O 引言
    LED漢字動態(tài)顯示屏是利用由多塊發(fā)光二極管點陣(此處采用8×8點陣)組成的顯示屏。它與傳統(tǒng)的顯示媒體，如多彩霓虹燈、像素管電視墻、四色磁翻板等相比較，具有亮度高，對比度強，動態(tài)顯示效果好，故障率低，能耗少，使用壽命長，組態(tài)靈活，視覺效果好，可全天候運行等許多優(yōu)點，已得到了廣泛的應用。
    縱觀LED顯示屏發(fā)展過程，與當代科學技術的進步是密切相關的，國內第一塊LED顯示屏于1982年在南京火車站建成。隨著電子元器件性能的提高、大規(guī)模集成電路和計算機技術的發(fā)展，LED器件的可靠性及亮度不斷提高，成本不斷下降，特別是金融證券行業(yè)的市場需求大幅度增長，使LED顯示屏進入快速發(fā)展階段，出現(xiàn)了多級灰度的LED視頻顯示屏。本文重點介紹了一種4個漢字無線信息顯示板的設計。該電子信息顯示板在數(shù)據(jù)傳送和接收上采用了無線方式。在驅動電路的設計上，采用了目前廣為利用的行掃描列驅動方式，并考慮了行掃描列驅動擴展功能。

1 無線信息顯示牌的設計目標
    無線信息顯示板的應用非常廣泛，不同應用有相應的使用要求，本文期望應設計滿足的要求：能夠通過電腦發(fā)送所要顯示的中英文字數(shù)據(jù)信息；采用無線發(fā)送數(shù)據(jù)信息；將所存儲的文字信息從右向左依次滾動顯示，且能很容易地刷新所要顯示的信息；具有無線／有線切換開關，可以使用有線和無線2種發(fā)送數(shù)據(jù)；顯示容量要足夠的大；顯示亮度要高，數(shù)據(jù)傳輸速度要快，畫面要無閃爍等。

2 無線信息顯示牌的設計原理及硬件實現(xiàn)
    關于LED顯示屏的顯示原理，類似于電視機。1個字符用1個16×16LED點陣顯示，逐行掃描就是先點亮16×16LED點陣的第一行LED發(fā)光，由輸入的列數(shù)據(jù)決定。第1行點亮持續(xù)一段時間后，再熄滅第1行后點亮第2行，第2行再持續(xù)一段時間后，再點亮第3行，以此類推，這樣將16行LED依次點亮，即完成了一屏的顯示，而后再返回第1行繼續(xù)點亮第2屏。由于人眼視覺的暫留效應，本電路的刷新頻率設為36 Hz。顯示過程中利用單片機的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理功能來控制顯示板的顯示。發(fā)送數(shù)據(jù)利用計算機的串行通信端口發(fā)送數(shù)據(jù)，采用無線發(fā)射接收的專用數(shù)據(jù)通信模塊及一些輔助電路來完成PC機和單片機的數(shù)據(jù)通信。PC機使用COMl或是COM2端口通信，單片機使用RXD接收PC機所發(fā)來的數(shù)據(jù)。使用單片機的P1口與顯示板進行數(shù)據(jù)傳輸，顯示板將接收的串行數(shù)據(jù)轉換為并行數(shù)據(jù)進行顯示。
2．1 無線信息顯示牌的設計電路框圖
    電路由發(fā)射機電路(包括串口電平轉換電路、發(fā)射模塊電路、發(fā)射機電源電路)、接收機電路(包括接收模塊電路、模塊電源電路)、單片機系統(tǒng)板電路、以及顯示驅動板電路等幾大模塊組成，如圖1所示。

