LED多功能遙控顯示屏設(shè)計與實現(xiàn)

摘要：LED多功能顯示屏系統(tǒng)采用動態(tài)掃描的方法，以STC89C58RD+單片機作為主控芯片，利用自制的紅外遙控器無線下載信息到主機顯示。顯示屏由1 024只高亮發(fā)紅光二極管構(gòu)成的16x64點陣組成，行掃描電路采用74HC154譯碼器芯片驅(qū)動，列掃描電路用8塊74HC595驅(qū)動，紅外遙控發(fā)射頭采用一體化紅外收發(fā)器。系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字、字母、漢字等信息的動靜態(tài)顯示，和PC機串口通信來更新顯示信息，系統(tǒng)還可通過遙控器鍵盤遠距離進行信息的上下左右移動及顯示內(nèi)容的更新。
關(guān)鍵詞：STC89C58RD+單片機；LED顯示屏；紅外遙控；串行通信；行列掃描

0 引言
隨著計算機及相關(guān)的微電子、光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，LED顯示屏以其可靠性高、使用壽命長、環(huán)境適應能力強、性價比高的特點，迅速成長為平板顯示的主流產(chǎn)品。
目前大多數(shù)的LED點陣顯示系統(tǒng)自帶字庫，顯示和動態(tài)效果(主要是顯示內(nèi)容的滾動)的實現(xiàn)依靠硬件掃描驅(qū)動，該方法雖然比較方便，但顯示內(nèi)容不易及時更新，而且當LED顯示屏安裝到戶外時，不能對其進行有效的控制。室內(nèi)顯示屏通過數(shù)據(jù)線控制，很不方便。
設(shè)計圍繞多功能LED顯示屏進行，顯示方式有上下左右移動，利用PC機進行顯示內(nèi)容的實時控制更新。系統(tǒng)使用紅外發(fā)射、接收器構(gòu)成的遙控電路，遙控接收器通過對紅外光接收并識別，判斷控制操作，來完成整個紅外遙控發(fā)射、接收過程，可以方便地更新顯示內(nèi)容，更換顯示方式，使設(shè)計更具實用性和操作控制的方便性。

1 總體設(shè)計方案
LED顯示屏多采用動態(tài)掃描顯示方式。掃描顯示的原理是基于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，各顯示行(列)輪流顯示，只要刷新頻率不小于24 f／s，人眼感覺到的將是完整連續(xù)的圖像。
紅外遙控是以紅外線作為載體來傳送控制信息的，紅外線發(fā)射頭采用紅外發(fā)光二極管，這樣遙控發(fā)射器易于小型化且價格低廉。采用數(shù)字信號編碼和二次調(diào)制方式，不僅可以實現(xiàn)多路信息的控制，增加遙控功能，提高信號傳輸?shù)目垢蓴_性，減少誤動作，而且功耗低，不會產(chǎn)生信號串擾，反應速度快，傳輸效率高，工作穩(wěn)定可靠等。單片機采用STC89C58RD+，儲存數(shù)據(jù)量比STC89C52大，晶振用22．114 8 MHz，以提高刷新的頻率使顯示更穩(wěn)定。P0口輸出行信號經(jīng)74HC154譯碼后，產(chǎn)生行選通信號送入顯示屏的行進行輪流顯示。單片機P2口與8位移位寄存器74HC595相連。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 硬件電路設(shè)計
2．1 16x64 LED點陣屏
系統(tǒng)顯示屏用16行、64列的高亮白5 mm LED發(fā)紅光二極管搭建成。每行64個LED的陽極相連成行線并引出，16行16個接口作為共陽行線接口端，方便與行驅(qū)動模塊連接，實現(xiàn)行的定位和掃描；每列16個LED的陰極相連并引出，每8條列線組成一個接口，方便與列驅(qū)動模塊相接，實現(xiàn)寄存器數(shù)據(jù)的存儲與掃描，從而搭建成顯示屏系統(tǒng)。部分點陣屏電路如圖2所示。

2．2 主控與掃描驅(qū)動電路
主控電路以STC89C58RD+芯片為核心，外接復位電路、時鐘電路及串口下載線接口電路(RS 232通信接口)，用于LED顯示系統(tǒng)和電腦的通信，通信方式為10位的異步通信，在線下載便于程序更新，有利于系統(tǒng)的維護。
掃描驅(qū)動電路由行和列驅(qū)動組成。LED顯示屏一共16行，用一片74HC154對16行LED進行譯碼選擇，經(jīng)過TIP127放大并轉(zhuǎn)換成高電平，從而選通行線。
列掃描驅(qū)動采用并行數(shù)據(jù)串行傳輸?shù)姆桨?，?shù)據(jù)鎖存器用74HC595。64列用8塊74HC595芯片來驅(qū)動，8塊74HC595是首尾相連，前面一塊74HC595的移位輸出連接到下一塊74HC595輸入，第一塊74HC595的串行數(shù)據(jù)輸入端與單片機數(shù)據(jù)輸出端相連接，其中前2塊74HC595連接如圖3所示。