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引言 傳統(tǒng)的LED顯示屏由于一次投資大，遠程控制功能差使得使用范圍受到很大的限制，特別是需要遠距離大范圍多點應(yīng)用LED顯示屏則成本和維護費用則更高。利用現(xiàn)代化大工業(yè)中采用的遠程數(shù)據(jù)傳輸和遠程控制技術(shù)，將位于各個地區(qū)的LED顯示屏實現(xiàn)遠程控制，該技術(shù)依托公共電話線路就可以實現(xiàn)對顯示屏顯示內(nèi)容的遠程更新。將該技術(shù)應(yīng)用在己經(jīng)建設(shè)好的LED顯示屏上，則將LED顯示屏的日常維護管理由專業(yè)的人員(公司)遠程操作。減少的維護管理費用，而原來使用的軟件以及管理模式需要改變就可以實現(xiàn)遠程控制功能，這也可以使用在顯示屏需要移動的場所。該技術(shù)由于采用遠程控制，其位于現(xiàn)場的顯示屏可以根據(jù)功能、位置選擇不同的型號。各種型號的LED顯示屏都可以由遠程計算機進行不同內(nèi)容的更新，可以預(yù)見，在一個地區(qū)采用一臺計算機控制近百臺顯示屏實現(xiàn)內(nèi)容即時更新，就是實現(xiàn)了信息流的快速傳遞，減少了過去傳統(tǒng)的人流、物流和工作流，使得信息傳播更加迅速，從而為社會帶來巨大的經(jīng)濟效益。 1 系統(tǒng)整體設(shè)計方案 主要對傳統(tǒng)的文字型的LED顯示屏進行研究，了解其工作原理以及運行管理模式，軟件控制方法以及控制計算機與LED顯示屏控制器的硬件連接方式。為遠程控制軟件的編程創(chuàng)造有利條件。 (1)上位機通信軟件設(shè)計 根據(jù)傳統(tǒng)的LED顯示屏系統(tǒng)的工作原理以及建立的運行控制模式，編程在計算機上使用的專用軟件，進行數(shù)據(jù)的收發(fā)，實現(xiàn)采用調(diào)制解調(diào)器的遠程數(shù)據(jù)傳輸方式。 (2)接口板硬件電路設(shè)計 接口板是解決位于公共電話線的一端的計算機與公共電話線另一端的調(diào)制解調(diào)器連接的問題。是在LED顯示屏現(xiàn)場使用，與原控制器通過RS-232相連，在硬件上有調(diào)制解調(diào)器配合的問題，也有數(shù)據(jù)接受和發(fā)送問題，其核心技術(shù)就是采用單片機控制調(diào)制解調(diào)器和用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換MAX232，以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存的RAM。使系統(tǒng)能正常運行的核心部位是單片機。 (3)單片機通信軟件設(shè)計 該程序是應(yīng)用在接1：3板上的一個單片機，實現(xiàn)單片機與遠程計算機進行數(shù)據(jù)通信，單片機作為下位機，而計算機作為上位機，通過公共電話線接受的數(shù)據(jù)準確的傳輸?shù)皆瓉淼目刂破魃希瓿蓪崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能，達到遠程控制LED顯示屏內(nèi)容更新的目的。 (4)單片機顯示軟件設(shè)計 顯示軟件是用于控制LED顯示屏顯示的單片機程序，通過程序的控制我們才能實現(xiàn)漢字和圖片等在LED顯示屏上面的正常顯示。此外，通過編程我們還可以實現(xiàn)不同的顯示效果。系統(tǒng)整體設(shè)計方案如圖1所示。 
圖1系統(tǒng)的整體設(shè)計方案． 在設(shè)計中利用PC機通過RS-232將數(shù)據(jù)通過調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后傳送到電話線上，利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)將調(diào)制后的數(shù)據(jù)進行傳輸，在另一端的調(diào)制解調(diào)器進行接收并解調(diào)，然后再經(jīng)過MAX232將電乎轉(zhuǎn)化成單片機所能支持的TTL電平后，由單片機進行數(shù)據(jù)的接收，從而完成上下位機之間的通信。還可以用相反的方法將單片機接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過一定的算法處理后傳回上位機，在上位機接收到數(shù)據(jù)后，便可以進行判斷出數(shù)據(jù)傳輸過程中是否出現(xiàn)錯誤。如果出現(xiàn)錯誤的話，將重新發(fā)送數(shù)據(jù)，直到所有數(shù)據(jù)發(fā)送正確為止。 LED顯示屏主要包括：單片機、接口板驅(qū)動電路、點陣顯示模塊組成的顯示屏等器件。LED顯示屏設(shè)計的核心部分在掃描方式以及數(shù)據(jù)輸出形式的選擇，在此次設(shè)計中采用“動態(tài)掃描法并行輸出數(shù)據(jù)”的方法。 2 串口通信程序的設(shè)計 2．1上位機通信軟件的設(shè)計 上位機控制界面旨在提供—個良好的人機交互界面，用于簡單方便地給下位機傳送數(shù)據(jù)，并起到監(jiān)控整個系統(tǒng)運行狀態(tài)的作用。所以，要求該軟件操作簡單直觀，具有靈活性、功能要求實用。 用VB編寫的串口調(diào)試助手軟件．它操作界面簡單明了，而且功能也很齊全，支持常用的300~115200bps波特率，能設(shè)置校驗、數(shù)據(jù)位和停止位，能以ASCII碼和十六進制碼接收或發(fā)送任何數(shù)據(jù)或字符(包括中文)，可以任意設(shè)定自動發(fā)送周期，并能將接收數(shù)據(jù)保存成文本文件。能發(fā)送任意大小的文本文件，串口調(diào)試助手的操作界而如圖2所示。
