便捷式LED显示屏控制器的研究(2)VIP免费

1绪论便捷式LED显示屏控制器又称基于USB的LED显示屏控制器，是我们综合LED显示屏控制器的发展和USB的优点提出的一项新型的显示屏控制系统技术。1.1课题研究的背景和意义LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的大面积显示屏幕，目前，其广泛应用于银行、医院、体育场馆、车站、高速公路、广场等公共场所的信息显示和广告宣传。传统的LED显示屏的信息输入只能通过数据线与专用电脑直接连接来进行，或者是由电脑通过无线或有线数据网络加控制电路的方式实现。这些方式存在一定的缺点和应用局限，如专用电脑控制方式增加了系统成本，而且电脑需要一直处于开机状态，控制系统本身功耗较大；而通过网络实现控制的方式，网络初期投资和运行成本比较大[1]。USB(通用串行总线)是INTEL、DEC、MI2CROSOFT、IBM等公司联合提出的、最近几年逐步在PC领域广为应用的新型接口技术。USB接口通用性好、实时性强、传输方式多样、成本低、支持即插即用、易于扩展且便于使用,这些优点使其得到许多硬件厂商的青睐。目前各种类型的USB产品已大量涌入市场,同时也被广泛地用在PC机及嵌入式系统中。USB的普及使其成为在各类便携式设备中进行数据传输的一种较好的选择。基于此，本文提出了基于USB的LED显示屏控制系统，它具有传输速度快、更新信息方便、设备安装和配置容易、易于扩展、能够采用总线供电、使用灵活等主要优点；便于携带，基本上完善了普通LED点阵显示牌的功能，具有良好的应用前景和很高的实用价值[2]。与显示屏的发展密切相关的是其核心技术即显示屏控制系统技术的革新。当前市场上流行的脱机LED显示屏控制系统的特点可以概括为两点：第一，人机交互系统由计算机控制。每一种显示屏控制系统对应着一种控制软件，LED显示屏用户将要显示的文本或图片通过上位机程序输入计算机，然后由上位机程序提取文本或图片的点阵信息并保存；第二，通讯传输系统为有线控制，采用有线电缆作为传输介质——多数为RS232总线或是RS485总线，根据PC机配置的标准串行接口，进行电平转换。计算机通过上述总线将点阵信息传送给显示屏扫描控制系统扫描显示。上述特点造成了显示屏对计算机和通信线路的依赖性，无形之中就提高了使用成本，给用户带来了不便，某些用户甚至为使用显示屏而不得不专门配备一台计算机，或是要在不方便架设线路的地方铺设专用线路。这对于某些小型显示屏用户而言大大提高了其使用成本，某些用户甚至不得不为此而忍痛割爱，从而极大地影响到LED显示屏使用的普及。本文提出了一种新的设计方案，即在显示屏控制系统原有串口的基础上扩展标准USB—HOST接口，将计算机上相关文件拷到USB存储设备(U盘／USB硬盘)，然后USB存储设备插到LED显示屏的控制系统上，控制系统通过该接口直接读取USB存储设备,完成对LED显示屏的文本和图像输入，使LED显示屏与计算机的信息交流更方便。该系统操作简单，在一些小型且需要不断改变显示内容的LED显示屏系统中具有较高的性价比，大大缩小了设备的占用空间，而且摆脱了线缆的束缚和计算机的控制。目前USB存储设备这类电子信息存储媒介已逐步普及，使用USB存储设备作为LED显示屏信息内容的传递媒介，将会给LED显示屏特别是小型LED显示屏带来一次更深入的普及[4]。1.2本课题的研究方法和主要工作1.2.1本课题采用的研究手段通过对各种资料的查阅，完成对本课题的各部分知识的全面了解以及对课题原理的掌握。然后初步完成对课题的模块设计、理论测试、调试和改良，最后通过实验、仿真分析进一步确定最终结果。研究流程如图1-1所示。图1-1工作流程图1.2.2本课题要完成的任务本课题需要完成主程序模块的设计、USB主控器模块的设计、显示屏扫描模块的设计、实时钟模块设计、外部存储模块设计和按键指示模块设计。满足U盘内数据的读写、字模提取和写入、LED显示以及键盘扫描等子程序运行需求。即单片机控制系统的软件设计；LED点阵显示系统的软件设计；基于USB接口的单片机控制系统的软件设计；PC机与单片机实现数据通信的模块设计。确定系统实现方案，并绘制出相应的系统原理示意图，软件流程图；结合另一个同学所做的硬件部分的设计进行相应的软件部分设计，...