新图文屏控制系统芯片及硬件原理分析(已审)方案

图文屏控制系统芯片及硬件原理分析,四川华迪信息技术有限公司Version1.1,2018/1/31,Hwadee,2,Overview,课程介绍主题一主题二主题三主题四,课程介绍,2018/1/31,Hwadee,4,关于本次课程,课程目标预备知识目标听众日程表词汇表,2018/1/31,Hwadee,5,课程目标,了解常用器件的使用；明确串并串换和并串转换器件的使用方法。掌握图文屏的显示控制原理,2018/1/31,Hwadee,6,预备知识,了解PROTE99 SE了解数字电路,模拟电路,MCS51单片机,2018/1/31,Hwadee,7,目标听众,XXXXXXXX,2018/1/31,Hwadee,8,日程表,共计: 小时详细安排,2018/1/31,Hwadee,9,词汇表,本讲义所用的词汇解释,2018/1/31,Hwadee,10,LED图文屏系统总体架构,RS232接口,上微机：显示数据获取，对显示进行控制,RS485接口,单片机（MCU-AT89S52）,外部RAM，ROM,74HC245,74LS165,LED显示屏,P0,P2,数据,控制信号,RAM,2018/1/31,Hwadee,11,涵盖知识及内容,上微机部分：串口控制软件设计，动画图像数据采集，位图数据采集，字符模数据提取等控制板部分：RS232/485电路，外部RAM/ROM扩展，总线型外设扩展，总线的隔离及驱动，串并转换与并串转换电路，LED驱动等逻辑时序及软件：串行通信，显示数据组织及发送，FLASROM的读写，整体亮度调节，汉字显示及字模提取，数据帧与动画显示，图片显示与灰度处理，图像显示与效率提高，显示方式实现与技巧等。,2018/1/31,Hwadee,12,数据流程,单片机ROM片外RAM屏体片外FLASHROM片外RAM屏体计算机片外RAM片外FLASHROM屏体,2018/1/31,Hwadee,13,技术参数,亮度：501000CD/平方米电源消耗：0.004/LED+0.25W(固定)像素组成：1R1G（1R）视角:100度最大控制点数:20000点（单色）控制距离:232100m;4851200m灰度层次:可达256显示内容:文字、符号、动画、图片显示方式：多样（流动、追逐、填充、扫描、左右移动、上下移动、淡入出等）,2018/1/31,Hwadee,14,市场应用前景,LED图文屏作为一种低成本，高亮度，大角度，节能环保、寿命长、易于数字化控制以及宽的环境适应能力的一种公用信息发布系统，已经得了广泛应用应用领域：车站，码头，商场，银行，企事业单位及其它一些公共场所,2018/1/31,Hwadee,15,扫描原理1,2018/1/31,Hwadee,16,扫描原理2,扫描显示是利用人的视觉暂停原理，分时分行显示，由于每行重复显示时间间隔足够小，以至于人眼根本不能分辨，最终达到整屏亮的效果。本项目采用显示单元板为1/16扫描驱动电路如果行扫描信号停止，会有什么后果？如果行扫描速度过低会有什么后果？如果行扫描速度过高会有什么后果？在程序调试过程中我们应特别注意什么？,2018/1/31,Hwadee,17,74HC138引脚逻辑图,2018/1/31,Hwadee,18,74HC138真值表,2018/1/31,Hwadee,19,行译码时序电路,2018/1/31,Hwadee,20,行译码时序,DCBA 行数 DCBA 行数0000 第1行 0001 第2行0010 第3行 0011 第4行0100 第5行 0101 第6行0110 第7行 0111 第8行1000 第9行 1001 第10行1010 第11行 1011 第12行1100 第13行 1101 第14行1110 第15行 1111 第16行,2018/1/31,Hwadee,21,行扫描驱动时序,2018/1/31,Hwadee,22,行信号(ABCD),2018/1/31,Hwadee,23,74HC574简介,三态输出8D触发器时钟上升沿触发主要用于扩展外部输出口,2018/1/31,Hwadee,24,74HC574引脚功能,2018/1/31,Hwadee,25,74HC595简介,串并转换器三态输出独立双8位锁存寄存器串行寄存器可清零时钟上长升沿移位沿锁存,2018/1/31,Hwadee,26,74HC595引脚功能,串行数据输入,输出使能,锁存时钟,移位时钟,串行清零,串行数据输出,8位三态输出脚,2018/1/31,Hwadee,27,74HC595真值表,2018/1/31,Hwadee,28,74HC595逻辑,串行数据流向,锁存数据流向,输出数据流,11010011,DS,Q7,11010011,ST-CP上升沿,11010011,OE为0,Q0-Q7,2018/1/31,Hwadee,29,显示送数原理,2018/1/31,Hwadee,30,74HC165概述,8位并串转换器低电平锁存 2个时钟输通过NOR(或非门)送入内部2个时钟允许其中一个作为inhibit使用数据输出高位在前，低位在后。