基于線(xiàn)陣LED的動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2．1 移動(dòng)控制器
　　移動(dòng)控制器是由5部分組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)AT89C55、串行口收發(fā)器、無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊、鍵盤(pán)、液晶顯示屏．
　　單片機(jī)選用AT89C55，內(nèi)存量較大；串行口收發(fā)器，利用成熟的串行收發(fā)芯片MAX232組成；無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊，采用RFW102芯片組，它是一種半雙工DSSS的無(wú)線(xiàn)收發(fā)兩用Ic，采用ASK調(diào)制方式，工作頻率是2．4 GHz，功耗非常低．該芯片組是短程無(wú)線(xiàn)收發(fā)Ic，最高傳輸速率為1 Mb／s；鍵盤(pán)控制鍵由4個(gè)鍵組成，分別為“確定”、“退出”、“左移”、“右移”，由于鍵數(shù)較少，所以分別直接接到4個(gè)I／O口；液晶顯示屏，選用128 x 64的液晶模塊，可與CPU直接通訊．鍵盤(pán)和液晶組成了強(qiáng)大的遙控控制菜單．通過(guò)“退出”、“確定”、“左移”、“右移”4個(gè)鍵實(shí)現(xiàn)從PC機(jī)接受數(shù)據(jù)、保存數(shù)據(jù)、無(wú)線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)等強(qiáng)大功能．
　　2．2 顯示屏
　　顯示屏主要由單片機(jī)控制電路、一列64位超高亮度LED組成的列點(diǎn)陣、電機(jī)3部分組成．
　　單片機(jī)控制電路 主要由89S8252單片機(jī)、無(wú)線(xiàn)接收模塊和若干7415373鎖存器組成．利用高性?xún)r(jià)比的AT89S8252單片機(jī)作為主控制器，它自帶EEPROM，可作為顯示緩存，省去常規(guī)的擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)化外圍電路，兼容MCS51指令，是功能強(qiáng)大的單片機(jī)．電路設(shè)計(jì)了有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)兩種接收數(shù)據(jù)方式，無(wú)線(xiàn)方式接收數(shù)據(jù)后，把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在EEPROM中，這樣斷電后也不會(huì)丟失數(shù)據(jù)．另外在單片機(jī)的總線(xiàn)上擴(kuò)展了8個(gè)7415373，每個(gè)7415373控制8個(gè)LED，因此單片機(jī)能靈活控制64個(gè)LED的亮滅狀態(tài)．
　　電機(jī)部分由可調(diào)速直流電機(jī)、直流調(diào)速器、電刷組成．電機(jī)選用Panasonic公司所生產(chǎn)的一款速度可調(diào)的直流電機(jī)，它的額定工作電壓是220V，可調(diào)速度范圍是0～6 000 r／min．調(diào)速系統(tǒng)采用端電壓調(diào)速法．
　　3 軟件系統(tǒng)
　　3．1 PC機(jī)軟件
　　PC機(jī)軟件采用Visual Basic 6．0編程．能直接取字模、發(fā)送數(shù)據(jù)，界面友好，操作簡(jiǎn)單．主要功能是實(shí)時(shí)將漢字、英文、數(shù)字以及圖型在PC機(jī)上轉(zhuǎn)換為一定規(guī)則的數(shù)據(jù)信息，并將此數(shù)據(jù)通過(guò)Pc機(jī)的串行口傳送到單片機(jī)處理．
　　3．1．1 設(shè)計(jì)思路
　　軟件采用實(shí)時(shí)的方式取模：數(shù)據(jù) 圖形—數(shù)據(jù)．通過(guò)引入圖形這個(gè)中間量，使得提取字模變得靈活，無(wú)論任何字體、符號(hào)，都可以實(shí)現(xiàn)即時(shí)轉(zhuǎn)換．Pc機(jī)軟件主程序流程圖見(jiàn)圖2．

