1、基于雙ram技術的led顯示屏控制系統設計長條的顯示屏在生活中應用得無數，這種顯示屏的控制容易，掃描線有限，顯示信息量也不是很大。當顯示信息量比較大時，若采納普通的長屏顯示屏，顯示信息過慢，即使采納超長屏的顯示屏，其數據輸出速率也很低，而且顯示屏的刷新頻率也不一定能滿足顯示需求。矩形顯示屏顯示的信息量大，并且可以按需要擴展顯示屏的高度，不存在頻率上的限制，能夠彌補長條顯示屏顯示信息時存在的不足。本設計用法雙ram技術來組織用于控制矩形顯示屏的控制系統數據，提高了信息垂直循環顯示時的存儲器效率，大幅度降低了對數據存儲器的占用率，并且對刷新頻率的要求也不是很高。1 顯示數據組織需要顯示的區域小于或

2、等于實際顯示區域時，采納靜態顯示即可。但大多時候需要顯示的區域大于或等于實際顯示區域，1所示。為了簡化問題的分析，本文將顯示區域高度設置為led顯示屏高度的4倍，寬度等于led顯示屏寬度。設顯示屏的高度為lh，寬度為lw，則顯示區域高度dh=4lh，寬度dw=lw。本文以單色顯示作為描述對象，且bw=bn=8(bw為掃描線條數，bn為輸出數據寬度)，1所示。對于一個led顯示屏，寬度lw和高度lh確定后，顯示屏單元板的羅列方式也就確定了。單元板相鄰的兩條掃描線之間的距離為sw，顯示屏有bw條掃描線，分離是y0，y1，ybw-1。每sw行對應一位顯示數據，顯示屏上的每一個點對應于存儲器中某個字節

3、的某一位。bw條掃描線分離指向：y0=o，y1=sw，bbw-1=(bw-1)sw。用靜態顯示數據組織辦法分離對顯示塊a、b、c、d組織顯示數據。首先對顯示塊a的顯示信息舉行組織(x為列號)：x=0，即當前掃描線各行與第o列相交各點的顯示數據按d0，d1，dbw-1的挨次存儲在存儲器的第一個存儲單元中。x值增強1，當前掃描線各行與x值對應列相交各點的顯示數據存儲在存儲器的下一個存儲單元中。直至將x=o至x=dw-1的dw個數據按挨次所有存儲在存儲器中。bw條掃描線向下移動一行，重復第至步，直到y0移動到sw-1行時。數據組織結束。顯示區域b、c、d分離根據a的數據組織方式去組織顯示數據。組織后

4、的顯示數據塊按a、b、c、d的挨次存儲在ram0里，然后將ram0中的顯示數據塊a、b、c、d按b、c、d、a的挨次拷貝到raml中，任何兩個相鄰顯示塊的顯示數據在兩塊ram中都有相同的地址存儲區域。ram0和raml的顯示數據與存儲器的對應關系2所示。2所示，掃描組1從y0=0到y0=sw-1，對應顯示塊a，數據已組織存放在存儲器中，可以挺直輸出顯示數據；掃描組2從y0=lh到y0=lh+ sw-1，對應顯示塊b也已經組織好，可以挺直輸出。但是掃描組3，它的位置非同普通，它的掃描線分離對應著兩個塊a和b；第o，1，bw-1條掃描線分離對應顯示塊a掃描組1的1，2，bw-2；而第bw-1條掃描

5、線就對應顯示塊b掃描組2的第o條掃描線。假如要在顯示屏上顯示掃描組3對應的這一屏數據，就一定要同時用法到掃描組1的第1，2，bw-1條掃描線和掃描組2的第o條掃描線組織的顯示數據作為輸出數據。因為顯示塊a和b的顯示數據是分離組織的，這時就要取ram0的d0，d2，dbw-1和raml的d0位作為輸出到顯示屏的bw位數據，這就需要在兩塊ram同時輸出的2bw位中挑選需要的bw位作為輸出數據，并且這bw位數據是延續的。顯示步驟(在此只考慮垂直移動顯示效果)；雙ram技術將顯示數據輸出的時候，是將兩塊ram中相同地址的兩個數據同時輸出。所以，假如設置ramo為主存儲器，raml為從存儲器，則將兩塊r

