基于MCS51单片机的大屏幕LED显示屏高速控制方案

到的LED点阵片成百、上千甚至几千片。单片机对LED显示屏的控制，包括单片机与PC机的通信、字模数据的数据处理以及显示控制三个部分。1片单片机要与PC机通信，又要进行数据处理，还要进行显示控制，肯定是忙不过来的。

为了解决大屏幕LED显示屏的控制问题，许多文献都对控制方案作了成功的设计。不少方案［36］的基本思路是数据处理由一片单片机完成，显示控制由另一片单片机或一个专门设计的电路完成。这些方案的控制效率虽然很高，但是电路比较复杂。

图2 数据存储器分段选择开关电路

本方案的基本思路是，单片机与PC机的通信、数据处理及显示控制都由1片单片机完成。显示控制采用本文提出的高速控制方案，电路简单，而且显示控制的效率很高。例如，LED点阵片采用常用的6 cm×6 cm外廓尺寸的LED点阵片时，屏幕面积小于2 m2时，1片MCS51系列单片机就可以完成。但是，高速控制方案用于大屏幕LED显示屏，还有一些问题要解决：

① 单片机与PC机的通信问题。大屏幕LED显示屏与PC机连接时，PC机用来编辑待显示的内容，并将内容传给大屏幕LED显示屏中的单片机。PC机与单片机通信时，不会干扰显示屏的工作。因为显示屏工作时，是一场一场显示的，场与场之间有黑屏的时间，利用黑屏的时间进行通信完全没有问题。

② 增加显示场次的问题。大部分显示屏的工作方式是，显示的内容一场、一场、又一场，如此循环。前面的设计只考虑了显示一帧图像时，LED点阵片的I/O接口地址和数据存储器的一段建立映射关系的问题，因此只能显示一场定格的图像。在图1的基础上增加图2，可以使LED点阵片的I/O接口地址和数据存储器的多段建立映射关系。工作时，由P1口控制多路开关，切换数据存储器的不同段和LED点阵片的I/O接口地址映射，于是显示屏就可以一场一场地循环显示了。如果扩充外部数据存储器的片数，并由P1口使能其中的一片有效，那么将可以扩充更多的段和LED点阵片的I/O接口地址建立映射关系，这样的话，像拉幕、流水等一些显示效果，也就可以实现了。

③ 字模数据的数据处理问题。显示的方式比较多，比如有定格、拉幕、流水，流水方式中又有向左流水、向右流水等。在转换显示方式时，就必须进行一次字模数据的数据处理，用1片单片机，这也不会成为问题。因为转换显示方式时，本来要黑屏1 s至几s，这段时间也就正好用来进行数据处理了。

结语

本LED显示屏的高速控制方案，经应用证明工作稳定、可靠，且电路简单，特别适合银行汇率显示屏、利率显示屏使用。另外本文提出的灵活运用读指令的思路，也可以提供给人们作为借鉴。