圖2串口調(diào)試助手界面 2．2下位機通信程序的設(shè)計 單片機方面的通信軟件應(yīng)有以下模塊組成：用于接收上位機發(fā)送來的點陣文字字碼數(shù)據(jù)，將其先暫時存放到外部RAM內(nèi)，準備供顯示程序使用。并且還要向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)進行校驗看接收到的數(shù)據(jù)是否有錯。在這里采用的是將接收到的數(shù)據(jù)再發(fā)送到上位機，當(dāng)上位機的接收數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)不一樣的時候，就需要上位機從新進行數(shù)據(jù)的發(fā)送，直道發(fā)送完全正確。程序的流程圖如圖3所示。
圖3下位機通信流程圖 3 控制系統(tǒng)的顯示程序設(shè)計 LED顯示屏顯示程序所要實現(xiàn)的功能主要是將存在外部RAM里的字碼讀取到單片機內(nèi)部，然后通過單片機的PO口送顯示屏，在掃描信號的配合下，完成顯示內(nèi)容的正確顯示。 這里程序還實現(xiàn)了不同的顯示效果的控制，主要的顯示效果有：整個屏幕靜態(tài)顯示內(nèi)容、按列從左向右逐列地顯示內(nèi)容進行移動、按行從上到下逐行地顯示內(nèi)容進行移動以及左移、上移等。 3．1靜態(tài)顯示程序設(shè)計 這里采用的是列掃描方法，所以掃描第一列的時候，P0口通過兩塊74LS273要分別將第一列的字碼分兩個字節(jié)送到相應(yīng)的位；接下來掃描指針指向下一列，字碼偏移量加一，即指向下一列的字碼，P0口再將對應(yīng)的字碼送到相應(yīng)的位進行顯示；依次下去當(dāng)最后一列顯示過后，掃描指針還原到第一列，字碼偏移量還原為零。這樣繼續(xù)循環(huán)顯示下去，就可以實現(xiàn)一行文字的靜止顯示了。 下面為靜態(tài)顯示的部分程序：
3．2畫面上移程序的設(shè)計 左移程序要實現(xiàn)的功能是將整屏顯示內(nèi)容一列一列向左移動，其主要原理為：首先將顯示內(nèi)容顯示在大屏幕上；然后將顯示內(nèi)容原來第二列的顯示內(nèi)容送到第一列進行顯示，第n列的顯示內(nèi)容送到第n-1列進行顯示；這樣便完成了顯示內(nèi)容左移一列的效果。依次類推，將顯示內(nèi)容移動128次后整屏顯示內(nèi)容便移動完成了。然后呢，我們通過循環(huán)程序便可以實現(xiàn)顯示內(nèi)容的循環(huán)左移了。 3．3畫面上移程序的設(shè)計 上移程序的功能是實現(xiàn)整屏顯示內(nèi)容逐行地向上移動，其工作原理是：掃描方式不做改變，只是在送到顯示屏進行顯示之前要對顯示的數(shù)據(jù)進行處理一下，即在整屏內(nèi)容顯示完一次后，第二次掃描顯示的時候，掃描每列都要將字碼進行左移一位，然后送顯示屏進行顯示，這樣就可以實現(xiàn)這屏內(nèi)容上移一位。同樣的方法用16次后整屏顯示內(nèi)容移動完畢。加上循環(huán)程序便可以循環(huán)上移了。 以上介紹了左移程序和上移程序的設(shè)計方法。右移程序和左移程序的原理相同，下移程序和上移程序的原理一樣，因而在這里就不做過多的解釋了。 4 結(jié)束語 本文作者創(chuàng)新點在于該控制系統(tǒng)控制電路簡單實用，利用這種方法我們還可以將顯示屏在行和列得方向上都進行擴展，由于結(jié)構(gòu)簡單、軟件編程方便、價格低廉等特點，這種單色屏在一些要求不是很高的場合具有較強的競爭力。隨著LED顯示屏技術(shù)的口臻成熟，彩色問步屏也已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，這必將使人們的生活變得更豐富多彩并為參與各種社會活動帶來極大的方便。 在此次系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試的過程中，除了進行硬件電路以及軟件程序的設(shè)計外，還用到了一個優(yōu)秀的仿真軟件PROTEUS。對于本系統(tǒng)而言，它既可以仿真顯示屏的工作，而且還可以仿真串口通信那部分的工作。 各種型號的LED顯示屏都可以由遠程計算機進行不同內(nèi)容的更新，可以預(yù)見在顯示集中的行業(yè)可以帶來數(shù)萬甚至數(shù)十萬元的經(jīng)濟效益。 作者：劉增環(huán)，范慧賢 來源：《微計算機信息》(嵌入式與SOC)2009年第25卷第1-2期 |