6、am的顯示數據存在一塊串行存儲器中時，偶地址單元應存儲ram0的數據，奇地址單元存儲raml的數據，因為數據寬度為8，所以每次輸出16位數據。假如顯示區域中以(xl，yl)點為顯示起始點，在led屏上顯示一屏顯示信息，則其數據挑選控制位只與yl、掃描線和掃描寬度sw有關。顯示區域的起始行坐標為yl，一塊顯示區域有bw·sw行，則yl所在的塊為：這里研究yl在實際顯示區域的坐標沒有多大意義，只須注重yl在當前顯示塊的相對坐標，nl=yl(bw·sw)就是yl在當前顯示塊的相對縱坐標，則相對坐標為(nl，yl)。動態顯示的基礎是靜態顯示，靜態顯示以從特定行顯示一屏為特征，當顯示

7、屏從第yl行開頭顯示信息時，由于一塊顯示區域有sw·dw個數據，則yl所在塊顯示數據的起始地址為：一塊顯示區域分為sw個區，則yl所在的分區記作：一區存放有dw個顯示數據，所以yl所在分區地址與所在塊起始地址之間的相對偏移地址為(ylsw)·dw。所以，只要知道了顯示信息的起始行坐標，就能得到顯示數據在存儲器中的存儲地址。nl=yl(bw·sw)，這里記i=nlsw(0i7)，表示顯示信息跨越兩個數據塊時需要挑選的數據位數。存儲器輸出16位數據d0，d1，d15后，從di位控制挑選延續的8位數據di，di+1，d7，d7+i輸出到顯示屏。當數據從一個字節的di位開

8、頭輸出16位時，如di，di+1，d7，d15，d0，di-1，前面8位在當前顯示是多余的幾位數據，后面8位數據d8+i，d15，d0，di-1正巧是要輸出到顯示屏的8位數據。當這16位數據串行輸出到一個8位的移位寄存器中時，移位寄存器剛好可以容納高8位數據，并將其輸出顯示。之后各列數據的輸出狀況同樣如此，不需要額外的命令或電路來對輸出數據舉行挑選輸出。只是在每行第一列數據輸出前，通過模擬i個時鐘脈沖輸出到存儲器，讓輸出數據產生錯位，使數據從di位開頭輸出。另外，當顯示信息剛好是a、b、c、d塊中的某一塊時，無須產生模擬脈沖對數據舉行挑選，而是挺直將數據輸出顯示。通過分析可知，spi模塊剛好具

9、有這個功能，通過單片機額外模擬i個時鐘脈沖，輸出到串行存儲器的時鐘信號端，可以使數據錯位，從指定的某一位di開頭輸出。當顯示信息跨越sw-1區間時，假如一場顯示還沒有完畢，內存地址應返回到yl所在塊的起始地址，并從起始地址開頭輸出顯示數據，單片機模擬的脈沖數i也相應發生變幻。2 led顯示屏控制系統設計led顯示屏控制電路。為了提高數據輸出效率，采納ramtron公司的帶spi功能模塊的vrs51l3074單片機。vrs51l3074的時鐘頻率為40 m-hz，命令周期短，處理速度快，效率高；工作在33 v左右，但是可以兼容5 v。sst25vf016b是一款具有spi接口的8引腳串行flas

10、h。7 4lsl64為移位寄存器。21 vrs51l3074的spi功能模塊vrs51l3074的spi時鐘頻率可以在sysclk2sysclk1024范圍內調節，spi時鐘頻率最高可以達到20mhz。當vrs51l3074作為spi主機時，可以對spi運行控制、配置和狀態監控以及其他的一些工作環境舉行設置。配置寄存器sonfig：主要對片選信號控制模式、spi中斷舉行設置。狀態寄存器spistatus：主要用于對spi運行狀態的監控。傳輸字長寄存器spisize：設置傳輸字長，本文設置為16位，即每次輸出16位數據。控制寄存器spictrl：對spi時鐘速率、時鐘相位極性、片選信號，以及sp

