基于LPC2210的LED顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
隨著計(jì)算機(jī)和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，使LED大屏幕顯示系統(tǒng)成為集計(jì)算機(jī)控制、視頻、光電子、微電子、通信、數(shù)字圖像處理技術(shù)為一體的顯示設(shè)備。隨著大屏幕顯示技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，需要處理的數(shù)據(jù)大量增加，系統(tǒng)的頻率更高、規(guī)模更大，對(duì)顯示控制系統(tǒng)的要求也不斷提高。目前LED顯示器常采用8位／16位的微處理器，由于其運(yùn)行速度、尋址能力和功耗等問題，已難滿足顯示區(qū)域較大、顯示內(nèi)容切換頻繁的相對(duì)復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)合。存在系統(tǒng)體積較大、調(diào)試?yán)щy、不易修改、系統(tǒng)不穩(wěn)定等諸多問題。ARM具有體積小、功耗低、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)等特性。在無計(jì)算機(jī)支持的獨(dú)立顯示系統(tǒng)中，采用嵌入式系統(tǒng)來解決信息顯示的諸多要求是一個(gè)理想的方案。因此本設(shè)計(jì)以LPC2210微處理器為控制電路核心，解決了系統(tǒng)的運(yùn)行速度、尋址能力和功耗等問題，從而支持更大可視區(qū)域的穩(wěn)定顯示、存儲(chǔ)更多的顯示內(nèi)容。
1 系統(tǒng)硬件組成及原理
本系統(tǒng)選用Philips公司生產(chǎn)的LPC2210微處理器，以功耗小、成本低的ARM7TDM I為內(nèi)核系統(tǒng)的硬件構(gòu)成。該系統(tǒng)主要由顯示控制電路和LED顯示屏部分構(gòu)成，如圖1所示。
以ARM7(LPC2210)微處理器為為核心的控制電路主要完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換信號(hào)控制工作。LED顯示屏的掃描驅(qū)動(dòng)電路主要采用74HCl38和74HC595等來完成行掃描并以控制時(shí)序的方式來完成列控制。顯示屏以LED為像素，由LED點(diǎn)陣顯示單元拼接而成，本設(shè)計(jì)的顯示屏為16行×64列的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。
在設(shè)計(jì)中，采用LPC2210P0口的16個(gè)引腳作為顯示控制電路的接口，并分別對(duì)應(yīng)屏的使能端EN、行選中信號(hào)端(A，B，C，D)、行點(diǎn)亮數(shù)據(jù)信號(hào)端(GD1，GD2，RD1，RD2)和2路時(shí)序信號(hào)LAT，CLK等。
2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
由于本LED顯示屏的顯示控制電路，主要采用74HCl38和74HC595完成行掃描，以控制時(shí)序的方式完成列控制，且這些時(shí)序是由軟件部分完成的，因此在軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，首要考慮時(shí)序邏輯的合理設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在本LED顯示屏中，需要2路時(shí)序分別是完成數(shù)據(jù)緩存的緩存時(shí)序CLK及將緩存數(shù)據(jù)點(diǎn)亮的點(diǎn)屏?xí)r序：LAT。CLK出現(xiàn)上升沿后，將數(shù)據(jù)依次存入屏的緩存，LAT出現(xiàn)上升沿后，屏將緩存內(nèi)容送到屏的某一行。除此之外還要考慮行掃描過程中行的選擇以及顯示模塊、通信模塊、清屏模塊等，子模塊的編寫與各子模塊間的協(xié)調(diào)使用等問題。
需要指出的是為了提高LED顯示屏的可擴(kuò)展性，就勢(shì)必使系統(tǒng)提高了對(duì)頻率的要求，為此本設(shè)計(jì)在系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)過程中，利用LPC2210微處理器自帶的鎖相環(huán)(PLL)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了倍頻設(shè)計(jì)，以提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖2所示。
2．1 PLL模塊
LPC2210的PLI接收的輸入時(shí)鐘頻率范圍是10～25 MHz，選用11．059 2 MHz作為系統(tǒng)的外部晶振頻率，首先需要配置PLL，計(jì)算公式如式(1)所示。
其中，F(xiàn)osc為晶振頻率，F(xiàn)cco為PLL電流
