基于USB接口的LED显示系统设计-伟德BETVLCTOR1946始于英国

摘取　要：LED图形显示器作为一种新兴的显示器件，是由多个独立国家的LED（发光二极管）PCB而出。讲解了一种通过USB总线掌控6416LED图形表明汉字的方法。使用Cypress公司的CY7C68013A与行列移位存放系统因应驱动LED显示屏构建高速数据传输。

应用软件处置文字信息，并与USB设备通信。本设计经测试能动态地表明文字信息。

　　1　谓之　言　　LED显示屏是由若干发光二极管排序构成的显示器件。它使用低电压扫瞄驱动，具备耗电量省、使用寿命宽、成本低、亮度高、视角大、可用距离远、规格品种多等优点，被普遍地应用于许多公共场合的提醒、解释、广告等。　　本设计还包括硬件和软件。

硬件还包括LED显示屏的驱动和掌控。驱动部分负责管理根据行列选通信号向登录的LED闪烁器件获取适合的驱动电流;掌控部分使用构建USB2.0的微处理器CY7C68013A，构建USB通信和对行列移位存放系统的掌控。软件还包括KeilC51环境下撰写的固件程序、驱动程序和应用软件。

固件程序控制硬件已完成适当的功能;驱动程序获取了相连到计算机的硬件设备的软件模块;应用软件处置图文信息并与USB设备通信。本设计的结构框图如图1右图。　　2　硬件设计　　2.1　表明和驱动设计　　本设计的LED显示屏如图1中6416LED图形显示屏右图，使用16块88模块，构成4个1616图形。每个1616图形表明一个汉字，因此LED显示屏可以表明4个汉字。

　　由于CY7C68013AI/O口的个数受限（5个8位I/O口），也考虑到今后便利拓展的必须，LED显示屏的行列驱动系统皆搭配8位串行输出并转分段输入移位寄存器芯片74HC595。其优点是可以使用很少的I/O口掌控尽可能多的讫或佩，且可以解决必要使用I/O口掌控或使用I/O口和译码器联合掌控时难以克服的一些问题，如鬼影的避免。　　　　图1　结构框图　　由于I/O口的驱动能力受限，佩驱动使用了PNP型晶体管。

照亮每一个LED器件约必须20mA驱动电流，为了符合同时照亮16个LED约必须320mA的驱动电流，使用PNP型晶体管的发射极接电源，集电极接LED阳极，基极经限流电阻接74HC595输入末端。这样利用晶体管的电流缩放起到，74HC595的输入末端仅有须要获取几毫安的驱动电流就可掌控对应LED的亮灭了。部分驱动电路如图2右图。　　　　图2　部分驱动电路　　2.2　掌控设计　　本设计的USB模块使用构建USB2.0的微处理器CY7C68013A，其优点是构建了USB2.0收发器、智能SIE、强化的8051微控制器和可编程的外围模块，数据传输率超过56MByte/s，可以硬件处置USB1.1和USB2.0协议，从而增加研发时间、保证USB的兼容性、提升硬件的集成度和可靠性。

　　CY7C68013A的外围电路主要还包括供电（5V-3.3V切换）电路，串行I2C总线电路以及废黜和苏醒电路。明确电路可参考文献。

　　LED显示屏的基本工作原理是动态扫瞄。动态扫瞄又分成行扫瞄和佩扫瞄两种方式。

本设计使用行扫瞄工作方式。　　同一行8个88图形模块的同名行掌控插槽是接上一条线上的，共16条线，相连在行移位存放系统上。同一列2个88图形模块的同名列掌控插槽也是接上一条线上的，共64条线，相连在列移位存放系统上。

行移位存放系统由2片74HC595构成，佩移位存放系统由8片74HC595构成。　　以行移位存放系统为事例：将第一片的DS（串行数据输出）末端由一个CY7C68013A的I/O口掌控;第一片和第二片74HC595的SH_CP（移位寄存器的时钟脉冲）、ST_CP（存储寄存器的时钟脉冲）和OE（输入使能末端）末端分别相接在一起，各由一个I/O口掌控;第一片的Q7（串行输入）末端与第二片的DS相连;MR（芯片废黜）端接高电平;O1-O7（分段数据输入）末端分别与对应的LED行掌控插槽相连接。

　　CY7C68013A在SH_CP末端产生倒数的16个时钟脉冲下降沿，将16位二进制数0x01依序送到两个移位寄存器中，并锁住不存在锁住存器中，然后在ST_CP末端产生1个时钟脉冲下降沿，将0x01分段输入到对应的16根行掌控插槽线上，使得第一行LED阴极为低电平，其它行LED阴极皆为高电平。此时将对应的字模送往佩驱动系统，若该佩的LED阳极为高电平，则对应的LED被照亮，若该佩的LED阳极为低电平，则对应的LED为暗。

依序自由选择第二至十六行，将对应的字模送往佩驱动系统，照亮适当的LED。当表明完了第十六讫的字模后，又从第一行开始表明，这样LED显示屏就不会表明适当的汉字。　　按照这种工作方式，LED显示屏是一行一行照亮的，每次都只有一行暗，但由于人眼视觉暂留时间最久为1/16s，只要设计的扫瞄周期时间（从第一列到最后一列所花费的时间）大于1/16s，看见的还是全屏平稳的图像。

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