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基于ARM的大型LED点阵显示系统的设计
发布时间:2017-04-28 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]摘 要: 介绍一种基于ARM的大型LED点阵显示系统的设计方案。该系统使用ARM芯片内部的DMA控制器进行数据的传输和控制，节省了处理器取指和译指时间，从而能够在连续的读写操作中完成数据的传输，提高了数据传输的速度和效率。
大型LED 显示系统是随着计算机及相关微电子、光电子技术的迅猛发展而形成的一种电子广告媒体，它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成大面积显示屏幕，主要用于显示字符、图像等信息。它采用低电压扫描驱动，具有: 耗电少、寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等优点。随着LED材料技术和工艺的提升,大型LED显示系统以突出的优势成为平板显示的主流产品之一，广泛应用在如证券交易，机场航班,港口，车站等场合，在信息显示领域得到广泛应用。
手机电感器
1 系统结构与原理
大型LED显示系统一般分为显示驱动模块和主控板两部分。
1.1 显示模块
大型LED显示系统是利用人眼视觉特点采用逐行扫描和列驱动方式以节省硬件开支，本系统采用1 /16逐行扫描方式，所以整个显示屏被分为16 行同名行，显示模块原理图如图1所示。
显示模块原理图
图1 显示模块原理图。
每个显示模块为1个64 ×32的小点阵屏，分为两部分，上下各16 绕行电感行，每部分有8 组列数据锁存器。上下两部分复用1个4～16译码器U3，选通驱动1 /16逐行扫描显示，并需要16组列驱动锁存器锁存列显示数据。采用并行总线数据传输方式时,需要1个4～16译码器U2选通使能列锁存器。在点阵数据刷新时，需要使用两级锁存器锁存列显示数据，否则会出现显示拖尾现象。本次正在显示的数据存在第二级锁存器中，主控板对屏端第电感器生产一级锁存器写下一行要显示的数据进行列数据刷新，当下一行要显示的数据传输完毕后，一起锁存到第二级锁存器输出并选通驱动下一行显示。采用并行总线方式下二级锁存器仍比数据串行传输再转成并行输出的方案经济。
显示模块与模块之间横向级联时，运用错位级联的思想，使其具有良好的通用性和可嵌入性。选通线每到一级时就会错位一次并传到下一级，总是使第一根选通线BLK_EN0作第一级列锁存器译码器的使能控制线，n根选通线就能依次选通n级横向级联模块，这样就可以用相同的显示模块任意组合成横向级联的条屏。
运用错位级联思想，使横向级联的显示模块上的第一级锁存器的译码器U2 能够依次选通，该译码器又能依次选通第一级列数据锁存器，这样横向级联屏上的第一级列数据锁存器就能看成一段连续的存储单元，这是使用DMA 并行数据传输控制的基础。
1.2 主控电路与LED屏的接口设计
本显示系统选用基于ARM7TDM I内核并带有内部DMA控制器的S3C44B0X作主控制器，使其工作在ARM状态，并使用16位总线。由于把LED屏虚拟的视为一段连续的存储单元，故为其分配地址空间0x2000000～0x4000000。
主控板与LED屏接口电路原理图如图2所示。
一个大型LED显示屏的结构可分为纵向级联和横向级联，这塑封电感种结构类似于一个三维数组。假设一个三维数组LED [ i ] [ j] [ k ] ，其中:
i = 0，1，2，……，m 表示LED屏纵向级联级的序号。
j = 0，1，2，……，n 表电感器生产示LED屏横向级联级的序号。
k = 0，1，2，……，16 表示显示模块上16 个第一级列数据锁存器的序号。
由于系统使用16位并行总线数据传输方式，并将LED屏视为一段连续的存储单元，故使用A [ 4∶1 ]
作显示模块上选通第一级列数据锁存器译码器(图1中U2) 的译码输入，即为三维数组的k变量; 使用A [ 8 ∶5 ] 作选通横向级联显示模块的译码器(图2中U14) 译码输入，即为三维数组的j变量;由于LED 屏要具有良好的灵活性，又由于采用DMA传输数据要求点阵码存放顺序的技术要求，纵向级联级选通不满足使用地址总线译码选通的条件,所以使用 S3C44B0X的PG [ 2∶0 ] 作纵向级联级选通译码器的译码输入，即三维数组的i变量。
主控板与LED显示屏接口电路原理图
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