CN2735493Y - 一种led数码显示屏 - Google Patents

Abstract

一种LED数码显示屏，由主控、显示驱动、数据存储及掉电保护、红外接收四部分单元构成。主控单元包括单片机、片外程序存储器、片外数据存储器；单片机存储器中显示的数据采用串行方式送往各个显示驱动单元。由单片机串行口输出数据，即将P3.0直接用INTEL595输入端DIN相连，INTEL595逐级相连，即前一级的输出DOUT接下一级输入DIN。数据存储及掉电保护单元是选用DALLAS公司生产的SRAM芯片，具有非易失性功能。在非易失性SRAM中开辟了一个缓冲区，显示屏所显示的数字保存在缓冲区中。所述的红外接收单元的红外接收器采集遥控器发射的指令码时采用了抗干扰处理程序，接收的信号经整形后接入单片机；其显示的数据多且能够掉电保持，显示数字能用遥控器键入和修改，十分方便。

Description

一种LED数码显示屏

技术领域

本发明涉及一种LED数码显示屏，尤指一种低成本、高性能的LED数码显示屏。

背景技术

LED数码显示屏用途十分广泛，如银行一般都将储蓄利率表，外汇牌价表张挂于大厅中，以方便顾客。以前，该表多用塑料或者有机玻璃制成，更改数据十分麻烦，而且也不美观。

发明内容

本发明的目的是提供一种LED数码显示屏，其用于银行显示外汇牌价和储蓄利率及其它一些行业显示屏上，显示内容修改方便，显示形式美观大方。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

所述的单片机控制系统由主控单元、显示驱动单元、数据存储及掉电保护单元、红外接收单元四部分构成：其中红外接收单元的接收端通过反向器与主控单元单片机的口地址相连，数据存储及掉电保护单元的控制端口与主控单元单片机的扩展口相连，主控单元单片机的控制输出端接显示驱动单元的输入端。

所述的主控单元部分：采用价格相对便宜的8031单片机作为中央控制，通过P0.0-P0.7及P2.0-P2.4口和地址锁存器74LS373扩展紫外线擦除、电可编程只读存储器EPROM2764(8k字节)作为片外程序存储器，采用DALLASSRAM6116(2K字节)扩展成片外数据存储器。

所述的显示驱动单元部分：系统采用一片8位移位寄存器INTEL595驱动6个LED数码管，即驱动一个显示单元。单片机存储器中显示的数据采用串行方式送往各个单元，由单片机串行口RXD(P3.0)输出数据，即将P3.0直接用INTEL595输入端DIN相连，INTEL595逐级相连，即前一级的输出DOUT接下一级输入DIN。(本实施例显示屏共有72个单元，所以采用72个8位移位寄存器INTEL 595相连。)在8位移位寄存器INTEL595串行输出所需的三根口线中，另外采用P3.1(TXD)作移位时钟CLK，P1.7作数据装入信号LOAD。当INTEL595驱动多个LED显示时，必须外加位控电路，采用P1.0、P1.1、P1.2三根输出线作位控线。

所述的数据存储及掉电保护单元部分：采用DALLAS公司生产的SRAM芯片6116，是一种非易失性存储器。它是通过单片机8031的P0.0-P0.7及P2.0-P2.2口和地址锁存器74LS373扩展得到的。采用在SRAM中开辟一个缓冲区的方法，将显示的数字保存在缓冲区中，当遥控器修改数字时，就是修改缓冲区中的数字。

所述的红外接收单元部分：红外接收装置接收端通过反向器74LS04整形后直接与8031口地址P3.2相连，利用P3.2的第二功能，采用中断方式判别红外遥控器发射的信号是否被接收到。

所述的红外接收单元的红外接收装置采集遥控器指令码时采用了抗干扰处理程序。

本发明的优点是：

1、显示的数据多：以6位LED显示为一个单元的话，显示单元多达七、八十种：

2、显示的数据能够掉电保持，不要求改变时不改变，显示数字稳定；

3、显示数字能用遥控器键入和修改，十分方便。

附图说明

图1为本发明单片机控制系统原理框图

图2为本发明单片机控制系统电原理图

图3为本发明单片机控制系统主控部分电路图

图4为本发明单片机控制系统显示驱动部分电路图

图5为本发明单片机控制系统数据存储及掉电保护部分电路图

图6为本发明单片机控制系统红外接收部分电路图

图7为本发明数据存储及掉电保护部分SRAM6116的缓冲区图

图8为红外接收部分指令码形式图

图9为本发明系统程序流程图

图10为本发明系统中遥控器键码采集程序(定时中断T1服务程序)流程图

图11为本发明系统中外中断0服务程序流程图

具体实施方式

本发明LED数码显示屏是一种单片机控制系统。

如图1所示，所述的单片机控制系统主要由主控部分1、显示驱动部分2、数据存储及掉电保护部分3、红外接收部分4四部分组成，其主要功能：实现数据的串行传输；用8位移位寄存器INTEL595组建显示单元；显示数据的存储和保持；多位显示的位控等。

