基于GSM 的远程LED 点阵显示系统

实现目标：

制作一款带有接收短信功能的点阵屏显示系统，用于我校及公司等一些公共场所公共信息的发布。该系统可以实现不管用户在哪，身边有没有电脑，只要身上带有电话，就可以利用移动通信网络的服务，发送自己想要显示的字在点阵屏上显示。

设计方案：

系统基于GSM 的无线远程LED 点阵显示系统, 系统是借助于移动通信网络的服务, 应用GSM 模块的短消息功能,将信息从计算机传输到远端的显示屏。这种方式具有实现快捷、信息传输可靠、距离可以任意远近、运行费用低等优点, 可以广泛地应用于室外LED 点阵显示。

点阵屏部分采用串行输入，并行输出，动态行扫描显示汉字的方式。通过串并转换器扩展I0口，达到控制LED点阵的64个列的目的。方案中运用8片串并转换器74HC595级联，锁存4个字的一行数据，并用4/16译码器74HC154选择对应的行线，在主程序中通过逐行扫描使8片串并转换器锁存的数据依次输入到点阵的列端口上，这样依据人体视觉暂留，可以完整的看到扫描后的汉字。

系统整体结构框图：

图1

硬件设计：

该系统电路主要包括数据收发模块、单片机控制模块、点阵屏模块，及其SD卡模块构成。单片机作为系统的核心控制部件，主要完成对点阵屏和gsm模块的数据传输。其中传输的数据为点阵屏要显示的汉字，传输数据时一种形式是实时发送数据

（1） GSM模块电路

主要由TC35I模块、电平转换芯片MAX232 、电压转换芯片LP3966-ADJ 、SIM 卡座电路等构成。由于我们只使用模块的短消息功能，不需要声音功能和电池充电功能，因此只需要正确设计出启动电路、SIM卡电路和RS232电平转换等电路遍可与单片机连接，由单片机控制实现数据收发。

①、TC35I模块简介

TC35I模块有40个引脚，通过一个ZIF(Zero Insertion Force，零阻力插座)连接器引出。这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制。

单片机通过串口与TC35进行数据通信，通信速率为9600bps，采用8位异步通讯方式，1位起始位，8位数据位，1位停止位。TC35模块输入输出的TTL正电平逻辑不是+5V，而是+2.8V左右，因此必要时加端口保护。

②、电源模块

GSM模块TC35I对电源的要求十分严格，模块的工作电压范围为3.3～4.8V，推荐值为4.2V，当低于3.3V时，TC35I模块将自动关机。模块启动时也需要很大的电流才可以启动，否则模块不能正常工作。基于上述，电源芯片的选择采用LP3966-ADJ，该芯片可以满足大电流的要求，可以达到3A的电流峰值，并且可以通过调节电阻R13使得输出电压有很大的变化范围，电源输出电压值选择4.2V。电源电路如图2所示。

图2

③、SIM模块

TC35I模块采用外接SIM，24～29为SIM卡引脚，SIM上的CCRST、CCIO、CCCLK、CCVCC和CCGND通过SIM卡卡座与TC35I的同名端直接相连，ZIF连接座的CCIN引脚用来检测SIM卡是否插好，如果连接正确，则CCIN引脚输出高电平，否则为低电平。考虑到干扰的问题，通常在CCRST和CCVCC接两个小电容与地相连。

SIM卡电路如图3所示。

图3

④、接口电平转换

单片机的接口电压为TTL电平，而TC35I模块的数据口电压为2.8V左右，因此在单片机与模块进行串行通信时，不能直接相连，需要加端口保护电路，此部分电路采用74F07芯片实现端口电平的转换。电路如图4所示。

图4

（2）点阵屏显示模块

LED点阵显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字图形等各种信息的显示屏幕。

LED 点阵显示器主要主控制器、各字行、列显示控制芯片和显示模块等部分组成。本点阵模块采用串行输入，并行输出，动态行扫描显示汉字的方法。通过串并转换器扩展I0口，达到控制LED点阵的64个列的目的。方案中运用8片串并转换器74HC595级联，锁存4个字的一行数据，并用4/16译码器74HC154选择对应的行线，在主程序中通过逐行扫描使8片串并转换器锁存的数据依次输入到点阵的列端口上，这样依据人体视觉暂留，可以完整的看到扫描后的汉字。

列驱动电路原理

由于显示多个汉字，需要多块LED点阵块，就需要采用级联多只串并转换器74HC595从而实现点阵的扩展。左图是74HC595的引脚分布图，各引脚功能为：

QA~QH: 并行数据输出，即存储器的数据输出

QH’ 9 串行数据输出

SCK 11 移位寄存器时钟输入

RCK 12 存储寄存器时钟输入

G 13 输出有效（低电平）

SCLR 10 主复位（低电平）

SER 14 串行数据输入

74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。移位寄存器和存储器使用独立的时钟。数据在SH_CP的上升沿输入，