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根据PIC32单片机的新式LED点阵显现控制系统规划

项目背景:LED点阵显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示屏系统。它以其色彩鲜艳,动态范围广,亮度高,寿命长,工作稳定可靠等优点而成为众多显示媒体以及户外作业显示的理想选择。目

  项目布景:

  LED点阵显现屏是集微电子技能、计算机技能、信息处理技能于一体的大型显现屏体系。它以其色彩鲜艳,动态规模广,亮度高,寿命长,作业安稳牢靠等长处而成为很多显现媒体以及户外作业显现的抱负挑选。现在,现已被广泛运用到军事、车站、宾馆、体育、新闻、金融、证券、广告以及交通运输等许多职业。

  现在常用的LED点阵显现操控体系首要有以下两类:自带字库;PC机经过RS232或许RS485总线进行操控。在第一种体系中,字符代码需求事前存储在单片机(包含其操控的存储器)中或许保存在专用的操控卡中,这样每次修正字库都需求从头连通PC机进行下载,比较费事;第二种体系尽管能够实时修正字库,可是也需求凭借于PC机。以上两种计划因为离不开PC机,不能满意户外显现的需求。

  跟着交通职业、旅行职业、广告职业的开展,对LED点阵显现宣扬提示性文字提出了实时随地更改的要求,传统的LED点阵显现操控体系明显现已不能满意这种需求。因而,咱们规划了一个依据PIC32单片机的新式LED点阵显现操控体系。在此体系中,咱们自行规则了一个字符库。本体系凭借PIC32系列单片机的强壮功用,在操控模块内部集成字符生成LED点阵代码软件,依照自己规则的简明字符对照表,由键盘输入恣意字符标号,体系辨认后实时生成对应该字符的LED点阵显现代码,并将代码存储后用于显现。一起,也能够将生成的代码依照运用者设定的地址码存入U盘,这样能够完结各段文字信息依照不同地址符号在U盘进行存储。随后,这个U盘就可为其它由低端MCU操控的LED点阵显现体系供给字库来历,而且运用者能够依据地址来挑选所需的文字信息,完结了U盘的复用操控。本体系能够彻底脱节LED点阵屏对PC机的依靠,能够很好的用于到处所需的LED点阵显现。

  体系框图

  依据PIC32的主体系框图如下图1所示。在图1中,指出了MCU操控外围器材所需的接口;虚线箭头所衔接的模块,表明在每次替换代码完结后,均能够移走。

  运用U盘和本体系能够让其它低端LED点阵显现操控体系也告别对PC机的依靠。在间隔较近的当地,当需求多处LED点阵显现时,让本体系和其它低端LED点阵显现操控体系共存,可显现出巨大的本钱优势。U盘复用操控体系框图如下图2所示。在图2中,指出了MCU操控外围器材所需的接口;虚线箭头所衔接的模块,表明在每次替换代码完结后,均能够移走。

  体系功用完结原理:

  图1所示体系首要完结生成输入字符对应的LED点阵代码,而且将这些代码保存到U盘里以及按需求存入本身的存储模块中,代码生成完毕,则更新本身体系的显现信息。在向U盘存储代码的过程中,能够依照实际需求(或许每处LED显现体系需显现的文字内容不一样)对每段文字代码进行地址符号。图2所示体系首要完结先得到图1体系里U盘存储的文字代码,然后更新自己的显现信息。在取代码过程中,依照本处的显现需求,依照每段文字存储时的地址取出需求的文字代码。

  图1所示主体系首要由六个模块构成:MCU主操控模块;键盘模块;LED点阵显现模块;存储模块;U盘模块;LCD液晶显现模块。

  键盘模块选用一般矩阵键盘,经过它输入每个字符标号信息以及键入读写U盘、删去过错字符等操控指令。CPU主控模块将字符标号导入内部集成的LED点阵代码生成软件,发生相应字符的显现代码,一起可保存在存储模块和U盘中。在向U盘写代码过程中,能够对每段文字代码别离进行地址符号,这样在U盘复用时,能够由操作者输入某段字符代码的地址来挑选不同的文字信息,完结了一次写入且满意了遍地显现不同文字的需求。当然,本体系也能够直接从U盘读入所需的文字代码用于更新显现。LCD液晶显现模块供给人机交互界面,在每次键盘操作时,同步显现操作信息(包含显现挑选的字符),完结操作直观性。

  U盘模块和LCD液晶显现模块能够只预留接口,需求运用时则插上这两个模块,在操作完毕后,即可撤走U盘和LCD液晶显现器另作它用。

  图2所示U盘复用操控体系也由六大模块构成:MCU主操控模块;键盘模块;LED点阵显现模块;存储模块;U盘模块;LED数码管显现模块。图1所示体系供给的字符代码源被存入U盘,刺进图2所示体系。键盘模块也选用一般矩阵键盘,操作者经过键盘输入恣意一段文字代码的地址,挑选想要的文字信息,取出代码的一起存入存储模块。取代码操作完结后,MCU主控模块从存储模块中取出新的文字代码用于更新LED点阵显现。LED数码管显现模块实时显现输入的文字代码段的地址,让操作者能够看到自己的输入信息。

