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引言 傳統的LED顯示屏由于一次投資大，遠程控制功能差使得使用范圍受到很大的限制，特別是需要遠距離大范圍多點應用LED顯示屏則成本和維護費用則更高。利用現代化大工業中采用的遠程數據傳輸和遠程控制技術，將位于各個地區的LED顯示屏實現遠程控制，該技術依托公共電話線路就可以實現對顯示屏顯示內容的遠程更新。將該技術應用在己經建設好的LED顯示屏上，則將LED顯示屏的日常維護管理由專業的人員(公司)遠程操作。減少的維護管理費用，而原來使用的軟件以及管理模式需要改變就可以實現遠程控制功能，這也可以使用在顯示屏需要移動的場所。該技術由于采用遠程控制，其位于現場的顯示屏可以根據功能、位置選擇不同的型號。各種型號的LED顯示屏都可以由遠程計算機進行不同內容的更新，可以預見，在一個地區采用一臺計算機控制近百臺顯示屏實現內容即時更新，就是實現了信息流的快速傳遞，減少了過去傳統的人流、物流和工作流，使得信息傳播更加迅速，從而為社會帶來巨大的經濟效益。 1 系統整體設計方案 主要對傳統的文字型的LED顯示屏進行研究，了解其工作原理以及運行管理模式，軟件控制方法以及控制計算機與LED顯示屏控制器的硬件連接方式。為遠程控制軟件的編程創造有利條件。 (1)上位機通信軟件設計 根據傳統的LED顯示屏系統的工作原理以及建立的運行控制模式，編程在計算機上使用的專用軟件，進行數據的收發，實現采用調制解調器的遠程數據傳輸方式。 (2)接口板硬件電路設計 接口板是解決位于公共電話線的一端的計算機與公共電話線另一端的調制解調器連接的問題。是在LED顯示屏現場使用，與原控制器通過RS-232相連，在硬件上有調制解調器配合的問題，也有數據接受和發送問題，其核心技術就是采用單片機控制調制解調器和用于數據轉換MAX232，以及數據轉存的RAM。使系統能正常運行的核心部位是單片機。 (3)單片機通信軟件設計 該程序是應用在接1：3板上的一個單片機，實現單片機與遠程計算機進行數據通信，單片機作為下位機，而計算機作為上位機，通過公共電話線接受的數據準確的傳輸到原來的控制器上，完成實現數據傳輸功能，達到遠程控制LED顯示屏內容更新的目的。 (4)單片機顯示軟件設計 顯示軟件是用于控制LED顯示屏顯示的單片機程序，通過程序的控制我們才能實現漢字和圖片等在LED顯示屏上面的正常顯示。此外，通過編程我們還可以實現不同的顯示效果。系統整體設計方案如圖1所示。 
圖1系統的整體設計方案． 在設計中利用PC機通過RS-232將數據通過調制解調器調制后傳送到電話線上，利用現有的電話網將調制后的數據進行傳輸，在另一端的調制解調器進行接收并解調，然后再經過MAX232將電乎轉化成單片機所能支持的TTL電平后，由單片機進行數據的接收，從而完成上下位機之間的通信。還可以用相反的方法將單片機接收到的數據經過一定的算法處理后傳回上位機，在上位機接收到數據后，便可以進行判斷出數據傳輸過程中是否出現錯誤。如果出現錯誤的話，將重新發送數據，直到所有數據發送正確為止。 LED顯示屏主要包括：單片機、接口板驅動電路、點陣顯示模塊組成的顯示屏等器件。LED顯示屏設計的核心部分在掃描方式以及數據輸出形式的選擇，在此次設計中采用“動態掃描法并行輸出數據”的方法。 2 串口通信程序的設計 2．1上位機通信軟件的設計 上位機控制界面旨在提供—個良好的人機交互界面，用于簡單方便地給下位機傳送數據，并起到監控整個系統運行狀態的作用。所以，要求該軟件操作簡單直觀，具有靈活性、功能要求實用。 用VB編寫的串口調試助手軟件．它操作界面簡單明了，而且功能也很齊全，支持常用的300~115200bps波特率，能設置校驗、數據位和停止位，能以ASCII碼和十六進制碼接收或發送任何數據或字符(包括中文)，可以任意設定自動發送周期，并能將接收數據保存成文本文件。能發送任意大小的文本文件，串口調試助手的操作界而如圖2所示。
