LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示和遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)

1、LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示和遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)摘 要：由于一般LED點(diǎn)陣顯示屏動(dòng)態(tài)顯示通常采納硬件掃描驅(qū)動(dòng), 這在一些需要專門顯示的場(chǎng)合顯得不夠靈活。文中提出了一種利用PC機(jī)和 單片機(jī)的通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示屏靈活的動(dòng)態(tài)顯示和遠(yuǎn)程監(jiān)控的設(shè)計(jì)方法，同時(shí) 該方法還能夠?qū)@示內(nèi)容在PC機(jī)上進(jìn)行預(yù)覽。關(guān)鍵詞：LED；動(dòng)態(tài)顯示；遠(yuǎn)程操縱；顯示預(yù)覽1引言LED點(diǎn)陣電子顯示屏是集微電子技術(shù)、運(yùn)算機(jī)技術(shù)、信息處理技 術(shù)于一體的大型顯示屏系統(tǒng)。它以其色彩鮮艷，動(dòng)態(tài)范疇廣，亮度高，壽 命長(zhǎng)，工作穩(wěn)固可靠等優(yōu)點(diǎn)而成為眾多顯示媒體以及戶外作業(yè)顯示的理想 選擇。同時(shí)也可廣泛應(yīng)用到軍事、車站、賓館、體育、新聞、金融、證券、 廣告以及交通運(yùn)

2、輸?shù)仍S多行業(yè)。目前大多數(shù)的LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)自帶字庫(kù)。其顯示和動(dòng)態(tài)成效（要緊 是顯示內(nèi)容的滾動(dòng)）的實(shí)現(xiàn)要緊依靠硬件掃描驅(qū)動(dòng)，該方法盡管比較方便, 但顯示只能按照預(yù)先的設(shè)計(jì)進(jìn)行。而實(shí)際上經(jīng)常會(huì)遇到一些專門要求的動(dòng) 態(tài)顯示，例如電梯運(yùn)行中指示箭頭的上下移動(dòng)、某些智能外表幅值的條形 顯示、廣告中廠家的商標(biāo)顯示等。這時(shí)一樣的顯示系統(tǒng)就專門難達(dá)到要求。 另外，由于受到儲(chǔ)備器本身的局限，其專門字符或圖案也往往難以顯示， 同時(shí)顯示內(nèi)容也不能隨意更換。本文提出一種利用PC機(jī)和單片機(jī)操縱的L ED顯示系統(tǒng)通訊方法。該方法能夠?qū)︼@示內(nèi)容（包括漢字和專門圖符）進(jìn) 行實(shí)時(shí)操縱，從而實(shí)現(xiàn)諸如閃動(dòng)、滾動(dòng)、打字等多種動(dòng)態(tài)顯

3、示成效。該方 法同時(shí)還能夠調(diào)劑動(dòng)態(tài)顯示的速度，同時(shí)用戶也能夠在PC機(jī)上進(jìn)行顯示成 效的預(yù)覽，顯示內(nèi)容亦能夠即時(shí)修改。另外，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的RS232 / 485轉(zhuǎn) 換模塊還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)顯示系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操縱。2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)要緊的硬件設(shè)計(jì)是下位機(jī)單片機(jī)的顯示操縱部分。而上 位機(jī)（PC機(jī)）與單片機(jī)顯示操縱部分的接口為標(biāo)準(zhǔn)RS232通訊方式。若需 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，只需增加RS232 / 485轉(zhuǎn)換模塊即可，該部分已有成熟的電 路設(shè)計(jì)，故不再詳細(xì)敘述。具體的LED顯示屏操縱電路如圖1所示。整個(gè)電路由單片機(jī)89C52、 點(diǎn)陣數(shù)據(jù)儲(chǔ)備器6264、列驅(qū)動(dòng)電路ULN2803.行驅(qū)動(dòng)電路TIP 122.移位寄 存器40

