一般只能整块读写数据,随机存取能力差。它们对数据的存取不是使用线性地址映射,而是通过寄存器的操作串行存取数据。FLASH存储器的擦除过程相对费时,且擦除流程相对复杂。
方案二:选用AT24C64存储器来存储汉字编码,AT24C64采用的是I2C总线接口方式,I2C总线是一种用于IC器件之间连接的二线制总线。连接总线的器件的输出必须是集电极或漏极开路,以具有线“与”功能。I2C总线的数据传送速率在标准工作方式下为100kbits,在快速方式下,最高传送速率可达400kbits。它通过SDA(串行数据线)及SCL(串行时钟线)两根线和连在总线上的上位机进行通信,并根据地址识别每个器件。采用I2C总线标准的单片机或IC器件,其内部不仅有I2C接口电路,而且将内部各单元电路按功能划分为若干相对独立的模块,通过软件寻址实现片选,减少了器件片选线的连接。CPU不仅能通过指令将某个功能单元电路挂靠或摘离总线,还可对该单元的工作状况进行检测,从而实现对硬件系统既简单又灵活的扩展与控制。
由于本设计的任务是需要存储汉字不少于64个,采用FLASH芯片来存储汉字编码,其操作复杂、成本太高,不适合在本次设计中采用FLASH芯片,因此本设计采用方案二来存储上位机发送过来的汉字编码并用寻址读取数据。 3.2.4 系统总体结构及原理分析
通过对各种方案的比较与分析,初步构建硬件系统框图如图3.1所示。
Xn低8位行扫描线X1X0Y0电源行扫描驱动电路高8位行扫描线Y1516位移位寄存器16位移位寄存器16位移位寄存器I/O口通用IO口I/O口EEPORM64上位机RS-232屏蔽线电平转换图3.1 LED显示屏系统框图
在图3.1中,X0、X1—Xn为显示单元。整个显示单元由一个32*64点阵的LED模块和一个32位宽的移位锁存器(串行—并行转换器)构成。所有显示单元的16根行线均连接到公共的行扫描驱动电路。而每个显示单元的列数据则由16位移位锁存器并行输出口提供。中央微处理器MCU负责与所有外围设备的协调通信,以及各种算法的处理。MCU通用IO口来驱动行扫描驱动电路。通用IO口模拟同步串行接口以实现和列数据锁存器(移位锁存器)之间的单向通信。
3.2.5 工作原理分析
单片机上电复位后,先从外部存储器E2PROM读取上次存储在内部的显示模式,在32*64单色屏中上半屏存储时间、温度等数据。下半屏存储的是上位机要传输过来的数据。进入下载模式后从上位机传送来的数据经过MAX232串
RS-232STC12C5A60S2单片机
口存放到单片机内部的扩展数据存储区,在AT24C64存储区中开辟192字节(1536位)动态显示缓冲区Display_Buffer和32字节的字模数据缓存区Temp_Buffer,两个缓存区编址连续。Display_Buffer中的一位与LED的一个点阵一一对应。遵循结构化的程序设计思路,把单片机在显示模式时所有工作量分为以下三个任务:
(1)、扫描显示任务:扫描显示任务负责把Display_Buffer中的数据依次发送到列驱动器74HC595,并按严格的时序高电平选通十六根行扫描线(Y0—Y15),使每一列数据对应着一个行线状态。
(2)、移动处理任务:移动处理任务负责完成显示字符逐点阵向左移动的算法处理,这是最基本的显示效果。其它大部分显示效果如:左移六字暂停,全屏定格显示等都是以逐位左移为基础。对显示字符的移动,实质上是对显示缓冲区Display_Buffer内数据的移动。
该算法是将Display_Buffer和Temp_Buffer中的数据首尾相接地左移一位,并不断把Temp_Buffer移入Display_Buffe。
(3)、字符更新任务:在单片机的xdata区开辟了32字节的字模数据缓存区Temp_Buffer。该缓存区与Display_Buffer编址连续。当调用字符更新任务时,程序从E2PROM内码区指定位置读取相邻两字节的汉字内码数据。并通过一定的算法,把上位机发送的汉字编码转换成标准的GB2312汉字编码。单片机通过I2C接口,向E2PROM发送读命令和地址,单片机连续读取32字节的全角
汉字字模数据或16字节的ASCII半角字模数据。这些字模数据就存储在32字节的字模数据缓存区中。字模数据缓存区Temp_Buffer中的数据可通过调用移动处理任务而逐位转移至动态显示缓冲区Display_Buffer中,这样在LED 显示屏上就显示我们所需要的内容。 4 硬件电路设计
4.1 LED控制卡电路设计
LED点阵屏控制卡是整个LED显示屏的核心控制器件,它集成了STC12C5A60S2主控芯片、时钟芯片、温度传感器、存储芯片、串口转换电路为一体的控制器,它是控制点阵屏的核心部分,各项功能的实现必须经过控制卡的控制。通过LED控制卡来驱动32*64显示屏上面的行,列选通芯片,把十六进制汉字编码送74HC595显示。 本系统设计的控制卡接有标准的T08接口和T12接口,也适合其它型号的点阵屏使用本控制卡,因此控制卡的设计非常重要。图4.1为核心控制器件与标准的接口,其他各个部分控制电路(见附录A)
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