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@LED顯示屏動態顯示和遠程監控的實現
摘 要:由于普通LED點陣顯示屏動態顯示通常采用硬件掃描驅動,這在一些需要特殊顯示的場合顯得不夠靈活。文中提出了一種利用PC機和單片機的通訊來實現顯示屏靈活的動態顯示和遠程監控的設計方法,同時該方法還可以將顯示內容在PC機上進行預覽。
關鍵詞:LED;動態顯示;遠程控制;顯示預覽
1引言
LED 點陣電子顯示屏是集微電子技術、計算機技術、信息處理技術于一體的大型顯示屏系統。它以其色彩鮮艷,動態范圍廣,亮度高,壽命長,工作穩定可靠等優點而成為眾多顯示媒體以及戶外作業顯示的理想選擇。同時也可廣泛應用到軍事、車站、賓館、體育、新聞、金融、證券、廣告以及交通運輸等許多行業。
目前大多數的LED點陣顯示系統自帶字庫。其顯示和動態效果(主要是顯示內容的滾動)的實現主要依靠硬件掃描驅動,該方法雖然比較方便,但顯示只能按照預先的設計進行。而實際上經常會遇到一些特殊要求的動態顯示,比如電梯運行中指示箭頭的上下移動、某些智能儀表幅值的條形顯示、廣告中廠家的商標顯示等。這時一般的顯示系統就很難達到要求。另外,由于受到存儲器本身的局限,其特殊字符或圖案也往往難以顯示,同時顯示內容也不能隨意更改。本文提出一種利用PC機和單片機控制的LED顯示系統通訊方法。該方法可以對顯示內容(包括漢字和特殊圖符)進行實時控制,從而實現諸如閃動、滾動、打字等多種動態顯示效果。該方法同時還可以調節動態顯示的速度,同時用戶也可以在PC機上進行顯示效果的預覽,顯示內容亦可以即時修改。另外,通過標準的RS232/485 轉換模塊還可以實現對顯示系統的遠程控制。
2系統硬件設計
本 系統主要的硬件設計是下位機單片機的顯示 控制部分。而上位機(PC機)與單片機顯示控制部分的接口為標準RS232通訊方式。若需實現遠程監控,只需增加RS232/485轉換模塊即可,該部分已有成熟的電路設計,故不再詳細敘述。
具體的LED顯示屏控制電路如圖1所示。整個電路由單片機89C52、點陣數據存儲器6264、列驅動電路ULN2803、行驅動電路TIP122、移位寄存器4094及附屬電路組成。該電路所設計的電子屏可顯示10個漢字,需要40個8×8 LED點陣模塊,可組成16×160的矩形點陣。由于AT89C52僅有8k存儲空間,而顯示的內容由PC機控制,因此不可能預先把需要顯示的內容做成點陣存在單片機中,而只能由PC機即時地把所需顯示的點陣數據傳給單片機并存入緩沖區6264。
該電路的顯示采用逐行掃描方式。工作時,由單片機從緩沖區取出*行需要顯示的20字節點陣數據,再由列點陣數據輸入端P1.2口按位依次串行輸入至列移位寄存器,其數據輸入的順序與顯示內容的順序相反。然后置行點陣選通端P1.3為1,即置行移位寄存器的D為高電平,STR使能(所有4094的OE 引腳接+5V電平),從而使列移位寄存器中的數據同時并行輸出以選通該行。經延時一段時間后再進行下一行點陣數據的顯示。需要注意的是,每次只能選通一行數據,即要通過不斷的逐行掃描來實現漢字或字符的顯示。
3顯示與控制的設計
