基于多端口串行Flash的条形LED显示屏控制[2]

　　机的数据口P2. 0 ~ P2. 3全部置高电平，通过SPI 时钟从串行存储器读取显示数据，同时以"DMA"方式进入LED 单元板，当读取完一行数据后，在LED单元板上的数据锁存端RCK 上产生有效信号，就可以显示该行数据。 当采用这种模式时，一定要将单片机STC12C5616 的引脚P2. 0 ~ P2. 3设置为"弱上拉"模式。

　　4 超长LED 显示屏显示程序设计

　　在1 /16 单色LED 显示屏硬件电路设计中，74HC595 采用直通方式连接。 根据直通方式特点，预先对单色显示数据进行优化组织，将组织后的显示数据预先存放在串行Flash 存储器SST26VF016B 中。 如图4 所示，单片机输出显示每行数据时按"输出数据→送移位脉冲→地址加1"的顺序重复进行，显示完一行后，RCK 锁存显示，通过ABCD 切换行选通线。

　　图4 1 /16 扫描单色F3. 75 或F5. 0 单元板( 64 × 32 点) 连接方式。

　　以LED 显示屏的水平方向点数为4 096 点为例，其显示一帧数据的程序代码如下：

　　woid Display( unsigned long begin_Addr)

　　{

　　unsigned char Ln

　　,Bv = 1;

　　unsigned int Data_Length,Lw = 4096;

　　unsigned long Addr;

　　Data_Length = Bv* Lw

　　) ;

　　for ( Ln = 0; Ln < 16; Ln + + )

　　{

　　Addr = Begin_Addr + Ln* Data_Length;

　　CS = 0;

　　SendSQI_Byte( 0x0B) ; / /送读命令

　　/ /送3 个字节地址

　　SendSQI_Byte( ( Addr 》 16) &0xff) ;

　　SendSQI_Byte( ( Addr 》 8) &0xff) ;

　　SendSQI_Byte( ( Addr&0xff) ;

　　SendSQI_Byte( ( 0xff) ; / /送虚字节

　　P2 = P2 |0x0f;

　　SPCTL = 0xd0; / /允许SPI 接口

　　SPDAT = 0xff; / /启动第1 次SPI 发送

　　Data_Length = ( Data_Length 》 3) - 1;

　　while( Data_Length! = 0)

　　{ / /SPI 时钟每次传输8 个脉冲

　　while( ( SPSTAT&0x80) == 0) ;

　　SPSTAT = 0x80; / /清接收标志

　　SPDAT = 0xff; / /启动SPI 发送

　　Data_Length -- ;

　　}

　　while( ( SPSTAT&0x80) == 0) ;

　　SPSTAT = 0x80; / /清接收标志

　　SPCTL = 0x90; / /禁止SPI 接口

　　CS = 1; /* disable devicce * /

　　EN = 0;

　　RCK = 1; RCK = 0;

　　PI = ( ( P1&0xf0) | Ln

　　) ;

　　EN = 1;

　　}

　　}

　　在设计程序时，仅在换行时关闭显示屏，避免它产生余辉，其余时间都点亮。 在该程序中，Bv为数据线在垂直方向使用595 的组数; Lw为LED 显示屏水平方向像素点数; Ln为当前LED 显示屏显示数据行号。 当显示数据时，采用存储器和LED 显示屏的数据输出模式，单片机先向串行存储器输出"读数据"命令字"0x0B",然后输出24 位地址和虚拟字节，再使单片机数据口输出高电平，就可以根据LED 显示屏的长度输出SCK 脉冲。 送完一行数据后，禁止SPI 接口，RCK 锁存信号有效，切换至下一行，按重复步骤继续输出显示数据。

　　5 测试

　　经过测试后，显示屏显示正常，没有抖动情况，使用逻辑分析仪测试了其刷新率，如图5( b) 所示，信号A 的电平宽度表示显示1 行所需要的时间，其宽度为1. 036 16 ms,显示1 帧的时间为16 ×1. 036 16 ms≈16 ms,所以LED 显示屏的刷新率为1 /16 ms = 62. 5 Hz. 而当LED 显示屏的刷新率大于50 次/s 时，就可以满足设计要求，故本设计能够满足正常显示要求。 通过测试SCK 信号，如图5( a)所示，可以看出SCK 信号每8 个脉冲1 组，每组之间的时间间隔仅为570 ns,该时间主要消耗在判断SPI 数据传输完成标志和循环控制上。

　　图5 LED 屏信号测试

　　6 结论

　　本文提出了基于多端口串行Flash 存储器的LED 显示控制系统，利用单片机的SPI 接口产生可控时钟，将多端口串行Flash 存储器中的显示数据以"DMA"方式直接输出至超长条形LED 显示屏。

　　其制造成本低廉，根据本文程序及逻辑分析仪得到的时序图可知，该方法可以控制4 096 × 64 点阵单色LED 显示屏，在超长显示屏市场上有很好的应用前景。