4、94及附屬電路組成。該電路所設(shè)計(jì)的電子屏可顯示10個(gè)漢字，需 要40個(gè)8X8 LED點(diǎn)陣模塊，可組成16X160的矩形點(diǎn)陣。由于AT89C52 僅有8k儲(chǔ)備空間，而顯示的內(nèi)容由PC機(jī)操縱，因此不可能預(yù)先把需要顯 示的內(nèi)容做成點(diǎn)陣存在單片機(jī)中，而只能由PC機(jī)即時(shí)地把所需顯示的點(diǎn)陣 數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)并存入緩沖區(qū)6264。該電路的顯示采納逐行掃描方式。工作時(shí)，由單片機(jī)從緩沖區(qū)取出第 一行需要顯示的20字節(jié)點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，再由列點(diǎn)陣數(shù)據(jù)輸入端Pl2 口按位依 次串行輸入至列移位寄存器，其數(shù)據(jù)輸入的順序與顯示內(nèi)容的順序相反。 然后置行點(diǎn)陣選通端Pl3為1,即置行移位寄存器的D為高電平，STR 使能（所有4094

5、的OE引腳接+5V電平），從而使列移位寄存器中的數(shù)據(jù) 同時(shí)并行輸出以選通該行。經(jīng)延時(shí)一段時(shí)刻后再進(jìn)行下一行點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的顯 示。需要注意的是，每次只能選通一行數(shù)據(jù)，即要通過(guò)持續(xù)的逐行掃描來(lái) 實(shí)現(xiàn)漢字或字符的顯示。3顯示與操縱的設(shè)計(jì)在筆者設(shè)計(jì)的PC機(jī)操縱多單片機(jī)顯示系統(tǒng)中，用PC機(jī)實(shí)現(xiàn)的要 緊功能包括單片機(jī)顯示子系統(tǒng)的選擇，顯示方式選擇（包括靜態(tài)、閃動(dòng)、 滾動(dòng)、打字等），滾動(dòng)方向選擇（包括上下滾動(dòng)和左右滾動(dòng)），動(dòng)態(tài)顯示速 度調(diào)劑（即文字閃動(dòng)頻率、滾動(dòng)速度、打字顯示速度等），顯示內(nèi)容輸入及 顯示預(yù)覽等。單片機(jī)一樣通過(guò)RS232 / 485串行接收PC機(jī)發(fā)出的顯示指采 納定時(shí)器中斷方式進(jìn)行行掃描，每次中

6、斷顯示一行，定時(shí)中斷時(shí)刻為12 5ms,如此整屏的刷新率為50Hz,因而無(wú)閃耀感。.jcom中adW子玫計(jì)域?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示速度調(diào)劑的方法通常是改變定時(shí)器的中斷時(shí)刻，然 而當(dāng)顯示速度專門慢的時(shí)候，該方法容易使整屏的刷新率降低，從而使顯 示內(nèi)容顯現(xiàn)閃耀。因此，本設(shè)計(jì)采納一種“軟定時(shí)”方法，即在程序中命 名一變量作為“軟定時(shí)器”，以用來(lái)設(shè)定兩次動(dòng)態(tài)顯示的時(shí)刻間隔。在對(duì)定 時(shí)中斷調(diào)用計(jì)數(shù)時(shí)，如果調(diào)用次數(shù)達(dá)到設(shè)定值，則改變顯示內(nèi)容。為保證 能夠正常顯示，“軟定時(shí)器"的設(shè)定值必須大于整屏顯示周期。由于顯示屏 每行顯示125ms,整屏顯示周期為20ms,考慮到余量的情形，可將軟定 時(shí)器的設(shè)定值定在大

7、于30mso如此循環(huán)計(jì)數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示?！败浂?時(shí)器”的設(shè)定值能夠通過(guò)上位機(jī)PC機(jī)來(lái)改變，如此既可實(shí)現(xiàn)LED動(dòng)態(tài)顯 示的速度調(diào)劑，又可保持顯示內(nèi)容的流暢和無(wú)閃耀感。3. 1單片機(jī)動(dòng)態(tài)顯示操縱以上提到的靜態(tài)、閃動(dòng)、滾動(dòng)和打字等4種顯示方式，實(shí)際上是單片 機(jī)定時(shí)中斷程序進(jìn)行行掃描處理的不同方法。下面將分不講明如何實(shí)現(xiàn)這4 種顯示方式。靜態(tài)顯示只需在定時(shí)中斷處理程序中從顯示緩沖區(qū)調(diào)入相應(yīng)的一行顯 示數(shù)據(jù)，然后選中該行即可實(shí)現(xiàn)該行的顯示，如此循環(huán)，便可顯示整個(gè)內(nèi) 容。閃動(dòng)顯示與此類似，不同的是要間隔一個(gè)“軟定時(shí)器"的定時(shí)時(shí)刻， 在行掃描時(shí)，行移位寄存器的D端打入的全為0,可使得整屏不顯示