  U盘模块和LED数码管显现模块也能够只预留接口,需求运用时则插上这两个模块,在操作完毕后,即可撤走U盘和LED数码管显现器以另作它用。

  体系软件规划:

  本套体系能够分为两个部分:依据PIC32的主体系和一般8位单片机操控的U盘复用体系。

  体系上电初始化完结后,LCD液晶显现器即进入初始(问好或宣扬信息)界面,LED点阵屏显现原先存储的文字信息,整个体系等候操作者输入指令信息。

  一旦体系得到更新文字指令,LCD液晶显现器则显现功用操作界面,一起体系预备好处理标号。操作者按自己需求输入对应字符的标号,体系进行标号处理得到相应的LED点阵显现代码,并将这些代码进行存储。在处理字符标号过程中,体系不断检测一段文字是否输入完毕。假如这段文字输入完,则检测是否需求下一段文字的输入。体系以相同方法处理每段文字。在点阵代码存储过程中,默许依照每段文字的设定地址存入U盘,假如是需求本体系显现的文字代码,则一起存入U盘和本体系的存储模块。文字信息录入完毕后,本体系的LED点阵显现屏就会显现新的文字。

   体系上电完结初始化后,LED点阵屏会显现本来存储的内容。体系一旦检测到更新显现指令,则开端预备承受存在U盘中的文字代码段的地址信息。收到地址后,LED数码管同步显现此地址,MCU模块则从U盘中取出对应的文字代码,保存在本体系的存储模块中。取代码完毕,LED点阵屏就开端显现新的文字信息。

  体系先进性:

  立异点一:构建了一种简洁易用的新式字符库存储体系(直接用二进制代码去符号每个字符),不同于常见的GB2312和GB18030等字库存储方法。跟着嵌入式32位单片机的广泛运用,不必特别处理就可很简单辨认232(4G)个字符,彻底满意各类字符库存储需求。

  立异点二:LED点阵代码能够在单片机类操控器上实时生成,且可辨认恣意常见字符。现在老练的LED点阵显现操控体系均需求事前由PC机生成点阵代码,然后固化在操控器内部,运用时调出存储的字库,不具备实时修正才能。

  立异点三:脱离PC机的U盘复用操控。本体系让一个高端单片机处理器作为暂时PC机,得到所需的点阵代码,在凭借U盘进行传达,更新低端单片机操控的LED显现体系的显现代码,能够便利完结低本钱的LED点阵显现群。

  硬件渠道:

  PIC单片机最大的特点是不搞单纯的功用堆积,而是从实际出发,注重产品的性能与价格比,靠开展多种类型来满意不同层次的运用要求作为其强壮的竞争力。PIC系列从低到高有几十个类型,能够满意各种需求。

  图1所示主体系选用PIC32 USB Starter Kit II硬件渠道 。在此硬件渠道上,其主控MCU为Microchip公司的PIC32系列中的32位高性能单片机。此单片机现已集成了通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)模块,运用最少数的外部元件即可完结USB 2.0全速和低速嵌入式主机、全速设备或OTG 操作;它也集成了串行外设接口(SPI)模块,用户可装备的8位、16位和32位数据宽度,十分合适操控串行LCD液晶显现器;它含有6个UART接口以及履行速度快,可用于串行驱动多个LED点阵显现屏;它是一个32位单片机,便利进行以二进制方法辨认一切字符;它选用RISC(精简指令集)结构,履行速度快,生成的可履行文件较小,很合适本体系很多源代码存储要求;它具有很多I/O口,能很好的满意本体系多I/O口的规划需求。因而,它能够很好的完结图1所示体系框图中的各项功用。

  图2所示体系选用PIC16C系列8位单片机作为其主控MCU。PIC系列的8位单片机因其具有各种类型来满意不同场合需求以及与大多数8位单片机兼容,所以它具有很强的商场运用竞争才能。在此体系中选用此类单片机能够很好的满意功用需求。

  体系估计完结成果:

  图1所示体系能够依照运用者需求辨认恣意常见字符,并能将实时生成的LED点阵代码存入U盘,一起更新本身体系的显现内容,且在储存到U盘时能够对每段文字代码进行地址符号。

  图2所示体系能够依照运用者输入的地址,读出U盘中对应的文字信息,用于更新本身体系显现。

  体系实用性剖析:

  简单化、低本钱化、自动化和智能化是各种产品尤其是电子类产品开展的必然趋势。在显现职业中,LED点阵显现器现已体现出了巨大的优势,被广泛用于各行各业。可是,因为需求凭借于PC机的约束,LED点阵显现体系大多被用于建筑物邻近,而根本无法用于户外。因而,本体系在旅行景区、路边等各种户外信息提示处具有巨大的潜在运用价值。

  传统的LED点阵显现操控器都需求依靠PC机,这无疑提高了体系本钱。本体系不需凭借PC机,就可满意LED点阵显现体系对字符代码的需求,假如在需求多处LED点阵显现的当地,凭借于U盘更能体现出低本钱的巨大特性。一起,本体系直接将字符库集成到了LED点阵代码生成软件中,不需购买专用的字库芯片。

  能够猜测,本体系一旦被完结,即可体现出强壮的实用性和竞争力。

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