其他模块的设计与总体电路的实现 - 基于蓝牙技术的LED点阵屏设计方案 蓝牙技术, 软件设计, 单片机, 稳定性, 显示屏

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　2.4 LED 点阵屏与单片机的连接
　　点阵屏选择的是市场上应用最为广泛的P10单红户外单元板。该模块具有高稳定性，高亮度，颜色均匀等特点，进行的扫描方式是1 /4 扫，控制方法简便，有利于优化软件设计，采用点阵单元可以根据需要进行拼凑，灵活性强。LED点阵屏与单片机的连接如图7 所示。其中，OE（P1. 3） 为使能信号，连接74HC138，用于亮度控制，也可用于显示屏消隐。只要调整它的占空比就可以控制亮度的变化。ABCD 为行扫描信号，A 是最低位，如果ABCD信号全用上，控制扫描的最大范围是16 行，1 /4 扫描中只要AB（P2. 0 和P2. 1） 信号就可以了。当行控制信号出现异常时，将会出现显示错位、高亮或图像重叠等现象。
　　CLK（P1.0）为移位脉冲，每一个脉冲将数据移入或移出一位。当时钟信号有异常时，会使整板显示杂乱无章。STB（P1.1） 是锁存信号，将移位寄存器内的数据锁存并将其数据内容通过驱动电路点亮LED显示出来。RI（P1.2） 是显示数据的输入端。
　　2.5 电源模块
　　电源模块由5V大功率电源和+3.3V小功率稳压电路组成。前者是给LED屏提供电源，后者是把5V电压稳压成3.3V后提供给单片机、蓝牙模块和字库模块工作，这里选用ASM1117-3.3 芯片。市售通用的LED板输入额定功率约为190W/ m2，每块单元板面积是160*320 mm2 ，最大工作电流约为2 A（5V工作电压时功耗是10W） ，可根据所要求的LED 显示屏的面积选择开关电源的功率。常用的开关电源，配合双MOS管输出以及加强型散热器和滤波电容线圈，可保障纯净充足的电流输出。
　　2.6 系统总体电路
　　本系统以单片机C8051F410作为MCU，外围电路包括蓝牙模块、字库芯片、LED点阵屏和电源模块，系统电路原理如图8所示。

　　

　　图8 系统原理图。

　　3 系统软件设计
　　单片机的初始化包括：1、时钟初始化，选择片内24.5MHz 内部时钟。2、引脚配置： 配置P0.0~P0.2为SPI接口（3 线） ，与字库芯片通信； 配置P0.4和P0.5为串口，与蓝牙模块实现通讯； 配置P1.0~P1. 3、P2.0 和P2.1为数字I /O，实现对显示屏的控制。3、中断、定时器/计数器和FLASH 相关寄存器初始化。系统软件流程如图9 所示。

　　

　　图9 系统软件流程

　　初始化后系统将主动读取FLASH 指定地址范围内的数据，并将数据（Unicode 字符集） 转换得到与Unicode数据对应的GB2312字符集代码在字库芯片的地址码，然后将该地址码送给字库芯片提取该地址所对应的GB2312字符集，再将GB2312字符集代码通过字库芯片转化提取相对应的16*16点阵代码，通过SPI口将代码送给单片机，进而单片机将点阵代码送给点阵屏并控制点阵屏将数据显示出来。
　　正常工作状态下，当手机蓝牙与系统蓝牙模块发生配对时，手机只有输入正确的PIN 码后，才可成功配对，配对成功后，若手机采用记事本软件通过蓝牙发送数据，蓝牙模块将接收数据并通过串口发送出去，这时单片机接收数据，如果识别到有效数据的开始位为标志位“#”，那么系统将认为该命令是控制命令，即控制LED 显示的亮度、速度、移动方向。控制命令的格式自主定义。例如“#35 左”，意思为：“#”为控制标志位，“3”控制亮度（控制范围为0-9，数值越大亮度越高） ，“5”控制速度（控制范围0-9，数字越大速度越慢） ，“左”为方向控制位（左为移动方向向左移，右代表向右移，上表示向上移，下为向下移） 。如果有效数据的开始位不为“#”，那么将默认此次数据为LED要显示的新内容，系统将把数据按顺序存入指定的FLASH 地址范围内，待复位后新数据将显示于屏幕上。特别要指出的是，为了保证显示屏工作的可靠性，要在显示循环程序中得合适位置设置好“喂狗”参数。
　　4 结束语
　　系统实现了通过手机更新显示屏显示内容的目的，方便又快捷。经过一些用户的使用，其显示性能和控制性能均较为稳定。但是，在实际使用过程中也遇到了尚未解决的问题，主要有两大方面：一是有部分手机不支持Unicode字符集格式；二是本设计仅限于智能机通过记事本编辑显示数据的传送，而不同手机采用的记事本编辑软件不尽兼容，本设计是基于Nokia手机软件设计的。