圖2串口調試助手界面 2．2下位機通信程序的設計 單片機方面的通信軟件應有以下模塊組成：用于接收上位機發送來的點陣文字字碼數據，將其先暫時存放到外部RAM內，準備供顯示程序使用。并且還要向上位機發送數據進行校驗看接收到的數據是否有錯。在這里采用的是將接收到的數據再發送到上位機，當上位機的接收數據與發送數據不一樣的時候，就需要上位機從新進行數據的發送，直道發送完全正確。程序的流程圖如圖3所示。
圖3下位機通信流程圖 3 控制系統的顯示程序設計 LED顯示屏顯示程序所要實現的功能主要是將存在外部RAM里的字碼讀取到單片機內部，然后通過單片機的PO口送顯示屏，在掃描信號的配合下，完成顯示內容的正確顯示。 這里程序還實現了不同的顯示效果的控制，主要的顯示效果有：整個屏幕靜態顯示內容、按列從左向右逐列地顯示內容進行移動、按行從上到下逐行地顯示內容進行移動以及左移、上移等。 3．1靜態顯示程序設計 這里采用的是列掃描方法，所以掃描第一列的時候，P0口通過兩塊74LS273要分別將第一列的字碼分兩個字節送到相應的位；接下來掃描指針指向下一列，字碼偏移量加一，即指向下一列的字碼，P0口再將對應的字碼送到相應的位進行顯示；依次下去當最后一列顯示過后，掃描指針還原到第一列，字碼偏移量還原為零。這樣繼續循環顯示下去，就可以實現一行文字的靜止顯示了。 下面為靜態顯示的部分程序：
3．2畫面上移程序的設計 左移程序要實現的功能是將整屏顯示內容一列一列向左移動，其主要原理為：首先將顯示內容顯示在大屏幕上；然后將顯示內容原來第二列的顯示內容送到第一列進行顯示，第n列的顯示內容送到第n-1列進行顯示；這樣便完成了顯示內容左移一列的效果。依次類推，將顯示內容移動128次后整屏顯示內容便移動完成了。然后呢，我們通過循環程序便可以實現顯示內容的循環左移了。 3．3畫面上移程序的設計 上移程序的功能是實現整屏顯示內容逐行地向上移動，其工作原理是：掃描方式不做改變，只是在送到顯示屏進行顯示之前要對顯示的數據進行處理一下，即在整屏內容顯示完一次后，第二次掃描顯示的時候，掃描每列都要將字碼進行左移一位，然后送顯示屏進行顯示，這樣就可以實現這屏內容上移一位。同樣的方法用16次后整屏顯示內容移動完畢。加上循環程序便可以循環上移了。 以上介紹了左移程序和上移程序的設計方法。右移程序和左移程序的原理相同，下移程序和上移程序的原理一樣，因而在這里就不做過多的解釋了。 4 結束語 本文作者創新點在于該控制系統控制電路簡單實用，利用這種方法我們還可以將顯示屏在行和列得方向上都進行擴展，由于結構簡單、軟件編程方便、價格低廉等特點，這種單色屏在一些要求不是很高的場合具有較強的競爭力。隨著LED顯示屏技術的口臻成熟，彩色問步屏也已經得到了廣泛的應用，這必將使人們的生活變得更豐富多彩并為參與各種社會活動帶來極大的方便。 在此次系統設計與調試的過程中，除了進行硬件電路以及軟件程序的設計外，還用到了一個優秀的仿真軟件PROTEUS。對于本系統而言，它既可以仿真顯示屏的工作，而且還可以仿真串口通信那部分的工作。 各種型號的LED顯示屏都可以由遠程計算機進行不同內容的更新，可以預見在顯示集中的行業可以帶來數萬甚至數十萬元的經濟效益。 作者：劉增環，范慧賢 來源：《微計算機信息》(嵌入式與SOC)2009年第25卷第1-2期 |