11、i時鐘頻率舉行設置。數據寄存器spirxtx0spirxtx3：用于對spi接口32位收發緩沖器的拜訪，對數據寄存器執行寫操作是將數據送入發送緩沖器中，對數據寄存器執行讀操作是從接收緩沖器中取出收到的數據。spi接口的發送和接收緩沖器都采納雙緩沖結構，從硬件上削減數據矛盾并提高數據傳輸效率。在主模式下對spirxtx0寄存器執行寫入操作將啟動spi傳輸。當傳輸字各行長大于8時，應最后向spirxtx0寄存器寫入。向串行flash輸入控制信號和數據地址后，啟動串行flash傳輸數據，在spi時鐘驅動下輸出顯示數據，并且可以用單片機模擬串行flash時鐘信號控制隨意位數據輸出。22 數據挑選控制電

12、路led顯示屏控制系統3所示，vrs51l3074單片機內部自帶精確的40 mhz，不需要外部晶振電路提供系統時鐘。數據顯示采納內存為16 mb的sst25vf016b。雙ram技術輸出顯示數據的時候，是將兩塊ram中相同地址的兩個數據同時輸出，所以，將兩塊ram的顯示數據存放在一塊串行存儲器中時，偶地址單元應存儲ram0的數據，奇地址單元存儲raml的數據，數據輸出時每次輸出16位數據。串行存儲器和單片機的工作電壓都在33 v左右，但是vrs51l3074可以兼容5v，簡化了控制電路。控制信號和顯示數據在輸出到寄存器74ls164和顯示屏的時候，需要用74lvc07舉行電平轉換。控制系統控制

13、顯示數據輸出的流程為：將掃描線行地址通過p2端口的低4位送給led顯示屏。通過顯示數據在顯示區域中的位置，計算顯示數據在存儲器中的地址，并計算出數據挑選的位數i。通過單片機p30口模擬移位脈沖，輸出到串行flash時鐘信號，移位脈沖數由數據挑選位數i打算。使輸出數據產生錯位，正確地挑選輸出顯示數據。啟動spi讀取顯示數據，spi傳輸字長設置為16位。模擬脈沖已經輸出到串行flash使數據產生了錯位，輸出16位數據di，di+1，d7，d15，d0，di-1，輸出到顯示屏的數據d8+i，d15，d0，di-1在高8位，經過移位剛好可以存放在移位寄存器中。每行第一個數據輸出后，此行各列數據都挺直輸

14、出。16位數據輸出完畢后，通過p3.1腳產生一個sck脈沖，將移位寄存器74lsl64中的數據輸出移入到單元板的串行移位寄存器74hc595中。重復第至步，直到一行數據所有輸出完畢后，由p32產生一個rck脈沖，讀取的一行數據將輸出顯示，然后掃描線下移一行。重復第至步。此電路有這樣幾個特點：顯示數據從串行flash輸出后，不經單片機的處理，挺直以dma方式輸出到移位寄存器74lsl64，同時實現串并轉換，既節約數據處理時光，又提高顯示效率。在每場數據輸出之前，通過信息在顯示區域中的地址計算數據挑選位數i，并通過p3o端口模擬i個脈沖輸出到串行flash，移出i位數據，數據產生錯位，使輸出顯示的

15、數據在16位輸出數據的高8位，可以挺直存放在移位寄存器中，輸出到顯示屏。以后同行各列的顯示數據輸出時，無需再舉行數據挑選位的推斷，挺直將顯示數據從存儲器中輸出到顯示屏。存儲器效率分析如表1所列。由表1可知，采納雙ram技術輸出顯示大大提高了存儲器效率，降低了顯示數據存儲器的占用。當顯示信息量較大時，動態數據組織用法的存儲器比較多、利用率低，而采納雙ram技術正巧解決了這個問題。一塊ram(靜態顯示時)的存儲器效率是100，雙ram的效率是50。當有n塊ram時，效率為(n-1)n。針對圖3所示控制電路，根據數據輸出控制流程編寫了程序代碼。隨機顯示一屏信息，顯示數據已按挨次存儲在串行flash中。結語本控制系統利用串行flash輸出數據時的特點，大大地削減了數據處理的時光，將顯示數據以dma方式輸出到顯示屏，不但提高了顯示效率，而且彌補了長條顯示屏在顯示信息上的不足。雙ram技術大大提高了垂直移動時的存儲器用法效率，