当前位置:首页 > 电源 > 数字电源
[导读]摘要:采用发光二极管(LED)点阵模块构成的电子显示屏已经越来越广泛地应用于生产、生活、公共场所等各个方面。用于小型公示场所的电子显示屏是规模最小的一种。设计这类电子显示屏的原则是,在满足显示要求的前提下,

摘要:采用发光二极管(LED)点阵模块构成的电子显示屏已经越来越广泛地应用于生产、生活、公共场所等各个方面。用于小型公示场所的电子显示屏是规模最小的一种。设计这类电子显示屏的原则是,在满足显示要求的前提下,尽量节省投入,缩短开发周期,以降低成本。而正确选择、设计异步式LED电子显示屏数据存储和处理方案,是设计这类电子显示屏的关键。
关键词:LED;数据存储器;读/写速度

引言
    采用发光二极管(LED)点阵模块构成的电子显示屏已经越来越广泛地应用于生产、生活、公共场所等各个方面。其规模和复杂程度各有所异,投入成本也差别很大。按照微处理器工作原理,可将电子显示屏分为两大类:同步型和异步型。前者的微处理器就是一台电脑,显示屏在电脑支持下工作。其优点是规模大、显示花样多,可用于彩色显示。很显然,其缺点是成本高、体积大,须专业人员操作。异步型电子显示屏的微处理器一般采用单片机(MCU),显示内容由电脑通过通信方式发送到单片机系统的数据存储器,显示控制完全由单片机完成。异步型电子显示屏具有结构简单、维护方便、显示刷新简单、无需专业人员操作、成本低等优点,但对于大规模、彩色、显示花样复杂的动态显示它却无能为力。
    用于小型公示场所(例如公交车的到站提示等)的电子显示屏是规模最小的一种,自然采用异步型系统比较合适。设计这类电子显示屏的原则是,在满足显示要求的前提下,尽量节省投入,缩短开发周期,以降低成本。为此,选择通用型51系列单片机为核心是明智的选择。

1 原理概述
    本电子显示屏的整体硬件结构如图1所示。本系统采用的是共阴极(AS)的LED点阵模块,行、列驱动方法上与一般资料所述不同。由于篇幅限制,本文不作详细论述。


    由图1可以看出,本系统的片外数据存储器(RAM)与MCU通过地址锁存器交换数据。小规模电子显示屏的显示内容一般在几十个到几百个汉字,按一个汉字字模占用32字节计算,故32 KB的数据存储器可存储900个汉字。实际上,由于汉字在动态显示时(例如左移、上移等),需要进行数据处理,故需在片外数据存储器预留3 KB左右的空间作为数据处理缓冲空间。这是对片外数据存储器的容量要求。[!--empirenews.page--]
    有时候数据处理量是很大的。例如,一屏32个汉字左移,一次需处理32×32=1024个字节,处理过程有读也有写,因此对片外数据存储器的读/写速度有严格要求。否则,会因为数据处理消耗大量时间而造成闪烁。这是对片外数据存储器读/写速度的要求。
    电子显示屏一次显示的内容通常希望重复显示几天、几个星期甚至几个月才得以更新。为此,片外RAM中汉字字模数据至少要能保存一个更新周期,不能因停电、下班而丢失。因此对片外数据存储器有掉电不丢失数据(即“不挥发”)的要求。

2 存储器选择
2.1 数据存储器性能比较
    开发试验过程中,关注过如表1所列的各种可能用于单片机扩展的片外数据存储器芯片。


    表中所列的前3类都有掉电不丢失数据功能。第一类为光擦除程序存储器,不能在线写入,只能用作只读存储器,显然不适用于本系统。第二类为电擦除程序存储器,在线写入数据不多时,也可以作为不挥发数据存储器使用。它是按页(16字节)写入,页之间须有一定延时。由于本系统要求一次连续写入的数据可能多达1 KB,故写入速度不能满足要求。第三类为闪烁(Flash)存储器,其读/写速度应该很快,但是在写入时也是和第二类一样分块写入。一块为64字节,块之间写入需要一定延时(ms级),故不能在指定地址连续大量数据,经过试验以后,本系统也摒弃了这类存储器。表中所列最后两类都属于静态数据存储器,读/写速度都很快,其引脚完全和单片机爱好者所熟悉的6264(8KB)兼容,只要增加两条地址线即可。HKl235-7实际上是62256加上保持数据的电池组成的模块。广告宣传数据可以保持10年不丢失,实际上,我们在以前的课题中使用发现数据不能保持这么长时间,而且价格昂贵,是62256的10倍!无论开发试验或者产品生产都不宜选择HK1235-7模块。
2.2 对62256的评价
    表中所列的62256属于51系列单片机典型的片外数据存储器,一片62256的容量为32 KB,完全可以满足小规模显示系统的要求。若用户嫌容量不够还可以扩展第二片、第三片。62256的读/写速度与单片机匹配,可以达到最快。而且,可以对任意指定地址进行单个字节或者连续写入,一次写入的字节数没有限制。和其他RAM芯片一样,其缺点是掉电不能保持数据。在试验中,我们另辟蹊径解决了这一问题。[!--empirenews.page--]