8、，以 確保黑屏?xí)r刻與顯示時(shí)刻相等，從而實(shí)現(xiàn)漢字或圖符的閃動(dòng)顯示。滾動(dòng)顯示要求需要顯示的內(nèi)容每隔一定時(shí)刻向指定方向（那個(gè)地 點(diǎn)以從右向左為例）移動(dòng)一列，如此顯示屏能夠顯示更多的內(nèi)容。為此， 需要在下次移動(dòng)顯示之前對(duì)顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容進(jìn)行更換，從而完成相應(yīng)點(diǎn) 陣數(shù)據(jù)的移位操作。具體操作方法是：設(shè)置一個(gè)顯示緩沖區(qū)（如圖2所示），該區(qū)應(yīng)包括兩部分：一部分 用來(lái)儲(chǔ)存當(dāng)前LED顯示屏上顯示的10個(gè)漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)；另一部分為點(diǎn)陣 數(shù)據(jù)預(yù)裝載區(qū)，用來(lái)儲(chǔ)存立即進(jìn)入LED顯示屏的1個(gè)漢字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。滾 動(dòng)指針始終指向顯示屏的最右邊原點(diǎn)。當(dāng)滾動(dòng)指針移動(dòng)到需要顯示的點(diǎn)陣 數(shù)據(jù)儲(chǔ)備區(qū)的第1個(gè)漢字的首地址時(shí)，顯示緩沖區(qū)LED

9、顯示區(qū)為空白，而 預(yù)裝載區(qū)已儲(chǔ)存了第1個(gè)待顯示漢字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。當(dāng)需要滾動(dòng)顯示時(shí)，則 可在接下來(lái)的掃描周期的每個(gè)行掃描中斷處理程序中，將對(duì)顯示緩沖區(qū)的 相應(yīng)行點(diǎn)陣數(shù)據(jù)左移一位，同時(shí)更換顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容。（需要注意的是， 要確保該操作能在1. 25ms的中斷時(shí)刻內(nèi)完成。那個(gè)地點(diǎn)89C52采納22M Hz晶振，實(shí)驗(yàn)證明能夠?qū)崿F(xiàn)該操作）。如此，在一個(gè)掃描周期后，整個(gè)漢 字將左移一列，而顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容也同時(shí)更換。由于預(yù)裝載區(qū)儲(chǔ)存了 1 個(gè)漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，即16X16點(diǎn)陣，因此當(dāng)前顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容只能移動(dòng)1 6列。當(dāng)下一個(gè)滾動(dòng)到來(lái)時(shí)，滾動(dòng)指針將移動(dòng)到點(diǎn)陣數(shù)據(jù)儲(chǔ)備區(qū)的下一個(gè)漢 字的首地址，并在預(yù)裝載區(qū)存入該

10、漢字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。然后重復(fù)執(zhí)行上述操 作便可實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)顯示。專門字符或圖形的顯示與此類似，那個(gè)地點(diǎn)不再贅 述。<DIV align=center>11 jI丨Jt 941"TI 17T 11JItIM 2 IK1>打字顯示要求漢字在顯示屏上按從左到右的順序一個(gè)個(gè)的顯現(xiàn)，如同 打字的成效。設(shè)計(jì)時(shí)可采納如下方法：第一將LED顯示屏對(duì)應(yīng)的顯示緩沖 區(qū)全部清零，即LED顯示空白，然后每間隔一個(gè)“軟定時(shí)器”設(shè)定的動(dòng)態(tài) 顯示時(shí)刻，顯示緩沖區(qū)依次加入一個(gè)漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)并進(jìn)行掃描顯示，如此 就可達(dá)到打字顯示的成效。3. 2 PC機(jī)操縱程序a.通訊功能的實(shí)現(xiàn)在Windows環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)PC

11、與單片機(jī)的通訊可利用Windows的通訊 API函數(shù)或者利用VC+ （或其它語(yǔ)言）的標(biāo)準(zhǔn)通訊函數(shù)_mp、_outp 來(lái)實(shí)現(xiàn)。但上述兩種方法比較繁瑣，而采納ActiveX控件MSComm32來(lái)實(shí) 現(xiàn)則專門方便。該控件用事件的方式簡(jiǎn)化了對(duì)串口操作的編程，并可設(shè)置Mscxmim I.SetComniPort (2):/設(shè) JL 串 口 2 if(! m Msromm 1. (nUCominPort ()態(tài)及串口通信的信息格式和協(xié)rn_MsccHnmI .S-lPort()|)en (TRUE): 1 rn Msoonwnl .SctlnpulMod<a (com InputM<)<

