3 超長LED 顯示屏控制卡電路設計

　　利用串行Flash 存儲器SST26VF016B 的多位數據口存儲器和STC12C5616 單片機的SPI 部件能產生高速SCK 時鐘的特點，將顯示數據從串行Flash存儲器旁路輸出至LED 顯示屏，電路如圖3 所示。

　　圖3 超長LED 顯示屏控制卡電路圖。

　　當顯示屏的動態刷新速率達到50 次/s 時，在1 /16 掃描的LED 顯示屏上，一行顯示時間要小于1 /50 /16 s，即1. 25 ms. 在控制卡設計上，當fosc =22 MHz時，串行Flash 時鐘頻率fclk = 1 /4 fosc =5. 5 MHz，故4 096 個CLK 時鐘所需時間為4 096 × 1 /（ 5. 5 × 106 ） s = 0. 744 ms，加上采用SQI協議發送存儲器指令和地址的時間后也小于1. 25 ms，故在圖3 中，單片機STC12C5616 的外部時鐘選擇22 MHz 時鐘，就可以保證在SQI 協議方式下實現4 096 超長顯示屏的顯示。

　　單片機STC12C5616 的外部時鐘選擇22. 118 4 MHz，便于串行口波特率的精確控制； 引腳P3. 0和P3. 1為UART 接口，通過通信接口芯片MAX232 芯片實現控制卡和PC 機之間的通信連接； 引腳P2. 0 ~ P2. 3為4 位數據線，該數據線一方面連接存儲器SST26VF016B 的4 位數據口，另一方面通過74HC245 驅動后連接到LED 單元板輸出接口的數據線上。 在控制卡上設計有2 個單色LED單元板輸出接口，接口J1 使用數據線D0和D1，接口J2 使用數據線D2和D3; 引腳P1. 7為SPI 時鐘輸出，SPI 時鐘輸出線同時連接到串行Flash 存儲器SST26VF016B 和LED 單元板的時鐘輸入； 引腳P1. 4為串行Flash 存儲器SST26VF016B 的片選信號； 引腳P3. 5為LED 單元板的數據鎖存信號； 引腳P3. 7為LED 單元板的使能信號輸出； 引腳P1. 0 ~P1. 3為LED 單元板的行選擇信號輸出； J1 和J2 連接頭用來連接顯示屏在高度方向上的LED 單元板，以符合門頭屏64 點高度要求。

　　該電路的設計可以靈活地在單片機、串行存儲器和LED 單元板相互之間實現3 種不同的數據訪問模式，分別是：

　　（1） 單片機和存儲器之間的正常訪問。

　　由圖3 可以看出，單片機STC12C5616 和串行Flash 存儲器SST26VF016B 之間的連接是參照數據手冊進行連接的，可以實現正常的數據存取，同時該數據也會進入LED 單元板上的移位寄存器緩沖區，但只要LED 單元板上的數據鎖存RCK 沒有得到有效信號，進入LED 單元板的數據是不顯示出來的無效數據。

　　（2） 單片機和LED 單元板之間數據通信。

　　將單片機引腳P1. 4置高電平，即將串行Flash存儲器的使能端無效，這時存儲器的數據端口呈高阻狀態，單片機和LED 單元板之間數據通信就不會受到存儲器數據口的影響，可以將單片機的數據正常輸出到LED 單元板上。

　　（3） 存儲器和LED 顯示屏之間的數據傳輸。

　　首先采用第（1） 種模式，單片機先向串行存儲器輸出命令字、存儲地址和虛擬字節，然后將單片機的數據口P2. 0 ~ P2. 3全部置高電平，通過SPI 時鐘從串行存儲器讀取顯示數據，同時以“DMA”方式進入LED 單元板，當讀取完一行數據后，在LED單元板上的數據鎖存端RCK 上產生有效信號，就可以顯示該行數據。 當采用這種模式時，一定要將單片機STC12C5616 的引腳P2. 0 ~ P2. 3設置為“弱上拉”模式。

　　4 超長LED 顯示屏顯示程序設計

　　在1 /16 單色LED 顯示屏硬件電路設計中，74HC595 采用直通方式連接。 根據直通方式特點，預先對單色顯示數據進行優化組織，將組織后的顯示數據預先存放在串行Flash 存儲器SST26VF016B 中。 如圖4 所示，單片機輸出顯示每行數據時按“輸出數據→送移位脈沖→地址加1”的順序重復進行，顯示完一行后，RCK 鎖存顯示，通過ABCD 切換行選通線。

　　圖4 1 /16 掃描單色F3. 75 或F5. 0 單元板（ 64 × 32 點） 連接方式。