大屏幕LED显示系统

2022-02-06 07:55分类：电子元器件阅读：

　　1 系统软件整体方案

　　该数据信息显示设备主要是由上位机软件管理方法控制模块、GPRS的上传和接受控制模块、LED 显示设备等部份构成，该系统结构图如图所示1 所显示。上台PC 机作用为接受客户填写信息内容，将其根据RS-232 串口通信发给GPRS 的上传和接受控制模块实现信息的传送。上位机软件管理方法组件是消费者和该体系开展立即沟通的服务平台，客户根据PC 上位机软件管理系统软件键入要在LED 点阵屏表明的文字内容和指令及其各种各样图象，能够挑选静止不动、由下向上移、从右向偏移、闪动等动态显示，也可以更改字体样式和运动速率等。远程控制的GPRS 的上传和接受控制模块具体的功用是将接受到上位机软件的信息内容，立即精准地输送到期待的显示设备，本设计方案主要是根据I2C 系统总线传输给每个显示设备。显示设备由几块LED 点阵屏控制模块构成，每片点阵屏控制模块有16&TImes;160 点阵式，能够表明10个16&TImes;16 点阵式中国汉字。本系統选用I2C 系统总线开展操纵模块和每一个显示设备的通讯，LED 点阵屏控制模块由MSP430F169 单片机设计操纵，能接受本身详细地址数据信息并操纵表明。

　　图1 系统软件的构造框架图

　　2 系统软件硬件开发

　　该数据收集系统软件硬件配置包含上位机软件通信协议控制模块、GPRS 的上传和接受控制模块、终端设备表明控制模块、终端设备数据信息控制部件。下边具体详细介绍GPRS 的上传和接受组件和终端设备表明组件的设计方案。

　　2.1 GPRS 的上传和接受控制模块设计方案

　　2.1.1 GPRS 推送控制模块

　　本体系采用的GSM 控制模块是西门子PLC的TC35I 控制模块，这款无线模块是一个适用汉语短信的工业生产级的GSM 控制模块，工作中在EGSM900 和GSM1800 双频率段，开关电源范畴为直流电3.3~4.8 V，开关电源耗费：休眠模式时为3.5 mA，空余模式时为25 mA，发送情况为300 mA、2.5A 最高值; 能够輸出视频语音和信号，功能损耗在EGSM900 和GSM1800 各自为2 W 和1 W，根据插口射频连接器和无线天线射频连接器各自联接SIM 卡读写器和无线天线。SIM 工作电压为3 V/1.8 V，TC35I 的api接口根据AT 指令能够双重传送指令和数据，可选串口波特率为300 b/s~115 kb/s，全自动串口波特率为1.2 kb/s~115 kb/s ;适用TEXT 和PDU 文件格式的SMS ，可根据AT 指令或关闭数据信号完成重新启动和问题修补。TC35I 控制模块具体由供电系统控制模块、闪存芯片、ZIF 射频连接器、无线天线插口等6 一部分构成，做为TC35I 的关键，基带芯片CPU主要是解决GSM 终端设备内的音频和数据信息，并包含了蜂窝状频射机器设备中的全部仿真模拟和数据作用。

　　2.1.2 GPRS 数据信息接受控制模块

　　本系统软件主要是运用GPRS 控制模块与51单片机开展传输数据，因而涉及到的硬件配置主要是单片机设计和GPRS 控制模块，文中GPRS 控制模块采用西门子PLC的TC35I ，而单片机设计挑选的是TI公司一种具备超功耗低、功能齐全的16 bit 单片机设计MSP430F169 。因为该电源模块脚位有5 个，且工作电压全是3.3~4.8 V，因而本设计方案将5 个脚位连在一起，立即收到外界4.2 V 开关电源上。可是本体系的外界开关电源是12 V 的直流电流，因此设计方案时选用LM2941 稳压管为4.2 V.GPRS控制模块上的脚位IGT 主要是用以打火校准，其功效是做为GPRS 控制模块的一个校准变换系统软件，通电后为使TC35I 进到运行状态，务必给IGT 加一个超过100 ms 的低单脉冲，脉冲信号降低延迟时间不能超出1 ms ，这儿根据RC 电源电路来完成。TC35I 的第32 脚SYNC 脚位有俩种工作模式，一种是标示发送情况时的输出功率提高状况，另一种是标示TC35I 的运行状态，可以用AT 指令AT SYNC 开展转换，本控制模块采用的是后一种。GPRS 控制模块和51单片机相互之间的数据通讯主要是根据端口号TXD0 与TXD 中间、RXD0 与RXD 中间的传输数据来进行。在其中，GPRS 控制模块上的TXD0 口用以接受从单片机设计传过来的数据信息，而单片机设计上的TXD 端口号用以向GPRS 控制模块传输数据。GPRS 控制模块上的RXD0 口用以向单片机设计传送数据，单片机设计的RXD 口则用以接受从GPRS 控制模块传送来的数据信息。在TC35I 的基带芯片CPU上有一个综合性SIM 插口，该插口立即连接线到服务器插口( 端到端射频连接器)，用以接入到外界的SIM卡座。本系统软件接的SIM 卡有CCCLK、CCVCC、CCIO、CCRST、CCIN、CCGND 6 个脚位，各自相匹配接进TC35I 的第1~ 第6 个脚位上。控制模块的接插件和SIM 卡坐的脚位相互之间的间距不能超出20 cm，为了更好地达到最佳的实际效果，在SIM 支撑架下铺设一层铜围栏网，该层敷铜与SIM 卡的CCGND 脚位相接。