2．2 LED點陣顯示屏的驅動控制
    驅動控制電路可選用74HC595(8位移位寄存器／鎖存器)，如圖2所示。

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其中，SCK為移位脈沖信號；SER為串行信號。數(shù)據(jù)從SER端輸入，每個SCK的上升沿使數(shù)據(jù)右移一位。如果要輸入一組數(shù)據(jù)，即8N個，則SCK信號產生8N個脈沖，當SCK信號結束后，由RCK輸出一個負脈沖，其上升沿使數(shù)據(jù)輸出顯示。
    驅動電路是由4／16譯碼器74LSl54，4953驅動芯片等組成。每片4953芯片可驅動2行LED顯示。由4／16譯碼器輸出產生一個行地址，輸出為低電平來控制所有顯示的行，同一行的LED處于有效狀態(tài)。同時使用一條數(shù)組傳送指令將列數(shù)據(jù)傳送過來。就是說，當16行中的某一MOS管的基極加低電平時(平時是高電平)，這個MOS管就處于要導通的狀態(tài)。那么在64列中，某一列是低電平，該列的LED就導通發(fā)光，這樣就完成了一行的顯示。對于這一列的驅動MOS管來說，要考慮其最大承受電流和最大耗散功率。
2．3 單片機控制電路板的原理
    無線電子信息顯示板單片機部分為最常用的單片機最小系統(tǒng)。主要由復位電路、晶體振蕩電路(12 MHz)、存儲器擴展電路(擴展為32KB)構成。輸出數(shù)據(jù)用P1端口，而P0，P2端口主要用來擴展外部數(shù)據(jù)存儲器。P3口只使用了RXD端和INTl端。單片機的通信方式為串行異步通信方式，波特率為2 400 b／s，如圖3所示。

2．4 與電腦接口電路的設計
    無線電子信息顯示板與PC機之間的通信設置為單工通信方式，即只有PC機向顯示板發(fā)送數(shù)據(jù)。所以它與電腦串行通信接口的連線只有兩根，只用到其中的發(fā)送數(shù)據(jù)端子TXD和信號地線GND作為有線連接，由于單片機系統(tǒng)的電平為標準的TTL電平，在此使用MAX232A轉換芯片進行電平轉換。
2．5 無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊
    nRF2401是單片射頻收發(fā)芯片，需要工作于2．4～2．5 GHz ISM頻段，芯片內置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調制器等功能模塊，輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。芯片能耗非常低，以5 dBm的功率發(fā)射時，工作電流只有10．5 mA；接收時，工作電流只有18 mA。其DuoCeiver TM技術使nRF2401可以使用同一天線，同時接收2個不同頻道的數(shù)據(jù)。nRF240適用于多種無線通信的場合，如無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、無線鼠標、遙控開鎖、遙控玩具等。

3 無線電子信息顯示牌的調試
    對于單片機系統(tǒng)板來說，主要是系統(tǒng)的可靠性設計。電源、地線要恰當選取，時鐘區(qū)元件接線要盡量的短，模擬地和數(shù)字地要分開布線，單片機及其他IC電路端都要加一個去耦電容。單片機不用的I／O端口要定義成輸出。無線發(fā)射接收部分主要是要注意模塊電源的選擇，以及隔離措施的使用。發(fā)射模塊的電源為12 V，制作時用整流電源加7812穩(wěn)壓。在使用時，接收模塊一定要單獨用7805穩(wěn)壓供電，并在信號輸出端加隔離驅動后與單片機相連。接收模塊要用金屬殼屏蔽，再外接天線，否則接收模塊極易受到單片機時鐘倍頻的干擾。各部分都調試完畢后，進行聯(lián)合調試，該設計目標的可行性得到實驗證明。

4 結語
    使用單片機對于許多智能控制來說都是很重要的；對于節(jié)省硬件電路是很有效的；對于LED電子信息顯示板來說，只能依靠單片機強大的數(shù)據(jù)處理功能來實現(xiàn)，再加上PC電腦作為數(shù)據(jù)的發(fā)送設備，對節(jié)省電路的成本很重要。與PC機相結合，LED點陣顯示板一定會發(fā)揮更大的潛力，使生活環(huán)境增加一份色彩。