图2为本发明单片机控制系统电原理图，其各主要部分单元电路可分别参见图3～图6。

本发明采用价格相对便宜的8031单片机作为中央控制，通过P0.0-P0.7及P2.0-P2.4口和地址锁存器74LS373扩展紫外线擦除、电可编程只读存储器EPROM2764(8k字节)作为片外程序存储器，扩展DALLAS SRAM6116(2K字节)作为片外数据存储器，参见图3，为主控单元部分电路图。

所述的显示驱动单元部分：单片机存储器中显示的数据采用串行方式送往各个单元，如图4所示，由单片机8031串行口RXD(P3.0)输出数据，即将P3.0直接与8位移位寄存器INTEL595输入端DIN相连，INTEL595逐级相连，即前一级的输出DOUT接下一级输入DIN。(本实施例显示屏共有72个单元，所以采用72个8位移位寄存器INTEL595相连。)在8位移位寄存器INTEL595串行输出所需的三根口线中，采用P3.1(TXD)作移位时钟CLK，P1.7作数据装入信号LOAD，由于P3.1、P1.7驱动位数较多，分别采用八个三态缓冲门74LS244扩展以加大负载能力。数据的传输采用逐位传输的方式，即在一次传输中只传送第一位数据，每位数据一个字节即8位需传送8次，72个显示单元共传送72×8次，待72×8传送完毕后，一次给各级送装入信号LOAD，上升沿将其锁存，这样每片8位移位寄存器INTEL 595被装入各显示单元的第一位数据，第一位位控信号接通，LED即显示第一位数据。紧接着传送第二位数据……以此类推到最后一位显示结束，再循环到第一位，这样周而复始循环动态扫描，在重复扫描速度足够快的情况下即可观察到完整的六位数字。

当8位移位寄存器INTEL595驱动多个LED显示时，必须外加位控电路，位控的原则是，软件判断要简单，二是当显示位数多少有变时改动容易，另外还要有一定的驱动能力，使一个位控线能控制多个显示单元，以简化硬件电路。采用P1.0、P1.1、P1.2三根输出线作位控线，经3-8译码器74HC138后产生8个输出线，再经2个74LS244扩展产生16个输出位控线以加大负载能力。每个位控线经达林顿PNP功率管驱动，每支管可驱动6个显示单元。

系统采用一片8位移位寄存器INTEL595驱动6个LED数码管，即驱动一个显示单元。虽然一片8位移位寄存器INTEL 595只能保持一位数字，但在软件上采用动态扫描办法，使其显示数字不闪烁。采用动态扫描显示使我们看到一幅稳定画面的实质是利用人眼的暂留效应和发光二极管发光时间的长短，发光的亮度等因素。

数据存储及掉电保护单元部分：8位移位寄存器INTEL 595能锁存一位数字但断电时立即消失，显示屏显示的数字有数百个，而且要求能够修改。在不修改的情况下，断电后重新上电时要求数字能保持不变。如果断电时数字丢失，显示屏的使用将产生很大的麻烦，这样用8位移位寄存器INTEL595组建显示屏就失去了意义，所以数字保持问题是该方案要解决的关键问题。常用的办法是采用E²PROM芯片(字头为28存储器芯片如286116等)，但E²PROM芯片电擦写速度慢，电路连接较麻烦，而且可靠性差，本发明采用DALLAS公司生产的SRAM6116芯片(如图5)，具有非易失性功能。用法同一般RAM电路一样，数据擦写同用单片机5V电源，擦写速度快，在程序运行中即可擦写完毕，能长期保持。

图6单独显示了红外接收单元部分电路，8031口地址INTO(P3.2)通过反向器74LS04直接与红外接收装置接收端相连，利用P3.2的第二功能。

显示屏所显示的数字，本发明在非易失性SRAM中开辟了一个缓冲区，将显示数字保存在缓冲区中，遥控器修改数字即修改缓冲区中的数字。缓冲区排列如图7示，要求有2K字节空间，排列原则要求查找方便。为此采用高位字节与低位字节相结合方式，各排数据的查找用增1，减1的指令实现，可以较好的解决这一问题。

