信(xin)息(xi)(xi)(xi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)發(fa)展促進(jin)了平(ping)板顯(xian)(xian)(xian)示(shi)(FPD)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)不(bu)(bu)斷進(jin)步(bu)，LCD(液晶)、PDP(等(deng)(deng)(deng)離子)以及LED(發(fa)光(guang)二(er)極管)等(deng)(deng)(deng)顯(xian)(xian)(xian)示(shi)新技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)在(zai)(zai)顯(xian)(xian)(xian)示(shi)屏(ping)(ping)幕領域(yu)得到廣泛應用。其(qi)中，LCD(液晶)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)成為主流，其(qi)產品眾多，市場機制(zhi)(zhi)(zhi)也比較成熟(shu)。雖然(ran)LCD 技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)已經(jing)取得巨大成功，但人(ren)們仍(reng)然(ran)沒有停止對(dui)新技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)探索(suo)和研究(jiu)，LED 顯(xian)(xian)(xian)示(shi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)就是(shi)近幾年來(lai)出現的(de)(de)新技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)，LED 技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)以其(qi)獨(du)特的(de)(de)亮(liang)度(du)高(gao)(gao)、功耗低、壽命長等(deng)(deng)(deng)特點而受到越來(lai)越多的(de)(de)關注。基于LED 技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)大屏(ping)(ping)幕顯(xian)(xian)(xian)示(shi)屏(ping)(ping)已經(jing)廣泛用于廣場、機場、體育場館(guan)和車(che)站等(deng)(deng)(deng)公(gong)共場所，在(zai)(zai)大屏(ping)(ping)幕上顯(xian)(xian)(xian)示(shi)文字、動畫、圖像(xiang)以及視頻等(deng)(deng)(deng)多媒體信(xin)息(xi)(xi)(xi)。LED 大屏(ping)(ping)幕控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系統在(zai)(zai)顯(xian)(xian)(xian)示(shi)信(xin)息(xi)(xi)(xi)時，不(bu)(bu)需要經(jing)過(guo)計算(suan)機對(dui)數(shu)據(ju)(ju)進(jin)行處理(li)，是(shi)直接讀取存(cun)(cun)放在(zai)(zai)顯(xian)(xian)(xian)示(shi)器緩沖(chong)區中的(de)(de)信(xin)息(xi)(xi)(xi)來(lai)顯(xian)(xian)(xian)示(shi)的(de)(de)，當(dang)需要更新信(xin)息(xi)(xi)(xi)時，顯(xian)(xian)(xian)示(shi)屏(ping)(ping)的(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)采集模塊(kuai)向(xiang)顯(xian)(xian)(xian)示(shi)模塊(kuai)發(fa)送新數(shu)據(ju)(ju)。本文利用高(gao)(gao)速數(shu)據(ju)(ju)存(cun)(cun)儲和處理(li)的(de)(de)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)方(fang)法，設計了一種彩色異步(bu)LED 大屏(ping)(ping)幕顯(xian)(xian)(xian)示(shi)屏(ping)(ping)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系統。
1 系統設計
1.1 系(xi)統的總體框(kuang)架
系統(tong)主要包(bao)括以下4 個組成部分：
1)上位機用戶控制平臺部分，主要用于對圖像數據進行壓(ya)縮(suo)和對顯示(shi)信息(xi)的修改;
2)基于ARM 的屏(ping)幕通信(xin)接口(kou)部(bu)分，用于實現與上位(wei)機通信(xin)，接收上位(wei)機部(bu)分的圖像數據和(he)控制信(xin)號;