在筆者設計的PC機控制多單片機顯示系統中,用PC機實現的主要功能包括單片機顯示子系統的選擇,顯示方式選擇(包括靜態、閃動、滾動、打字等),滾動方向選擇(包括上下滾動和左右滾動),動態顯示速度調節(即文字閃動頻率、滾動速度、打字顯示速度等),顯示內容輸入及顯示預覽等。單片機一般通過 RS232/485串行接收PC機發出的顯示指采用定時器中斷方式進行行掃描,每次中斷顯示一行,定時中斷時間為1.25ms,這樣整屏的刷新率為 50Hz,因而無閃爍感。
一臺觸摸屏,其工作極不穩定,有時能正常點擊,有時卻無反應。西門子6ES7322-1HH01-0AA0代理商
[故障分析處理]
針對這種現象,應著重檢查各接線接口是否出現松動,串口及中斷號是否有沖今天人類的生活片刻也離不開機器。與機器的和平共處比任何時候都更顯重要。而要做到這一點,人與機器的交流必須通暢無阻。設計zui精巧的人機界面裝置能夠讓人根本感覺不到是它賦予了人巨大的力量-此時人與機器的界線*消融,人與技術合為一體。以下是10種產品被專家們認為是s世紀zui偉大的人機界面裝置。
擴音器
擴音器的問世使得人們不僅在乘坐地鐵或去郊外遠足時能夠欣賞自己喜愛的音樂和廣播節目,而且還能聆聽以電子手段保存下來的早已與世長辭的人的聲音以及大自然中根本不存在的種種奇妙聲音。在電影院里,擴音器所營造的聲的世界將觀眾們帶入一個想象的世界。擴音器亦是本世紀所有具有個性魅力的公眾人物與大眾溝通的重要工具。
擴音器是1915年發明的,從那以后一代又一代的技術人員為它的完善做出了不懈的努力。今天,隨著錄音設備和存儲技術的飛速發展,用美國*擴音設備生產企業Bose公司研究員威廉·R·舒特的話說,擴音器“反而成為家庭音響系統中zui薄弱的一環”。他說:每當我在家中欣賞音樂的時候,根本沒有辦法做到想象自己是坐在音樂廳里。擴音技術還做不到這一點,原因何在,尚不得而知。
按鍵式
按鍵式業務是美國電報公司在1963年11月正式開通的。幾乎所有初次接觸按鍵式的人都認為它遠勝于轉盤式。貝爾實驗室的研究人員為使這種新產品為人們所接納,真可謂絞盡腦汁。他們實驗了16種按鍵排列方式,交叉式的,圓盤式的,不一而足。他們還在機的大小、形狀、按鍵的間距、彈性甚至與手指尖接觸的部位的外形上作了大量的文章。
節省撥號時間只是按鍵式的設計初衷之一,實際上從一開始技術專家就抱著一個把新式機設計成一種遙控數據輸入設備的目的。正是從這一設計思想出發,研究人員在1968年又在鍵盤上增加了“*”鍵和“#”鍵。雖然研究人員的部分設計思想-如通過機來控制家用電器的開關-迄今尚未實現,但是按鍵式畢竟開創了語音數據通信的新時代。
方向盤
zui初的汽車是用舵來控制駕駛的。舵不能說不好,但是它會把汽車行駛中產生的劇烈振動傳導給駕駛者,增加其控制方向的難度。當發動機被改為安裝在車頭部位之后,由于重量的增加,駕駛員根本沒有辦法再用車舵來駕駛汽車了。方向盤這種新設計便應運而生,它在駕駛員與車輪之間引入的齒輪系統操作靈活,很好地隔絕了來自道路的劇烈振動。不僅如此,好的方向盤系統還能為駕駛者帶來一種與道路親密無間的感受。
但是zui初設計方向盤的人沒有能夠預見到在汽車車速越來越快的今天,一旦發生車禍,方向盤卻成了造成駕駛員喪命的罪魁禍首。五十年代,不帶方向盤的概念型汽車相繼問世,可是消費者對這種汽車一點也不感興趣。畢竟,沒有方向盤的汽車根本就不成其為汽車。
磁卡
今天在許多場合我們都會用到磁卡,如在食堂就餐,在商場購物,乘公共汽車,打,進入管制區域等等,不一而足。在西方,人們遺失了之后,往往擔心的不是里的現金,而是各種用途的磁卡。
