显示模块进行通信。I2C(Inter-Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS 公司开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。I2C 总线是用2 根双向I/O信号线(串行时钟线SCL 和串行数据线SDA) 把多种器件连接起来,并实现器件之间的串行通信。I2C 总线最主要的优点是其简单性和有效性。由于接口直接在组件之上,因此I2C 总线占用的空间非常小,减少了电路板的空间和芯片管脚的数量,降低了互联成本。MSP430F169内部集成有2 个16 bit 定时器,1 个高速12 bit A/D 转换器,12 bit 或8 bit 的双重D/A 转换器,2 个通用同步/异步通信接口和1 个I2C 模块。本文即利用I2C 模块来对MSP430F169 单片机进行扩展。

  2.2.2 驱动电路

  LED 显示屏驱动电路设计根据驱动芯片的选择不同有着很大差异。LED 驱动芯片可分为通用芯片和专用芯片两种。通用芯片是指其芯片本身并非专门为LED而设计,而是一些符合LED 显示屏逻辑功能需求的芯片(如串、并移位寄存器)。通用芯片一般用于LED 显示屏的低档产品,如户内的单色屏、双色屏等。专用芯片是指按照LED 发光特性而专门设计用于LED 显示屏的驱动芯片。LED 是电流特性器件,即在饱和导通的前提下,其亮度随着电流的变化而变化,而不是靠调节其两端的电压而变化。因此专用芯片一个最大的特点就是提供恒流源。

  本系统采用行扫描方式,行选通电路由集成电路74HC154 构成。74HC154 是4 线-16 线高性能译码器,在点阵屏幕不大的情况下,一般的单片机可以直接驱动点阵LED 的亮灭,但是考虑扩展为大屏幕尺寸时,因单片机的I/O 口不足以提供足够的驱动电流,但可在74HC154 和点阵的行接口接上一个PNP 型8550 三极管开关电路用来提供足够的电流,当74HC154 发出低电平时,三极管Q 导通,输出高电平。此外,可用带有2 级锁存移位输出功能的74HC595 锁存器来对列线进行驱动控制。LED 点阵的列线接到74HC595 的8 bit 并行输出口上,由单片机控制数据的输出,利用74HC595 的锁存输出功能,电路共用同一个移位时钟SCK 和数据锁存时钟RCK,可级联多片74HC595 以构成更大LED 点阵屏的列驱动电路。此结构还可在75HC595 的使能端通过PWM 波进行灰度调节。以一个16 行×160 列的LED 点阵单元为例,本系统采用的驱动电路原理如图3 所示。

LED 驱动电路示意图

图3 LED 驱动电路示意图

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