,2018/1/31,Hwadee,31,74HC165引脚图,2018/1/31,Hwadee,32,74HC165逻辑框图,2018/1/31,Hwadee,33,74HC165时序分析,2018/1/31,Hwadee,34,74HC139概述,双 2-4译码器两个控制端,2018/1/31,Hwadee,35,74HC139在电路中的应用,1：产生165的数据锁存信号2：产生外部设备的片选信号,2018/1/31,Hwadee,36,门电路组合逻辑电路,电路中常用门电路（与门、或门、与非、或非）来实现一定的控制逻辑。本设计用到74HC02，74HC3274HC02主要用于场时钟的控制输出74HC32主要用于相关外部设备的读写,2018/1/31,Hwadee,37,74HC02概述,4-2输入或非门,2018/1/31,Hwadee,38,74HC32,4-2输入或门,2018/1/31,Hwadee,39,组合逻辑应用,2018/1/31,Hwadee,40,组合逻辑应用,2018/1/31,Hwadee,41,组合逻辑应用,2018/1/31,Hwadee,42,地址锁存器,单片机的P0口时分复用作系统的数据线和地址线，常用的地址锁存器有74HC373或74HC573我们一般选用74HC57374HC573概介8位并行锁存寄存器三态输出高电平锁存,2018/1/31,Hwadee,43,74HC573引脚功能,2018/1/31,Hwadee,44,74HC573的应用,2018/1/31,Hwadee,45,DS12C887概述,实时时钟芯片(RTC)具有完备的时钟、闹钟及到2100年的日历功能，可选择12小时制或24小时制计时，有AM和PM、星期、夏令时间操作，闰年自动补偿等功能。 具有可编程选择的周期性中断方式和多频率输出的方波发生器功能。 DS12887内部有14个时钟控制寄存器，包括10个时标寄存器，4个状态寄存器和114bit作掉电保护用的低功耗RAM。 由于该芯片具有多种周期中断速率时钟中断功能，因此可以满足各种不同的待机要求，最长可达24小时，使用非常方便。时标可选择二进制或BCD码表示。 工作电压：+4.55.5V。 工作电流：715mA。 工作温度范围：070。,2018/1/31,Hwadee,46,DS12C887,2018/1/31,Hwadee,47,DS12C887,2018/1/31,Hwadee,48,存贮器,AT29C040概述4MBIT512K*8FLASHROM256BYTE写缓冲每次写入256BYTE数据保护功能普通读操作,2018/1/31,Hwadee,49,AT29C040,可电擦除、可编程的闪速存储器快速读取时间70ns内部程序和定时器控制,2个8K的可锁定的自举模块,分区程序操作,擦除、编程单向循环方式.编程次数可超过10000次4096个分区(128字节/分区)，内部地址和128位数据锁存硬件和软件数据保护快速的的分区编程周期10ms数据轮询检测编程是否结束低功率消耗50mA有效电流，100mACMOS维持电流单一5V10%电源供电CMOS和TTL可兼容的输入输出商用和工业用的温度可选范围,2018/1/31,Hwadee,50,AT,AT29C040引脚及功能,地址线19根512K地址空间,数据宽度为8BIT,片选,输出使能,写使能,2018/1/31,Hwadee,51,ISSI62C1024概述,1MBIT128K*8SRAM普通读写操作,2018/1/31,Hwadee,52,ISSI62C1024,2018/1/31,Hwadee,53,存贮器电路,2018/1/31,Hwadee,54,通讯电路,实现控制器和计算机之间的信息交换由于单片机采用TTL电平而计算机端采用其他接口电平如RS232、RS485等因此要进行相应的电平转换常用的电平转换器件有TTL/RS232：MAX232TTL/RS485：MAX1487E,2018/1/31,Hwadee,55,MAX232概述,双串口（2个TXD，2个RXD）5V单电源供电电压提升仅用电容完成TTL接口和RS232接口,2018/1/31,Hwadee,56,MAX232的引脚功能,2018/1/31,Hwadee,57,MAX1487E引脚功能,TTL接口和RS485接口,2018/1/31,Hwadee,58,MAX1487E真值表,2018/1/31,Hwadee,59,通讯电路,2018/1/31,Hwadee,60,控制器基本电路,2018/1/31,Hwadee,61,基本接口电路,2018/1/31,Hwadee,62,显示板行驱动部分原理图,8位并行锁存寄存器三态输出高电平锁存,2018/1/31,Hwadee,63,显示板列驱动部分原理图,2018/1/31,Hwadee,64,系统数据通道模型,62256,10101010,010101