70年代早期,帶有磁條的在美國問世,*的提高了購物時的驗證效率,一下子便受到零售商的青睞。美國的行業因此進入一個高速增*。有人問,目前陸陸續續問世的各種“智能卡”會不會取代磁卡呢?專家認為暫時是不會的。他們指出,芯片型的智能卡只適用于某些特定的領域,與磁卡并不發生沖突,更何況取代磁卡的終端設備投放代價高昂,誰也不會愿意這么做的。
交通指揮燈
實現動態顯示速度調節的方法通常是改變定時器的中斷時間,但是當顯示速度很慢的時候,該方法容易使整屏的刷新率降低,從而使顯示內容出現閃爍。因此,本設計采用一種“軟定時”方法,即在程序中命名一變量作為“軟定時器”,以用來設定兩次動態顯示的時間間隔。在對定時中斷調用計數時,如果調用次數達到設定值,則改變顯示內容。為保證能夠正常顯示,“軟定時器”的設定值必須大于整屏顯示周期。由于顯示屏每行顯示1.25ms,整屏顯示周期為20ms,考慮到余量的情況,可將軟定時器的設定值定在大于30ms。如此循環計數,即可實現動態顯示。“軟定時器”的設定值可以通過上位機PC機來改變,這樣既可實現 LED動態顯示的速度調節,又可保持顯示內容的流暢和無閃爍感。
3.1單片機動態顯示控制
以上提到的靜態、閃動、滾動和打字等4種顯示方式,實際上是單片機定時中斷程序進行行掃描處理的不同方法。下面將分別說明如何實現這4種顯示方式。
靜態顯示只需在定時中斷處理程序中從顯示緩沖區調入相應的一行顯示數據,然后選中該行即可實現該行的顯示,如此循環,便可顯示整個內容。閃動顯示與此類似,不同的是要間隔一個“軟定時器”的定時時間,在行掃描時,行移位寄存器的D端打入的全為0,可使得整屏不顯示,以確保黑屏時間與顯示時間相等,從而實現漢字或圖符的閃動顯示。
滾動顯示要求需要顯示的內容每隔一定時間向方向(這里以從右向左為例)移動一列,這樣顯示屏可以顯示更多的內容。為此,需要在下次移動顯示之前對顯示緩沖區的內容進行更改,從而完成相應點陣數據的移位操作。具體操作方法是:
設置一個顯示緩沖區(如圖2所示),該區應包括兩部分:一部分用來保存當前LED顯示屏上顯示的10個漢字點陣數據;另一部分為點陣數據預裝載區,用來保存即將進入LED顯示屏的1個漢字的點陣數據。滾動指針始終指向顯示屏的zui右邊原點。當滾動指針移動到需要顯示的點陣數據存儲區的第1個漢字的首地址時,顯示緩沖區LED顯示區為空白,而預裝載區已保存了第1個待顯示漢字的點陣數據。當需要滾動顯示時,則可在接下來的掃描周期的每個行掃描中斷處理程序中,將對顯示緩沖區的相應行點陣數據左移一位,同時更改顯示緩沖區的內容。(需要注意的是,要確保該操作能在1.25ms的中斷時間內完成。這里89C52采用22MHz晶振,實驗證明可以實現該操作)。這樣,在一個掃描周期后,整個漢字將左移一列,而顯示緩沖區的內容也同時更改。由于預裝載區保存了1個漢字點陣數據,即16×16點陣,所以當前顯示緩沖區的內容只能移動16列。當下一個滾動到來時,滾動指針將移動到點陣數據存儲區的下一個漢字的首地址,并在預裝載區存入該漢字的點陣數據。然后重復執行上述操作便可實現滾動顯示。特殊字符或圖形的顯示與此類似,這里不再贅述。
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