12、le BinanJ : 二進(jìn)制方式<MmxhiwiiI .Sm Sellings I M9600.n,8w lH) :/設(shè)賈波特率 in Msconwn I. S4R llinshold ( I ) ; /* 件方式 in MsconNnI.SptlnBufleK amnt (0): ni MscommI.Set()utBufferCounl (0):一樣情形下，PC要與多個(gè)單片機(jī)89C51系統(tǒng)進(jìn)行主從式通訊，為了區(qū) 分各單片機(jī)系統(tǒng)，能夠使89C51采納串口工作方式3,即11位異步接收/ 發(fā)送方式，該方式的有效數(shù)據(jù)為9位，其中第9位為地址/數(shù)據(jù)信息的標(biāo) 志位，其作用是使從機(jī)據(jù)此判定發(fā)送的

13、數(shù)據(jù)是否為地址，從而實(shí)現(xiàn)多機(jī)操 作。但現(xiàn)在由于采納的是MSCOMM控件來(lái)實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和單片機(jī)之間的通訊, 這是一種標(biāo)準(zhǔn)的10位串口通信方式，即8位標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)位和該數(shù)據(jù)的起始位、 停止位各1位。因此二者格式不相符，故專門難利用上述方案。因此可考 慮將單片機(jī)串口設(shè)為工作方式1,即改為10位異步接收/發(fā)送方式來(lái)解決, 其通訊流程如下：第一發(fā)通信開(kāi)始標(biāo)志，接著發(fā)送需要操作的單片機(jī)系統(tǒng)地址，然后發(fā) 送顯示工作命令字，該命令包括2個(gè)字節(jié)，前一字節(jié)用于設(shè)定顯示方式和 滾動(dòng)方向，后一字節(jié)則用于設(shè)定顯示速度。再往下是傳送顯示內(nèi)容的點(diǎn)陣 數(shù)據(jù)，最后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。該通訊規(guī)約專門簡(jiǎn)便，能夠較好的解決上述 咨詢題，從而實(shí)

14、現(xiàn)PC機(jī)與多單片機(jī)之間的主從式通訊及對(duì)顯示的操縱。需要注意的是，當(dāng)顯示內(nèi)容需要改變時(shí)，為了幸免在單片機(jī)串行中斷 接收數(shù)據(jù)時(shí)，顯示屏顯現(xiàn)亂碼，應(yīng)使顯示屏?xí)翰伙@示（處于“黑屏”狀態(tài)）, 直到數(shù)據(jù)接收完全，串行中斷處理終止時(shí)再顯示。漢字字模的提取專門關(guān)鍵,本文的字模數(shù)據(jù)取自UCDOS下的字庫(kù)文件 HZK16。關(guān)于這方面的介紹較多，文獻(xiàn)2給出了較為具體的在VC下提 取漢字字模的方案，那個(gè)地點(diǎn)不再贅述。關(guān)于專門字符或圖形點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的 提取，簡(jiǎn)便的方法能夠先做一個(gè)BMP文件，然后用一些取模軟件（如字模 提取v21)來(lái)獲得。為了顯示方便，點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的格式應(yīng)為nX (16X8), 不足要求的則應(yīng)以0數(shù)據(jù)補(bǔ)充。b.動(dòng)態(tài)成效模擬顯示為了方便調(diào)劑LED的顯示成效，筆者在PC機(jī)的操縱界面上設(shè)計(jì)了 LE D顯示屏的模擬顯示，它同實(shí)際的顯示成效完全一樣。用戶能夠設(shè)定顯示 的模式，并調(diào)劑顯示速度，然后在界面上對(duì)顯示成效進(jìn)行預(yù)覽，同時(shí)還能 夠隨時(shí)修改和設(shè)定參數(shù)，因而十分方便簡(jiǎn)捷。為此，可先在界面上描畫出虛擬的LED顯示屏，由于實(shí)際的顯示屏為 160X16點(diǎn)陣，故須在界面 上設(shè)定相同的區(qū)域。實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示成效的方法和以上幾種差不多類似，那個(gè)地點(diǎn)以滾動(dòng)顯 示為例作一講明。關(guān)于需要滾動(dòng)的文字，能