　　CCVCC 和CCGND 中间的2个电容器需离脚位尽可能近，而且布线尽可能特性阻抗低，以达到标准规定。MSP430F169 单片机设计的震荡器的晶振电路为11.059 2 MHz ，数据信息传输速率设定为9 600 b/s ，复位开关RESET 为上拉电阻时校准。GPRS 传输数据控制模块硬件配置部份的电路设计图如图2 所显示。

　　图2 GPRS 传输数据控制模块原理图。

　　2.2 终端设备表明控制模块设计方案

　　2.2.1 I2C 系统总线

　　本体系采用的是根据I2C 系统总线实现数据信息控制部件和终端设备表明控制模块实现通讯。I2C(Inter-Integrated Circuit) 系统总线是一种由PHILIPS 企业研发的两条线式串行接口，用以联接微处理器以及外部设备。I2C 系统总线是用2 根双重I/O电源线(串行通信数字时钟线SCL 和串行通信手机充电线SDA) 把多种多样元器件相互连接，并完成元器件相互间的串口通信。I2C 系统总线最首要的特点是其简洁性和实效性。因为插口立即在部件以上，因而I2C 系统总线占有的区域特别小，降低了线路板的区域和集成ic引脚的总数，减少了互连成本费。MSP430F169內部融合有2 个16 bit 计时器，1 个快速12 bit A/D 转化器，12 bit 或8 bit 的双向D/A 转化器，2 个通用性同歩/异步通信插口和1 个I2C 控制模块。文中即运用I2C 控制模块来对MSP430F169 单片机设计开展拓展。

　　2.2.2 光耦电路

　　LED 显示器光耦电路设计方案依据推动电源芯片的选用不一样拥有较大差别。LED 推动集成ic可分成通用性集成ic和常用集成ic二种。通用性集成ic就是指其集成ic自身并不是专业为LED而设计方案，只是一些合乎LED 显示器逻辑性作用要求的集成ic(如串、并移位寄存器)。通用性集成ic一般用以LED 显示器的低端商品，如室内的纯色屏、两色屏等。专用型集成ic就是指依照LED 发亮特点而特意制定用以LED 显示器的驱动器集成ic。LED 是电流量特点元器件，即在饱和状态通断的条件下，其色度伴随着电流量的变动而转变，而不是靠调整其两头的工作电压而转变。因而专用型集成ic一个最高的特征便是给予直流电源。

　　本系統选用行扫描仪方法，行选通电源电路由集成电路芯片74HC154 组成。74HC154 是4 线-16 线性能卓越数据选择器，在点阵式显示屏并不大的情形下，一般的单片机设计能够同时推动点阵式LED 的亮灭，可是考虑到拓展为大显示屏尺寸时，因单片机设计的I/O 口不能给予充分的工作电压，但可在74HC154 和点阵式的行插口接好一个PNP 型8550 三极管电路用于给予充分的电流量，当74HC154 传出低电频时，三极管Q 通断，輸出上拉电阻。除此之外，可以用含有2 级锁存挪动輸出功能模块的74HC595 锁存来对列线开展推动操纵。LED 点阵式的列线收到74HC595 的8 bit 并行处理輸出口边，由单片机设计控制参数的輸出，运用74HC595 的锁存輸出作用，电源电路同用同一个挪动数字时钟SCK 和数据信息锁存数字时钟RCK，可联级双片74HC595 以组成更高LED 点阵屏的列光耦电路。此构造还可在75HC595 的串口端根据PWM 波开展灰度级调整。以一个16 行&TImes;160 列的LED 点阵式模块为例子，本系統选用的光耦电路基本原理如图所示3 所显示。