3 实现方法和效果
3.1 实现62256数据不挥发的方法
    参照HK1235-7模块的方法,在靠近62256的电路板上增加了一颗专用于保持数据的电池,如图2所示。图中二极管有两方面作用:一是在电源停电时,防止锂电池对其他元件放电,缩短保持数据时间;二是在电源对锂电池充电时,对电源电压进行钳位。因为锂电池最高电压为4.2 V左右,电源电压为5 V,二极管正向饱和压降为0.7 V左右,故可防止锂电池的过充电。


3.2 调试中遇到的问题
3.2.1 二极管选型问题
    开始试验时,选用检波二极管4148作为钳位二极管,使用不到一个星期发现被击穿短路,无法保持数据。后来改用整流二极管1N4007,长期使用,未发现击穿问题。可能是在锂电池充电电流比较大,特别是当锂电池刚充电时,本身电压比较低,充电电流最大,故检波二极管容易损坏。
3.2.2 片外数据存储器读/写技巧
    刚开始调试显示程序的时候,为了节省时间,没有使用串口通信向62256注入汉字编码(汉字字模),而是将程序存储器(ROM)的汉字字模传送给62256。
    这样的传送过程必须有两个地址指针才能完成,AT89S52正好满足了这一要求。例如,将ROM中512字节的字模传送给62256,程序流程如图3所示。

[!--empirenews.page--]
    以下为此段子程序对应的代码全文。
           
   
    由上述程序清单可以看出,AT89S52并没有实际独立的两个地址指针,而是通过修改特殊功能寄存器OA2H中的数据(0或者1)使一个地址指针指向两个不同的16位地址,就像操作两个地址指针一样。
    程序清单中第一条指令对于读/写片外数据存储器是必要的。如果不对P2口初始化,可能出现读/写错误,这一点是经过反复试验得出的结论。
3.3 使用效果
    LED电子显示屏的片外数据存储器的扩展方案经调试后试运行半年,工作正常。读/写速度完全和MCU匹配,数据保持时间为2天到1星期(视锂电池充电容量而定)。这一数据保持周期完全能满足实际使用需要。

4 结论
    ①用于LED电子显示屏的片外数据存储器的芯片不但要满足存储容量要求,更加重要的是要满足读/写速度要求,还要能在一定周期内保持数据不丢失。
    ②试验证明,采用62256加保持数据电池是最佳方案。此方案已经试运行半年,完全符合使用要求,其成本也是最低的。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

9月2日消息,不造车的华为或将催生出更大的独角兽公司,随着阿维塔和赛力斯的入局,华为引望愈发显得引人瞩目。

关键字: 阿维塔 塞力斯 华为

加利福尼亚州圣克拉拉县2024年8月30日 /美通社/ -- 数字化转型技术解决方案公司Trianz今天宣布,该公司与Amazon Web Services (AWS)签订了...

关键字: AWS AN BSP 数字化

伦敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英国汽车技术公司SODA.Auto推出其旗舰产品SODA V,这是全球首款涵盖汽车工程师从创意到认证的所有需求的工具,可用于创建软件定义汽车。 SODA V工具的开发耗时1.5...

关键字: 汽车 人工智能 智能驱动 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越来越多用户希望企业业务能7×24不间断运行,同时企业却面临越来越多业务中断的风险,如企业系统复杂性的增加,频繁的功能更新和发布等。如何确保业务连续性,提升韧性,成...

关键字: 亚马逊 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,据媒体报道,腾讯和网易近期正在缩减他们对日本游戏市场的投资。

关键字: 腾讯 编码器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中国国际大数据产业博览会开幕式在贵阳举行,华为董事、质量流程IT总裁陶景文发表了演讲。

关键字: 华为 12nm EDA 半导体

8月28日消息,在2024中国国际大数据产业博览会上,华为常务董事、华为云CEO张平安发表演讲称,数字世界的话语权最终是由生态的繁荣决定的。

关键字: 华为 12nm 手机 卫星通信

要点: 有效应对环境变化,经营业绩稳中有升 落实提质增效举措,毛利润率延续升势 战略布局成效显著,战新业务引领增长 以科技创新为引领,提升企业核心竞争力 坚持高质量发展策略,塑强核心竞争优势...

关键字: 通信 BSP 电信运营商 数字经济

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央广播电视总台与中国电影电视技术学会联合牵头组建的NVI技术创新联盟在BIRTV2024超高清全产业链发展研讨会上宣布正式成立。 活动现场 NVI技术创新联...

关键字: VI 传输协议 音频 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日举办的2024年长三角生态绿色一体化发展示范区联合招商会上,软通动力信息技术(集团)股份有限公司(以下简称"软通动力")与长三角投资(上海)有限...

关键字: BSP 信息技术
关闭
关闭