3)基于CPLD 和ARM的大屏幕主控制器部分，實(shi)現圖像灰度(du)調(diao)制和重構;
4)大屏(ping)幕顯示驅動(dong)電(dian)路部分，是為大屏(ping)幕的LED 燈管(guan)提供驅動(dong)恒定(ding)的電(dian)流。
1.2 系(xi)統硬件設計
目前(qian)有兩種(zhong)(zhong)主流主處(chu)(chu)理(li)器供顯示屏控制(zhi)系統使用(yong)，一種(zhong)(zhong)是ARM，另一種(zhong)(zhong)是ATMEL 公(gong)司(si)生產的(de)(de)89055。因為(wei)ARM 不但運(yun)(yun)算速度(du)快，還可以對各(ge)種(zhong)(zhong)數(shu)字信號進行實時(shi)處(chu)(chu)理(li)，很(hen)適合LED 大屏幕(mu)控制(zhi)系統的(de)(de)主處(chu)(chu)理(li)器在運(yun)(yun)行過程(cheng)中需要對大量數(shu)據進行搬移(yi)的(de)(de)特點，同時(shi)也為(wei)設計后(hou)期的(de)(de)軟件編程(cheng)留有充裕(yu)的(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)空間(jian)(jian)。因此我們選定(ding)ARM 為(wei)本系統的(de)(de)主處(chu)(chu)理(li)器。
1.2.1 通信模(mo)塊設計
在(zai)異步(bu)LED 大(da)屏幕控制系統中，可(ke)以在(zai)脫機(ji)狀態顯(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)不同的(de)(de)信息。因此(ci)，實現(xian)對大(da)屏幕顯(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)內容的(de)(de)實時更(geng)新和調(diao)整(zheng)是LED 大(da)屏幕控制系統設(she)計中必須要進行的(de)(de)重(zhong)要環節。對于(yu)LED 顯(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)器與上位(wei)機(ji)的(de)(de)通(tong)信功(gong)能進行設(she)計與研究，其目的(de)(de)是為了快速、可(ke)靠地獲(huo)得調(diao)整(zheng)后的(de)(de)顯(xian)(xian)(xian)(xian)示(shi)內容。因此(ci)，本文設(she)計的(de)(de)系統提(ti)供(gong)了3種通(tong)信方(fang)(fang)式(shi)，分別(bie)是以太(tai)網通(tong)信、串口通(tong)信和無線射頻通(tong)信。這3種通(tong)信方(fang)(fang)式(shi)不但增強了通(tong)信的(de)(de)性(xing)能，而且方(fang)(fang)便了用(yong)戶的(de)(de)使用(yong)。
1.2.2 顯示控制(zhi)模塊設計
屏(ping)(ping)(ping)幕控(kong)制電路(lu)是LED 大(da)屏(ping)(ping)(ping)幕控(kong)制系統中的(de)一個(ge)重要(yao)組成部分(fen)，顯(xian)(xian)(xian)示屏(ping)(ping)(ping)控(kong)制邏輯電路(lu)生成讀寫(xie)控(kong)制信號和訪問顯(xian)(xian)(xian)示緩沖區數(shu)據的(de)地址(zhi)，讀取出來的(de)顯(xian)(xian)(xian)示數(shu)據通過顯(xian)(xian)(xian)示驅動(dong)程序發送到LED 顯(xian)(xian)(xian)示屏(ping)(ping)(ping)顯(xian)(xian)(xian)示。顯(xian)(xian)(xian)示控(kong)制模(mo)塊主(zhu)要(yao)由讀/ 寫(xie)地址(zhi)產(chan)生器(qi)(qi)、計數(shu)器(qi)(qi)、讀/ 寫(xie)地址(zhi)選擇器(qi)(qi)、讀/ 寫(xie)選擇器(qi)(qi)、讀/ 寫(xie)信號產(chan)生器(qi)(qi)、移位(wei)鎖存器(qi)(qi)和同步(bu)控(kong)制器(qi)(qi)等(deng)部分(fen)組成。
要(yao)在LED 大(da)屏(ping)幕上顯示(shi)一(yi)幅完(wan)整的(de)圖(tu)形圖(tu)像(xiang)，CPLD 和ARM必(bi)須(xu)要(yao)協同一(yi)致工(gong)作(zuo)，完(wan)成(cheng)顯示(shi)存(cun)儲(chu)器中圖(tu)形圖(tu)像(xiang)數據(ju)的(de)讀(du)取、解(jie)壓，圖(tu)像(xiang)顯示(shi)效(xiao)果的(de)制作(zuo)、灰度調(diao)制和生(sheng)成(cheng)顯示(shi)屏(ping)的(de)驅動邏輯等各(ge)個部(bu)分的(de)功能(neng)。