　　3．1．2 字符取模流程
　　當(dāng)用戶(hù)點(diǎn)擊文本框時(shí)文本框的內(nèi)容設(shè)置為空．待輸入完畢，用戶(hù)按下取模按鈕，程序首先判斷人口為字符還是圖形．若確定為字符模式時(shí)，將取出的單個(gè)字符映射至圖片框．判斷當(dāng)前字符是漢字還是非漢字，是漢字則采用32 x 32點(diǎn)陣，是英文、數(shù)字、和符號(hào)則采用16 x 32點(diǎn)陣．取模部分采用交點(diǎn)取模．字符映射至圖片框后，進(jìn)行交點(diǎn)顏色判斷，黑色判為0，白色判為1．并把取模數(shù)據(jù)輸出到輸出文本框．字符延拓功能是針對(duì)32×32點(diǎn)陣精度不夠，取宋體字時(shí)有些點(diǎn)顯示不出來(lái)而設(shè)計(jì)的，取色不僅是32×32個(gè)交點(diǎn)，而是每個(gè)交點(diǎn)以及以該交點(diǎn)為中心的一個(gè)小范圍內(nèi)的點(diǎn)取色，一旦該范圍內(nèi)的某個(gè)點(diǎn)顏色被判斷為黑色時(shí)，該交點(diǎn)處的布爾值被設(shè)置為0．黑體字是默認(rèn)的字體．
　　3．1．3 圖形取模流程
　　當(dāng)選擇為圖形模式時(shí)，字符取模功能設(shè)置為鎖定，只留下字符功能主按鈕為可激活狀態(tài)，界面上只出現(xiàn)圖形框，用戶(hù)可以進(jìn)行畫(huà)圖或者載入圖像．待輸入完畢，用戶(hù)按下取模按鈕，程序首先判斷入口為字模還是圖形．確定為圖形模式時(shí)自動(dòng)跳入圖形字模段代碼．取模部分采用交點(diǎn)取模．圖形映射至圖片框后，進(jìn)行交點(diǎn)顏色判斷，黑色判為0，白色判為1．并把取模數(shù)據(jù)輸出到輸出文本框．
　　3．2 移動(dòng)控制器程序
　　程序上電初始化后，處于等待狀態(tài)．當(dāng)串口中斷一來(lái)I臨，優(yōu)先處理串口中斷．發(fā)送無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)是通過(guò)鍵盤(pán)、菜單控制．移動(dòng)控制器主程序流程圖見(jiàn)圖3；無(wú)線(xiàn)發(fā)送子程序見(jiàn)圖4.

圖4 無(wú)線(xiàn)發(fā)送子程序流程圖
　　3．3 顯示屏程序
　　由單片機(jī)控制LED的亮滅和無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)的接收．?dāng)?shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)模塊接收后，單片機(jī)的串行接口收到數(shù)據(jù)并傳到主控芯片AT89S8252中處理，當(dāng)有無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳到時(shí)，優(yōu)先處理接收數(shù)據(jù)．顯示屏主程序流程圖見(jiàn)圖5．無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)接收子程序流程圖見(jiàn)圖6．顯示屏能否清晰顯示內(nèi)容主要從以下幾方面考慮：1）單片機(jī)控制LED的亮滅時(shí)間：T=S／V，S為L(zhǎng)ED面寬度， 為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)線(xiàn)速度；2）電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸心保持平衡；3）環(huán)境光線(xiàn)對(duì)比度．

　　4 結(jié)束語(yǔ)
　　本系統(tǒng)顯示英文字符采用16×32點(diǎn)陣方式，漢字采用32×32點(diǎn)陣方式，圖形采用64×64點(diǎn)陣方式．人們可在360度范圍內(nèi)看到清晰的動(dòng)
態(tài)顯示內(nèi)容．采用Visual Basic 6．0編寫(xiě)的取模軟件，能及時(shí)取模并通過(guò)COM口發(fā)送數(shù)據(jù)．能實(shí)時(shí)輸入內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)字符圖形的取摸；能手寫(xiě)輸入圖形，可實(shí)現(xiàn)任意圖形的顯示，能顯示簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)畫(huà)面．系統(tǒng)采用類(lèi)藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，準(zhǔn)確安全可靠．無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)兩種數(shù)據(jù)傳輸方式都能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸．選擇LED面寬度為3 mm、軸心到列點(diǎn)陣LED距離為160 mm、滿(mǎn)屏可顯示約22個(gè)漢字，顯示內(nèi)容大小主要由以上條件和轉(zhuǎn)速?zèng)Q定．系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、視角獨(dú)特、設(shè)計(jì)新穎、使用方便等特點(diǎn)，有較高的社會(huì)應(yīng)用價(jià)值，可廣泛應(yīng)用于商業(yè)廣告、會(huì)議通知、標(biāo)語(yǔ)、環(huán)境裝飾以及高等物理教學(xué)中的視覺(jué)暫留現(xiàn)象演示實(shí)驗(yàn)等方面．