基于PSoC的精简LED点阵系统设计方案

输出电压。Flash Temp 应用程序接口（API）把温度传感器转换为每摄氏度一个计数。PSoC内部的温度传感器Flash Temp 为户模块提供了一项bFlashWriteBlock 函数的初略温度测量功能，它的测量范围在-40 - +80 度之间，单位是摄氏度。

　　1.2.3 湿度传感器

　　湿度是表示空气中水蒸气的含量的物理量［2］，本系统采用HUMIREL 公司的HM1500 湿度送变器，HM1500 的测湿元件选用湿敏电容HS1101，当外界相对湿度变化时，感湿膜能吸附和释放水汽分子，引起其介电常数发生变化，从而使元件电容量改变。利用电容量与相对湿度的函数关系即可测量湿度［3］。

　　HM1500 内置放大电路，并采用了恒压源供电能够输出和相对湿度呈比例的伏级电压信号。由于温度会影响湿敏电阻的延迟性，所以根据电压和相对湿度的关系在PSoC 内部添加PGA 模块进行电路补偿的方式来对误差进行补偿，然后连接12 位A/D 转换器。

　　1.2.4 LED点阵显示屏

　　该显示屏的实现过程如图2 所示，LED点阵显示屏是由128 个1.9mm 的8×8 的LED点阵块组成，每八块形成32×32 矩形点阵。采用逐行扫描方式因为扫描时间很快及人眼的视觉暂留效应，就可看到LED点阵显示的是完整的图形或文字。行驱动使用ULN2803高电压大电流达林顿晶体管阵列集成芯片， 由于ULN2803 单脚最大输出灌电流500mA，为使驱动电平匹配所以在PSoC27443 里面配置反相器模块而且单块列驱动电路由集成电路74HC595，它构成一个8 位串入并出的移位寄存器和一个8 位输出锁存器，而且移位寄存器和输出锁存器的控制是各自独立的，通过74HC595 的级联可实现在显示本行各列数据的同时，传送下一行的列数据，即达到重叠处理的目的。从单片机I/O 口串行输出的点阵数据随着移位时钟的作用逐位移动到对应位置，在接收到锁存信号后，将数据并行输出至LED 的列线，最后在行驱动信号的作用下点亮一行LED象素。

　　1.2.5 PSoC 与PC 机之间的通信

　　PSoC与PC机之间的通信如图3 所示，采用Si4432无线收发模块通信，在这里采用的是Si4432 芯片是Silicon Labs 公司推出的一款高集成度、低功耗、多频段的EzRadioPRo 系列无线收发芯片。其工作电压为1.9~3.6 V，可工作在315/433/868/915 MHz 四个频段；内部集成分集式天线、功率放大器、唤醒定时器、数字调制解调器、64 字节的发送和接收数据FIFO，以及可配置的GPIO 等。Si4432 在使用时所需的外部元件很少，仅需30MHz 的晶振、几个电容和电感就可组成一个高可靠性的收发系统，设计简单，且成本低。

　　Si4432 的接收灵敏度达到-117 dB，可提供极佳的链路质量，在扩大传输范围的同时将功耗降至最低；最小滤波带宽达8 kHz，具有极好的频道选择性；在240~960 MHz 频段内，不加功率放大器时的最大输出功率就可达+20dBm，设计良好时收发距离最远可达2km.

　　Si4432 可适用于无线数据通信、无线RS485/RS232 数据通信等诸多领域。

　　图3 基于PSoC 的多功能精简尺寸型LED点阵系统和PC 机通信的硬件框图

　　该系统组成了一个星型网络，PC 与多个LED显示屏间的通信属于多机通信。采用主从式结构：主机是PC 机通过查找相应的地址控制不同的从机，作为从机的PSoC 控制无线收发模块不主动发送命令或数据，由主机控制并且在一个多机系统中，只有一台主机即PC 机，各台从机之间不相互通信，即使要信息交换也必须经过主机转发。最后经过无线收发模块以数据包的形式，发送到LED 显示屏。本系统定义的数据包格式如下表2 所示：其中，前导码是0XFFAA55.

　　数据包在传输过程中会在每个包的前面加上可设置好长度的前导码；接收端为了识别帧的到来，需要前导码进行帧同步，从而确定收发系统之间何时发送和接收数据。同步字在前导码之后，要用设定好的同步字作为同步模式的标志码。本系统设定的同步字为2 个字节，同步字内容为0x2DD4，接收端在检测到同步字后才开始接收数据。数据载荷长度为1 字节，有效数据载荷是用户所发送的数据。CRC 校验和由内置CRC 校检。Si4432 内部集成有调制/解调、编码/解码等功能，从而前导码、同步字、数据载荷长度和CRC校验和都通过硬件自动加上去的，用户只需设定数据包的组成结构和部分结构的具体内容如前导码和同步字就可以。

　　表2 数据包格式

　　1.3 系统软件设计

利用中断分时处理的原理构成系统主程序和中断服务程序。其中主程序如图4，该主程序不断的判断相应的flag 是否为1 只要flag 等于1 就通过中断进入相应的子程序。中断子程序（Timer8 Interrupt）， 作时间间断、计数器标志单元为70H、每