在控制電路(lu)中(zhong)，數(shu)據(ju)總線將CPLD 與ARM 之間連接起來，S3C44B0X 通過芯片2 選(xuan)通CPLD 中(zhong)的(de)數(shu)據(ju)緩沖區(qu)，所以ARM 輸出(chu)數(shu)據(ju)的(de)基地址為0x40000000。ARM 首(shou)先將FLASH 中(zhong)保存的(de)圖(tu)像數(shu)據(ju)復制到SDRAM 中(zhong)，經過相關(guan)處理后，調用不同的(de)動態顯示效(xiao)果(guo)程序(xu)將SDRAM 中(zhong)的(de)圖(tu)像數(shu)據(ju)循環寫(xie)入CPLD 緩沖區(qu)，CPLD生(sheng)成相應的(de)時序(xu)轉換，串(chuan)行(xing)輸出(chu)至LED 驅動電路(lu)。
2.LED 大屏幕控制系統(tong)軟件設計與實現
考慮(lv)到(dao)系(xi)統硬(ying)件驅動程序的運行效率以及軟件的開發(fa)周期(qi)，本(ben)系(xi)統采用C 語言作(zuo)為(wei)軟件的開發(fa)工具(ju)。
設(she)計的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)要(yao)(yao)實現(xian)與顯(xian)示屏硬(ying)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)連接(jie)功能(neng)(neng)，一(yi)(yi)要(yao)(yao)與系統(tong)底層的(de)(de)(de)(de)硬(ying)件(jian)(jian)驅動程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)進行(xing)(xing)通(tong)(tong)(tong)信(xin)，二要(yao)(yao)為用(yong)(yong)戶(hu)提(ti)供(gong)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)界面(mian)并可(ke)(ke)(ke)以(yi)接(jie)收用(yong)(yong)戶(hu)輸入(ru)的(de)(de)(de)(de)各種指令。為此，采用(yong)(yong)Visual C++ 作(zuo)為系統(tong)應(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)開(kai)發工具。通(tong)(tong)(tong)信(xin)應(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)使(shi)用(yong)(yong)MSComm ( MicrosoftCommunications Control) 控(kong)(kong)(kong)(kong)件(jian)(jian)來編寫，MSComm 是微(wei)軟公司(si)為用(yong)(yong)戶(hu)提(ti)供(gong)的(de)(de)(de)(de)簡化Window、下(xia)串行(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)通(tong)(tong)(tong)信(xin)編程(cheng)(cheng)ActiveX 控(kong)(kong)(kong)(kong)件(jian)(jian)。MSComm控(kong)(kong)(kong)(kong)件(jian)(jian)通(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)外部(bu)設(she)備的(de)(de)(de)(de)串行(xing)(xing)端口(kou)(kou)進行(xing)(xing)數(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)傳輸和接(jie)收，可(ke)(ke)(ke)以(yi)為應(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)提(ti)供(gong)串行(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)通(tong)(tong)(tong)信(xin)功能(neng)(neng)。利用(yong)(yong)MSComm 控(kong)(kong)(kong)(kong)件(jian)(jian)進行(xing)(xing)串口(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)編程(cheng)(cheng)非(fei)常快捷、方便。MSComm 控(kong)(kong)(kong)(kong)件(jian)(jian)是基于(yu)事(shi)件(jian)(jian)驅動的(de)(de)(de)(de)，在(zai)一(yi)(yi)般情(qing)況下(xia)，在(zai)事(shi)件(jian)(jian)發生時必須要(yao)(yao)得(de)到通(tong)(tong)(tong)知(zhi)。