基于双RAM技术的矩形LED显示屏的控制系统设计
来源： 作者： 发布时间：2015-08-18 14:47:45 浏览量：2.2 数据选择控制电路
LED显示屏控制系统如图3所示，VRS51L3074单片机内部自带精确的40 MHz振荡器，不需要外部晶振电路提供系统时钟。数据显示采用内存为16 Mb的SST25VF016B。双RAM技术输出显示数据的时候，是将两块RAM中相同地址的两个数据同时输出，所以，将两块RAM的显示数据存放在一块串行存储器中时，偶地址单元应存储RAM0的数据，奇地址单元存储RAMl的数据，数据输出时每次输出16位数据。串行存储器和单片机的工作电压都在3.3 V左右，但是VRS51L3074可以兼容5V，简化了控制电路。控制信号和显示数据在输出到寄存器74LS164和显示屏的时候，需要用74LVC07进行电平转换。
控制系统控制显示数据输出的流程为：
①将扫描线行地址通过P2端口的低4位送给LED显示屏。
②通过显示数据在显示区域中的位置，计算显示大功率电感贴片电感器数据在存储器中的地址，并计算出数据选择的位数i。
③通过单片机P3.0口模拟移位脉冲，输出到串行Flash时钟信号，移位脉冲数由数据选择位数i决定。使输出数据产生电感生产厂家错位，正确地选择输出显示数据。
④启动SPI读取显示数据，SPI传输字长设置为16位。模拟脉冲已经输出到串行Flash使数据产生了错位，输出16位数据[Di，Di+1，…，D7，…，D15，D0，…，Di-1]，输出到显示屏的数据[D8+i，…，D15，D0，…，Di-1]在高8位，经过移位刚好可以存放在移位寄存器中。每行第一个数据输出后，此行各列数据都直接输出。
⑤16位数据输出完毕后，通过P3.1脚产生一个SCK脉冲，将移位寄存器74LSl64中的数据输出移入到单元板的串行移位寄存器74HC595中。
⑥重复第④至⑤步，直到一行数据全部输出完毕电感式接近传感器后，由P3.2产生一个RCK脉冲，读取的一行数据将输出显示，然后扫描线下移一行。
⑦重复第①至⑥步。
此电路有这样几个特点：显示数据从串行Flash输出后，不经单片机的处理，直接以DMA方式输出到移位寄存器74LSl64，同时实现串并转换，既节省数据处理时间，又提高显示效率。在每场数据输出之前，通过信息在显示区域中的地址计算数据选择位数i，并通过P3.O端口模拟i个脉冲输出到串行Flash，移出i位数据，数据产生错位，使输出显示的数据在16位输出数据的高8位，可以直接存放在移位寄电感厂家存器中，输出到显示屏。以后同行各列的显示数据输出时，无需再进行数据选择位的判断，直接将显示数据从存储器中输出到显示屏。
存储器效率分析如表1所列。
由表1可知，采用双RAM技术输出显示大大提高了存储器效率，降低了显示数据存储器的大功率电感贴片电感器占用。当显示信息量较大时，动态数据组织使用的存储器比较多、利用率低，而采用双RAM技术正好解决了这个问题。一块RAM(静态显示时)的存储器效率是100%，双RAM的效率是50%。当有N块RAM时，效率为(N-1)/N。
针对图3所示控制电路，按照数据输出控制流程编写了程序代码。随机显示一屏信息，显示数据已按顺序存储在串行Flash中。
结语
本控制系统利用串行Flash输出数据时的特点，大大地减少了数据处理的时间，将显示数据以DMA方式输出到显示屏，不但提高了显示效率，而且弥补了长条显示屏在显示信息上的不足。双RAM技术大大提高了垂直移动时的存储器使用效率，所有的数据块都是按静态显示方式组织数据，所以每一块RAM的显示数据效率都是100%，双RAM的效率为50%。本文将显示数据存放在一块Flash中，效率也为50%，相比动态显示组织方式，降低了垂直移动时显示数据存储器的占用率，提高了存储效率。此外，还可以双RAM技术为基础，扩展出多RAM方式，提高显示的高度，增加每屏显示信息，进一步提高存储效率。本系统仍有改进的空间，譬如以双RAM组织显示数据后直接用两个RAM来存放不同的数据，控制显示数据直接输出，以提高输出速率。
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