本文规划一种内容更新方便、可扩展、低价格的点阵LED 文字显现屏。降低本钱的途径是①用简直人人都有的手机的蓝牙数据传输功用进行LED 显现内容的更新，免除专业上位机软件和操控卡的本钱，操作也更简略；②单次显现内容在5 ~ 30 个汉字或英文字母，因为显现内容较少，就可完结扩展电路的简略化。
1 体系规划方案
1. 1 体系组成
体系由带蓝牙功用的智能手机和LED 显现屏组成。其间，LED 显现屏由单片机、LED 点阵模块、字库芯片、蓝牙接纳模块、5V 开关电源和3.3V 稳压电路组成，如图1 所示。体系作业进程是：用户经过智能手机的记事本修正数据,并经无线蓝牙发送到显现屏上的蓝牙接纳模块。主控单片机读取蓝牙接纳模块接纳的数据并进行处理。数据由操控指令和显现内容构成，两部分数据用自界说特征符分离隔。操控指令用于对显现屏的亮度、显现内容移动速度和移动方向进行设置；而单片机依据收到的显现内容的字符代码在字库芯片中找到相应的32 字节显现代码送点阵屏显现。
图1 体系组成
1. 2 LED 点阵屏作业原理
LED 点阵显现屏可按显现需要由若干块每块LED 单元板拼接而成。通用LED 单元板由2 位16 × 16 点阵LED 构成，尺度为160* 320mm2.单元板的作业原理如下。
每板有16 行32 列，数据的显现选用传统的行列式扫描方法。一般为了减小闪耀，进步扫描速度，选用1 /4 扫描，即把16 行分为4 个4 行，每次一起选通4 个4 行中的同序对应行，这样扫描4 次即可完结16 行的扫描显现。其间列操控由74HC595承当，每块单元板上有16 片，每片别离操控4 行8 列的点阵小单元。行操控是由1 片译码器74LS138 承当，每次使单元板的4 个4 行的同序对应行选通。为了确保正常的电流驱动（ 亮度） ,74LS138 的输出经AMP4593 驱动扩大。每块单元板有4 片，每片别离驱动4 行。16 片74HC595 接成级联方法，因为每4 行32 列需4 片74HC595, 16 行32 列便是16 片。设第一个4 行的4 片74HC595 序号为1、2、3、4,第二个4 行的4 片74HC595 序号为5、6、7、8,顺次类推。每一片的数据输出端接到下一片的输入端，数据从第1 片的输入端串行输入，在移位脉冲的效果下一位一位依序移入，经过8 × 16 个脉冲，最早移入的数据位移到了第16 片的最低位（也是该片的输出端） ,一切数据都移入后，就可显现一板完好的内容，按此规则即可进行显现的软件规划。假如显现的字数多，拼接的LED 单元板就多，显现一屏完好内容所需的移位脉冲就多。这种显现方法要求主控单片机有较高的指令履行速度，不然就会有闪耀感。点阵单元板原理图如图2 所示。
图2 点阵单元板原理图
2 体系首要模块的挑选和电路规划
2. 1 主控芯片
2. 1. 1 芯片挑选
为了满意LED 显现屏的显现及多板的扩展，要求体系主控单片机有较快的运转速度；较大的存储空间用于存储显现数据，因而选用美国silicon 公司的C8051F410.该芯片是一款高功能产品，FTQP – 32 封装（ 9mm* 9mm） 大大减小了体积；因为选用了精简指令结构，使得每个机器周期仅需一个时钟周期，运算速度快大大加速，假如运用片内24. 5MHz 的内部时钟，其运转速度大约是一般8051 单片机作业在12MHz 时钟时的24 倍； 芯片内部资源丰富，自带看门狗，经过JTAG 接口衔接调试器，可便利硬件在线调试； 芯片内含UART、SPI、I2C 等通讯接口，便利与外围芯片衔接； 4 个定时器/计数器使编程更便利； 自带的16K/32KFLASH,可存储大约1K 个汉字。
2. 1. 2 最小体系电路规划
体系对单片机时钟的精度和温度安稳度都没有特别要求，能够直接运用C8051F410 单片机内部自带的时钟振荡器，而无需外接振荡器。运用时要注意的是，是芯片作业电源是从Vregin 引脚引进（ + 3. 3V） ,VDD 是内部基准电压输出引脚，VIO 是I /O 口作为数字引脚时的电源输入引脚。电路规划时必需在紧靠这3 个引脚的方位布上滤波和退耦电容（ 4. 7μ 和104p） .P1. 0~ P1. 3 是显现屏的操控线CLK、SCLK、R 和OE; P1. 7、P0. 0 ~ P0. 2是字库芯片操控线，选用SPI 接口； P2. 0 和P2. 1 是显现屏的行扫操控线A 和B; P0. 4 和P0. 5 是串口通讯线，与蓝牙模块衔接。这12 根引脚都需装备为数字引脚。最小体系电路如图3 所示。