红外接收单元部分：遥控器是LED显示屏的重要部件，用于修改显示屏的数字。遥控器每当有按键接通时，它就通过红外发光管重复地输出一串指令码，其指令码的形式如图8所示。

一个完整的指令码共有14个波形，每个波周期相同，在14个波形中，头2个称为启动码，随后4个称系统码，最后8个称指令码。按键同指令码是——对应的。遥控器按键分为启动键，关闭键，各种功能键及数字键等近20种。确定了遥控器按键与指令码的对应关系后，当有遥控器键入时，软件的任务就是要准确无误的采集遥控器的指令码，并执行相应的动作。

1)遥控器输入：由于遥控器输入是随意的，所以只能采取外中断0(INTO)输入方式。遥控器发射的信号经74LS04整形后接到CPU芯片8031的P3.2脚，中断设定为沿触发方式(ITO＝1)。每当遥控器有按键输入时，就会立即进入外中断0服务程序。

2)定时器T1的应用：本发明应用了定时器/计数器T1，将T1设为定时器方式，设定时间长度等于指令码的周期，这样T1每当设定的时间一到就会申请中断，进入中断服务程序。在INTEL595显示屏中，外中断0服务程序只干一件事，那就是启动定时器T1，而将读遥控器指令码的任务交给定时器T1的中断服务程序完成。T1的每次中断只读一位bit，然后就返回主程序，一串完整的指令码分14次中断完成。由于每次中断时间很短，这样就解决了显示屏LED显示的稳定性。完整的指令码读完后保存在一个存储单元中，再设置标志位等待下一个传输周期开始，进行键处理

3)定时器T2的应用：INTEL595显示屏在定时器T2的应用上是使显示的数字闪动，作标志以备修改时用。T2的启动是在开屏键处理程序中，一旦启动键有效，就进入键处理程序，启动T2，初始位LED数字闪动，由位移键移至待修改位置，再按数字键就可完成修改。

在软件设计上，本实用新型采用了抗干扰措施。因主要干扰源来自红外接收头，常有脉冲进入，被误认为是遥控器键入中断。为此在采集遥控器指令码时采取了如下两条抗干扰措施。其一是采集指令码的第二位判断是否正确，正确指令码的第二位应是低电平，高电平被认为干扰，而终止采集程序；其二是利用遥控器每次按键时重复产生指令码的特点，连续两次采集键码值，然后异或比较，判断是否相同，相同则说明是正常遥控器键入，此时才能进入键处理程序，不相同则无效。另外，从主程序中经判断标志位而转入键处理程序，总是在数字串行传输的起始部分进行，以免在传输中出现混乱。

整个系统的程序流程如图9所示。主程序包括定时器T1，T2等初始化及将显示缓冲区数字串行输出到显示单元的程序。中断服务程序主要是外中断0服务程序，如图10所示，遥控器键码采集程序(定时中断T1服务程序)，如图11所示，及位闪烁程序(外中断0服务程序流程图)。

Claims (5)

1、一种LED数码显示屏，由显示屏及单片机控制系统组成，其特征在于：所述的单片机控制系统由主控单元、显示驱动单元、数据存储及掉电保护单元、红外接收单元四部分构成；其中红外接收单元的接收端通过反向器与主控单元单片机的口地址相连，数据存储及掉电保护单元的控制端口与主控单元单片机的扩展口相连，主控单元单片机的控制输出端接显示驱动单元的输入端。

2、根据权利要求1所述的LED数码显示屏，其特征在于：所述的主控单元采用8031单片机作为中央控制，通过P0.0-P0.7及P2.0-P2.4口和地址锁存器74LS373扩展紫外线擦除、8k字节的电可编程只读存储器EPROM2764作为片外程序存储器，2K字节的扩展DALLAS SRAM6116作为片外数据存储器；主控单元的单片机存储器中显示的数据采用串行方式送往各个显示驱动单元。

3、根据权利要求1所述的LED数码显示屏，其特征在于：所述的显示驱动单元采用一片8位移位寄存器INTEL595驱动6个LED数码管。

4、根据权利要求1所述的LED数码显示屏，其特征在于：所述的数据存储及掉电保护部分采用DALLAS公司生产的非易失性存储器SRAM芯片6116，它通过单片机8031的P0.0-P0.7及P2.0-P2.2口和地址锁存器74LS373扩展得到。

5、根据权利要求1所述的LED数码显示屏，其特征在于：所述的红外接收单元显示屏的红外接收装置接收端通过反向器74LS04整形后与主控单元单片机8031口地址INT0(P3.2)相连。

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