分布式LED显示屏控制器的设计与实现

选用4953。4953内含2个P沟道的MOSFET管，漏极电流最大可达419A,保证了行驱动能力，16×64点阵需要8片4953。2片138的16路输出分别通过4953的驱动用于选通相应的行，实现对行的控制。

　　列驱动采用74HC595,内含移位寄存器和三态输出锁存器，可以把串行输入的8bit数据并行输出。分别用8个74HC595锁存红色、绿色数据。单片机2路控制信号与所有595的时钟输入SRCLK,锁存信号RCLK相连。第1片595的串行输出接到第2片595的串行输入端，同理，其他引脚的连接方式一样，通过这种级联的方式，把8个595芯片连在一起，同时每个595芯片的并行输出连接8个LED的列。

　　显示过程为：

　　（1）把显示缓存区中的第1行红色数据和绿色数据分别送入595锁存；

　　（2）送行扫描信号，选通LED阵列的第一行并延时；

　　（3）行消隐，行扫描信号下移一行并重复上述过程直至完成第16行的显示。如此循环。

　　每个LED显示单元模块有2个接口，可根据显示长度的不同需求灵活扩展LED单元，控制器保持不变。如需高度上扩展，可通过扩展CPLD/FPGA控制行扫描信号的同步来实现，在显示和控制原理上并无差别。

　　2　系统的软件设计

　　系统软件包括上位机软件和下位机软件。上位机软件用VC编写，与下位机通过异步串口进行通信。上位机软件的任务是校准时钟，编辑显示的内容、颜色和显示效果等并把数据广播发送到LED显示控制器。通信的数据格式如表1所示。

下位机开机进行中断、串口初始化后，按照指令执行显示子程序，定时进行温度采样和时钟数据的读取。下位机始终处于监听状态，当有串口中断时，和上位机通信，上位机发1字节地址符，下位机接收后与本屏地址进行比较，本屏地址由控制器的拨码开关设定。如果地址相同则接收数据，否则中断返回，由此实现LED屏的分布式控制。接收完全部数据后，进行校验，如出错则要求重发，校验正确则发送接受成功标志给上位机，结束中断。串口中断程序和定时器中断程序流程见图5。

控制器接收到数据后存于Flash中，根据数据中的命令字，执行相应的操作，操作判断流程如图6所示。

显示子程序根据汉字内码从字库中查找出字模，送至显示缓存区，通过数据处理后输出至列选通信号，配合行扫描信号，进行动态扫描显示。其中数据处理功能主要完成字幕左移、右移、百叶窗、变色、闪烁等。

　　3　结语

　　本文选用了STC89LE516单片机，在保证功能和稳定的前提下，降低了成本，扩展了大容量Flash数据存储器，上位机只需传送汉字内码即可显示，减少了数据传送量，提高了响应速度。LED显示单元可灵活扩展，满足不同需求。经实验验证，该系统显示稳定可靠，支持温度、日历、汉字和各种特效等，可运用于工业生产线、楼宇安防、停车场等的分布式LED显示。