LED多功能遥控显示屏设计与实现

1、.;LED多功能遥控显示屏设计与实现时间：2013-06-15 12:50:04 来源： HYPERLINK http:/ t _blank 电子设计工程 作者：洪远泉，周永明，关则领摘要：LED多功能显示屏系统采用动态扫描的方法，以STC89C58RD+单片机作为主控芯片，利用自制的红外遥控器无线下载信息到主机显示。显示屏由1 024只高亮发红光二极管构成的16x64点阵组成，行扫描电路采用74HC154译码器芯片驱动，列扫描电路用8块74HC595驱动，红外遥控发射头采用一体化红外收发器。系统实现数字、字母、汉字等信息的动静态显示，和PC机串口通信来更新显示信息，系统还可通过遥控器键盘远距

2、离进行信息的上下左右移动及显示内容的更新。关键词：STC89C58RD+单片机；LED显示屏；红外遥控；串行通信；行列扫描0 引言 随着计算机及相关的微电子、光电子技术的迅猛发展，LED显示屏以其可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性价比高的特点，迅速成长为平板显示的主流产品。 目前大多数的LED点阵显示系统自带字库，显示和动态效果(主要是显示内容的滚动)的实现依靠硬件扫描驱动，该方法虽然比较方便，但显示内容不易及时更新，而且当LED显示屏安装到户外时，不能对其进行有效的控制。室内显示屏通过数据线控制，很不方便。 设计围绕多功能LED显示屏进行，显示方式有上下左右移动，利用PC机进行显示内容

3、的实时控制更新。系统使用红外发射、接收器构成的遥控电路，遥控接收器通过对红外光接收并识别，判断控制操作，来完成整个红外遥控发射、接收过程，可以方便地更新显示内容，更换显示方式，使设计更具实用性和操作控制的方便性。1 总体设计方案 LED显示屏多采用动态扫描显示方式。扫描显示的原理是基于人眼的视觉暂留现象，各显示行(列)轮流显示，只要刷新频率不小于24 fs，人眼感觉到的将是完整连续的图像。 红外遥控是以红外线作为载体来传送控制信息的，红外线发射头采用红外发光二极管，这样遥控发射器易于小型化且价格低廉。采用数字信号编码和二次调制方式，不仅可以实现多路信息的控制，增加遥控功能，提高信号传输的抗干扰

4、性，减少误动作，而且功耗低，不会产生信号串扰，反应速度快，传输效率高，工作稳定可靠等。单片机采用STC89C58RD+，储存数据量比STC89C52大，晶振用22114 8 MHz，以提高刷新的频率使显示更稳定。P0口输出行信号经74HC154译码后，产生行选通信号送入显示屏的行进行轮流显示。单片机P2口与8位移位寄存器74HC595相连。系统总体结构图如图1所示。2 硬件电路设计21 16x64 LED点阵屏 系统显示屏用16行、64列的高亮白5 mm LED发红光二极管搭建成。每行64个LED的阳极相连成行线并引出，16行16个接口作为共阳行线接口端，方便与行驱动模块连接，实现行的定位和扫

5、描；每列16个LED的阴极相连并引出，每8条列线组成一个接口，方便与列驱动模块相接，实现寄存器数据的存储与扫描，从而搭建成显示屏系统。部分点阵屏电路如图2所示。23 红外收发遥控电路 红外发射接收原理是：发射端输入信号经放大后送入红外发射管发射，在接收端，接收管收到红外信号后，由放大器放大处理还原成控制信号。按下某一个按键，单片机识别出该按键，同时单片机向接有红外发射管的端口发射一定频率的脉冲。该脉冲与38 kHz左右的载波脉冲进行调制，然后将已调制的脉冲进行缓冲放大，激励红外发光二极管将电能转化为光能，使得红外发光二极管发射出一定频率的红外线。当接收控制系统接收到该红外光后，由单片机内定时计

6、数器得到该红外光的频率，然后将该频率送往CPU，由CPU对该信号进行解码，识别出控制信号，从而对控制电路实施控制功能，完成整个遥控功能。 系统采用一体化红外接收头HS0038，如图4所示，1脚GND接电源地，2脚VCC接+5 V，3脚OUT为数据输出端(TTL电平，反相输出)，可直接与单片机相连。SE303是红外发射二极管，当P20=1时，三极管9013导通，SE303通电发射红外线，实际上发射的是频率为38 kHz的脉冲串。电路连接如图4所示。3 软件系统设计31 总体程序流程设计 单片机开外部中断，不断查询是否有红外信号发射过来，若没有接收到信号，单片机按照原来的预编入内容进行扫描，送给显

7、示屏显示。否则，单片机接收数据，辨认显示方式，接收完毕后，更新显示内容。同理按照这种方式接收PC机的数据，进行更新显示。总体程序如图5所示。32 串行通信程序 每当向PC机客户程序里输入新显示内容并发送给单片机时，单片机就产生串行中断，接受待显示信息的机内码，然后再利用点阵字模信息提取程序得到点阵数据送到LED显示屏显示。单片机接受数据采用中断的方式。串行中断程序流程图如图6所示。33 LED显示程序 LED显示屏的显示方式有静止、上下滚屏、左右滚屏等多种方式，其程序流程如图7所示。其中上下滚屏显示程序类似，左右滚屏显示程序类似，其他多花样的显示方式程序都是在此基础上进行改动而来的。 34 P

8、C机客户程序 系统的PC机客户程序用Visual Basic60进行开发，主要利用其串行通信控件MSComm，其主要流程图见图8所示。35 红外遥控程序351 发射程序设计 因HS0038的红外接收频率为38 kHz，所以载波信号采用38 kHz方波。载波信号由子程序产生，方波周期t=26s。该程序基于字节传输的红外遥控数据格式，在发送字节的开始先通过单片机发送20个脉冲宽度(每个脉冲周期26s)的高电平作为传输开始，接着发送8位数据(字节高位在前，低位在后)，最后发送10个脉冲宽度的低电平作为传输结束。其程序流程图如图9所示。352 接收程序设计 HS0038输出的信号是解调后的反向信号，所以接收到的信号解码时也要经过反向才能与发送信号编码一致。当接收到同步帧后，进入解码部分，接收完一帧后，处理收到的数据并进入下一次接收。解码采用软件抽样判决，以15个脉冲为判决门限，在门限时刻读得低电平时，即可判定为编码1；在门限时刻读得高电平时，即可判定为编码0。解码一位后，需等到下一位的高电平到来，再计数15个脉冲后，判断读得的电平是高还是低，进行解码。程序流程如图10所示。4 结语 基于STC89C58RD+单片机控制的遥控LED