在(zai)實際(ji)編程(cheng)(cheng)中(zhong)，可(ke)(ke)(ke)以(yi)在(zai)OnComm事(shi)件(jian)(jian)處理(li)函(han)(han)數(shu)中(zhong)加入(ru)自己(ji)編寫的(de)(de)(de)(de)處理(li)代碼，OnComm 事(shi)件(jian)(jian)處理(li)函(han)(han)數(shu)還可(ke)(ke)(ke)以(yi)檢查和處理(li)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)在(zai)運(yun)行(xing)(xing)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)出現(xian)通(tong)(tong)(tong)信(xin)錯誤。OnComm控(kong)(kong)(kong)(kong)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)最大優點是程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)響應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)時間非(fei)常短，可(ke)(ke)(ke)靠性較(jiao)高。每個(ge)MSComm 控(kong)(kong)(kong)(kong)件(jian)(jian)于(yu)一(yi)(yi)個(ge)串行(xing)(xing)端口(kou)(kou)對應(ying)(ying)(ying)。如果應(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)(xu)(xu)需(xu)要(yao)(yao)訪問(wen)多個(ge)串行(xing)(xing)端口(kou)(kou)，就(jiu)要(yao)(yao)使(shi)用(yong)(yong)多MSComm 控(kong)(kong)(kong)(kong)件(jian)(jian)。MSComm 控(kong)(kong)(kong)(kong)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)行(xing)(xing)為是由(you)其(qi)各種屬性決定的(de)(de)(de)(de)。在(zai)VC++ 中(zhong)可(ke)(ke)(ke)以(yi)通(tong)(tong)(tong)過(guo)(guo)一(yi)(yi)系列的(de)(de)(de)(de)成員(yuan)函(han)(han)數(shu)設(she)置這些(xie)屬性，從而控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)串行(xing)(xing)口(kou)(kou)的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)格(ge)式、波特率等特征。另外，在(zai)VC++ 中(zhong)，MSComm 控(kong)(kong)(kong)(kong)件(jian)(jian)是作(zuo)為CWND 類(lei)的(de)(de)(de)(de)派生類(lei)出現(xian)的(de)(de)(de)(de)，在(zai)系統(tong)初始化時必須創建這個(ge)窗口(kou)(kou)，并使(shi)用(yong)(yong)成員(yuan)函(han)(han)數(shu)設(she)置其(qi)屬性，使(shi)它和下(xia)位(wei)機(ji)使(shi)用(yong)(yong)相同的(de)(de)(de)(de)通(tong)(tong)(tong)訊格(ge)式，否則(ze)是不能(neng)(neng)建立正確的(de)(de)(de)(de)串行(xing)(xing)通(tong)(tong)(tong)訊的(de)(de)(de)(de)。
3.結論
目前，現有(you)的(de)(de)LED 大(da)(da)屏(ping)幕控制系(xi)統(tong)中，還有(you)很多是(shi)采(cai)用(yong)8位或者16位單(dan)片(pian)機作為系(xi)統(tong)的(de)(de)主處理器，系(xi)統(tong)存在運算速度(du)(du)慢、存儲空(kong)間較小、通(tong)信方(fang)式單(dan)一以及數據(ju)傳輸速度(du)(du)慢等缺點。針對上述存在的(de)(de)問題，本文(wen)(wen)設計了一種新的(de)(de)LED 大(da)(da)屏(ping)幕控制系(xi)統(tong)，系(xi)統(tong)采(cai)用(yong)ARM 作為主處理器，結合可編程邏(luo)輯器件設計了系(xi)統(tong)的(de)(de)驅動電路，實現了異(yi)步led大(da)(da)屏(ping)幕幕幕的(de)(de)彩(cai)色圖像、文(wen)(wen)字(zi)和視頻(pin)等的(de)(de)顯示。
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