基于PIC32单片机的新型LED点阵显示控制系统设计

项目背景：

LED点阵显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示屏系统。它以其色彩鲜艳，动态范围广，亮度高，寿命长，工作稳定可靠等优点而成为众多显示媒体以及户外作业显示的理想选择。目前，已经被广泛应用到军事、车站、宾馆、体育、新闻、金融、证券、广告以及交通运输等许多行业。

目前常用的LED点阵显示控制系统主要有以下两类：自带字库；PC机通过RS232或者RS485总线进行控制。在第一种系统中，字符代码需要事先存储在单片机（包括其控制的存储器）中或者保存在专用的控制卡中，这样每次修改字库都需要重新连通PC机进行下载，比较麻烦；第二种系统虽然可以实时修改字库，但是也需要借助于PC机。以上两种方案因为离不开PC机，不能满足野外显示的需求。

随着交通行业、旅游行业、广告行业的发展，对LED点阵显示宣传提示性文字提出了实时随地更改的要求，传统的LED点阵显示控制系统显然已经不能满足这种需求。因此，我们设计了一个基于PIC32单片机的新型LED点阵显示控制系统。在此系统中，我们自行规定了一个字符库。本系统借助PIC32系列单片机的强大功能，在控制模块内部集成字符生成LED点阵代码软件，按照自己规定的简明字符对照表，由键盘输入任意字符标号，系统识别后实时生成对应该字符的LED点阵显示代码，并将代码存储后用于显示。同时，也可以将生成的代码按照使用者设定的地址码存入U盘，这样可以实现各段文字信息按照不同地址标记在U盘进行存储。随后，这个U盘就可为其它由低端MCU控制的LED点阵显示系统提供字库来源，并且使用者可以根据地址来选择所需的文字信息，实现了U盘的复用控制。本系统可以彻底摆脱LED点阵屏对PC机的依赖，可以很好的用于随处所需的LED点阵显示。

系统框图：

基于PIC32的主系统框图如下图1所示。在图1中，指出了MCU控制外围器件所需的接口；虚线箭头所连接的模块，表示在每次更换代码完成后，均可以移走。

图1

利用U盘和本系统可以让其它低端LED点阵显示控制系统也告别对PC机的依赖。在距离较近的地方，当需要多处LED点阵显示时，让本系统和其它低端LED点阵显示控制系统共存，可显示出巨大的成本优势。U盘复用控制系统框图如下图2所示。在图2中，指出了MCU控制外围器件所需的接口；虚线箭头所连接的模块，表示在每次更换代码完成后，均可以移走。

图2

系统功能实现原理：

图1所示系统主要完成生成输入字符对应的LED点阵代码，并且将这些代码保存到U盘里以及按需要存入自身的存储模块中，代码生成结束，则更新自身系统的显示信息。在向U盘存储代码的过程中，可以按照实际需要（可能每处LED显示系统需显示的文字内容不一样）对每段文字代码进行地址标记。图2所示系统主要完成先得到图1系统里U盘存储的文字代码，然后更新自己的显示信息。在取代码过程中，按照本处的显示需要，按照每段文字存储时的地址取出需要的文字代码。

图1所示主系统主要由六个模块构成：MCU主控制模块；键盘模块；LED点阵显示模块；存储模块；U盘模块；LCD液晶显示模块。

键盘模块采用普通矩阵键盘，通过它输入每个字符标号信息以及键入读\写U盘、删除错误字符等控制命令。CPU主控模块将字符标号导入内部集成的LED点阵代码生成软件，产生相应字符的显示代码，同时可保存在存储模块和U盘中。在向U盘写代码过程中，可以对每段文字代码分别进行地址标记，这样在U盘复用时，可以由操作者输入某段字符代码的地址来选择不同的文字信息，实现了一次写入且满足了各处显示不同文字的需求。当然，本系统也可以直接从U盘读入所需的文字代码用于更新显示。LCD液晶显示模块提供人机交互界面，在每次键盘操作时，同步显示操作信息（包括显示选择的字符），实现操作直观性。

U盘模块和LCD液晶显示模块可以只预留接口，需要使用时则插上这两个模块，在操作结束后，即可撤走U盘和LCD液晶显示器另作它用。

图2所示U盘复用控制系统也由六大模块构成：MCU主控制模块；键盘模块；LED点阵显示模块；存储模块；U盘模块；LED数码管显示模块。图1所示系统提供的字符代码源被存入U盘，插入图2所示系统。键盘模块也采用普通矩阵键盘，操作者通过键盘输入任意一段文字代码的地址，选择想要的文字信息，取出代码的同时存入存储模块。取代码操作完成后，MCU主控模块从存储模块中取出新的文字代码用于更新LED点阵显示。LED数码管显示模块实时显示输入的文字代码段的地址，让操作者可以看到自己的输入信息。

U盘模块和LED数码管显示模块也可