图3 C8051F410 单片机最小体系
2. 2 蓝牙模块
2. 2. 1 模块挑选
选用蓝牙模块的要求是： 价格便宜、体积小，运用便利。契合条件的蓝牙模块产品许多。规划选用的是南京国春电气出产的GC – 02 蓝牙模块，这是款高质量的CLASS2 蓝牙模块。此蓝牙模块内部带有目标交流协议（ OPP）文件接纳功用，只需上电后，就可被手机蓝牙辨认，并可成功配对树立衔接，接纳手机蓝牙传输的文件。
GC – 02 蓝牙模块共有29 个引脚，可经过SPI 接口或UART接口与单片机通讯。本体系单片机挑选UART 方法与GC – 02进行通讯。蓝牙模块处于待机形式时，已配对过的手机向蓝牙模块发送文件，未配对的手机需先进行配对，输入正确的PIN 码（ 即配对暗码）即可配对。此蓝牙模块的进场厂PIN 码是1234,其PIN 码可经过向蓝牙模块发送指令进行修正。
2. 2. 2 电路规划
单片机经过引脚P0.4 和P0. 5 与蓝牙模块GC- 2 的串口（ 12 脚和13脚）进行通讯，蓝牙模块的其他功用未用。单片机与蓝牙模块的衔接如图4所示。
图4 单片机与蓝牙模块的衔接图。
2. 5 电源模块
电源模块由5 V 大功率电源和+ 3. 3 V 小功率稳压电路组成。前者是给LED 屏供给电源，后者是把5V 电压稳压成3. 3 V后供给给单片机、蓝牙模块和字库模块作业，这儿选用ASM1117- 3. 3 芯片。市售通用的LED 板输入额定功率约为190 W/ m2 ,每块单元板面积是160* 320 mm2 ,最大作业电流约为2 A（ 5 V 作业电压时功耗是10 W） ,可依据所要求的LED 显现屏的面积挑选开关电源的功率。常用的开关电源，合作双MOS 管输出以及加强型散热器和滤波%&&&&&%线圈，可确保纯洁足够的电流输出。
2. 6 体系整体电路
本体系以单片机C8051F410 作为MCU,外围电路包含蓝牙模块、字库芯片、LED 点阵屏和电源模块，体系电路原理如图8 所示。
图8 体系原理图。
3 体系软件规划
单片机的初始化包含： ①时钟初始化，挑选片内24.5MHz 内部时钟。②引脚装备： 装备P0. 0 ~ P0. 2 为SPI 接口（3 线） ,与字库芯片通讯； 装备P0. 4 和P0. 5 为串口，与蓝牙模块完结通讯； 装备P1. 0 ~ P1. 3、P2. 0 和P2. 1 为数字I /O,完结对显现屏的操控。
③中止、定时器/计数器和FLASH 相关寄存器初始化。体系软件流程如图9 所示。
图9 体系软件流程
初始化后体系将自动读取FLASH 指定地址规模内的数据，并将数据（ Unicode 字符集） 转化得到与Unicode 数据对应的GB2312字符集代码在字库芯片的地址码，然后将该地址码送给字库芯片提取该地址所对应的GB2312 字符集，再将GB2312 字符集代码经过字库芯片转化提取相对应的16* 16 点阵代码，经过SPI 口将代码送给单片机，从而单片机将点阵代码送给点阵屏并操控点阵屏将数据显现出来。
正常作业状态下，当手机蓝牙与体系蓝牙模块产生配对时，手机只要输入正确的PIN 码后，才可成功配对，配对成功后，若手机选用记事本软件经过蓝牙发送数据，蓝牙模块将接纳数据并经过串口发送出去，这时单片机接纳数据，假如辨认到有用数据的开端位为标志位#,那么体系将以为该指令是操控指令，即操控LED 显现的亮度、速度、移动方向。操控指令的格局自主界说。例如#35 左,意思为：#为操控标志位，3操控亮度（ 操控规模为0 – 9,数值越大亮度越高） ,5操控速度（ 操控规模0 – 9,数字越大速度越慢） ,左为方向操控位（左为移动方向向左移，右代表向右移，上表明向上移，下为向下移） .假如有用数据的开端位不为#,那么将默许此次数据为LED 要显现的新内容，体系将把数据按次序存入指定的FLASH 地址规模内，待复位后新数据将显现于屏幕上。特别要指出的是，为了确保显现屏作业的可靠性，要在显现循环程序中得适宜方位设置好喂狗参数。
4 结束语
体系完结了经过手机更新显现屏显现内容的意图，便利又方便。经过一批用户的运用，显现功能和操控功能均较为安稳。可是，在实际运用进程中也遇到了没有处理的问题： ①有部分手机不支持Unicode 字符集格局。②本规划仅限于智能机经过记事本修正显现数据的传送，而不同手机选用的记事本修正软件不尽兼容，本规划是根据Nokia 手机软件规划的。
