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本设计使用双RAM技术来组织用于控制矩形显示屏的控制系统数据，提高了信息垂直循环显示时的存储器效率，大幅度降低了对数据存储器的占用率，并且对刷新频率的要求也不是很高。- _+ \0 h& ?8 i: E5 k; A
0 E5 S2 t: E; n 1、LED显示数据组织/ I( C! n% ?% z- p0 _
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需要显示的区域小于或等于实际显示区域时，采用静态显示即可。但大多时候需要显示的区域大于或等于实际显示区域，如图1所示。为了简化问题的分析，本文将显示区域高度设置为LED显示屏高度的4倍，宽度等于LED显示屏宽度。设显示屏的高度为Lh，宽度为Lw，则显示区域高度Dh=4Lh，宽度Dw=Lw。本文以单色显示作为描述对象，且Bw=Bn=8(Bw为扫描线条数，Bn为输出数据宽度)，如图1所示。
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- V% ~1 r* r! w0 [, Z显示区域图
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对于一个LED显示屏，宽度Lw和高度Lh确定后，显示屏单元板的排列方式也就确定了。单元板相邻的两条扫描线之间的距离为Sw，显示屏有Bw条扫描线，分别是Y0，Y1，…，YBw-1。每Sw行对应一位显示数据，显示屏上的每一个点对应于存储器中某个字节的某一位。Bw条扫描线分别指向：Y0=O，Y1=Sw，…，BBw-1=(Bw-1)Sw。用静态显示数据组织方法分别对显示块A、B、C、D组织显示数据。首先对显示块A的显示信息进行组织(X为列号)：
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" e' T* @! r5 c* b2 I ①X=0，即当前扫描线各行与第O列相交各点的显示数据按D0，D1，…，DBw-1的顺序存储在存储器的第一个存储单元中。. ]3 Z' k8 ]* T
5 M- w2 g6 L* x ②X值增加1，当前扫描线各行与X值对应列相交各点的显示数据存储在存储器的下一个存储单元中。直至将X=O至X=Dw-1的Dw个数据按顺序全部存储在存储器中。
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③Bw条扫描线向下移动一行，重复第①至②步，直到Y0移动到Sw-1行时。
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& [3 B E d+ }- ^, b2 T+ P ④数据组织结束。
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* A1 o6 }) j$ b+ h/ V' e 显示区域B、C、D分别按照A的数据组织方式去组织显示数据。组织后的显示数据块按A、B、C、D的顺序存储在RAM0里，然后将RAM0中的显示数据块A、B、C、D按B、C、D、A的顺序拷贝到RAMl中，任何两个相邻显示块的显示数据在两块RAM中都有相同的地址存储区域。RAM0和RAMl的显示数据与存储器的对应关系如图2所示。
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1 _' R e2 Q. n1 u, R+ j6 m5 a( Z 扫描组1从Y0=0到Y0=Sw-1，对应显示块A，数据已组织存放在存储器中，可以直接输出显示数据;扫描组2从Y0=Lh到Y0=Lh+ Sw-1，对应显示块B也已经组织好，可以直接输出。但是扫描组3，它的位置非同一般，它的扫描线分别对应着两个块A和B;第O，1，…Bw-1条扫描线分别对应显示块A扫描组1的1，2，…，Bw-2;而第Bw-1条扫描线就对应显示块B扫描组2的第O条扫描线。如果要在显示屏上显示扫描组3对应的这一屏数据，就一定要同时使用到扫描组1的第1，2，…，Bw-1条扫描线和扫描组2的第O条扫描线组织的显示数据作为输出数据。由于显示块A和B的显示数据是分别组织的，这时就要取RAM0的D0，D2，…，DBw-1和RAMl的D0位作为输出到显示屏的Bw位数据，这就需要在两块RAM同时输出的2Bw位中选择需要的Bw位，作为输出数据，并且这Bw位数据是连续的。
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数据块与存储器之间的对应圈' q; K+ A' [% G# }! T8 l q
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显示步骤(在此只考虑垂直移动显示效果);双RAM技术将显示数据输出的时候，是将两块RAM中相同地址的两个数据同时输出。所以，如果设置RAMO为主存储器，RAMl为从存储器，则将两块RAM的显示数据存在一块串行存储器中时，偶地址单元应存储RAM0的数据，奇地址单元存储RAMl的数据，由于数据宽度为8，所以每次输出16位数据。如果显示区域中以(XL，YL)点为显示起始点，在LED屏上显示一屏显示信息，则其数据选择控制位只与YL、扫描线和扫描宽度Sw有关。
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显示区域的起始行坐标为YL，一块显示区域有Bw·Sw行，则YL所在的块为：
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这里讨论YL在实际显示区域的坐标没有多大意义，只须注意YL在当前显示块的相对坐标，NL=YL%(Bw·Sw)就是YL在当前显示块的相对纵坐标，则相对坐标为(NL，YL)。动态显示的基础是静态显示，静态显示以从特定行显示一屏为特征，当显示屏从第YL行开始显示信息时，因为一块显示区域有Sw·Dw个数据，则YL所在块显示数据的起始地址为：
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9 p0 C0 W2 y5 Q0 w8 D5 v8 l 一块显示区域分为Sw个区，则YL所在的分区记作：) z- S F; g$ e% S0 {
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- H/ i+ b0 e- V u 一区存放有Dw个显示数据，所以YL所在分区地址与所在块起始地址之间的相对偏移地址为(YL%Sw)·Dw。所以，只要知道了显示信息的起始行坐标，就能得到显示数据在存储器中的存储地址。* {9 z5 R4 g: v
, q+ {- J, G9 X- g _6 S NL=YL/(Bw·Sw)，这里记i=NL/Sw(0≤i≤7)，表示显示信息跨越两个数据块时需要选择的数据位数。存储器输出16位数据[D0，D1，…，D15]后，从Di位控制选择连续的8位数据[Di，Di+1，…，D7，…，D7+i]输出到显示屏。当数据从一个字节的Di位开始输出16位时，如[Di，Di+1，…，D7，…，D15，D0，…，Di-1]，前面8位在当前显示是多余的几位数据，后面8位数据[D8+i，…，D15，D0，…，Di-1]正好是要输出到显示屏的8位数据。当这16位数据串行输出到一个8位的移位寄存器中时，移位寄存器刚好可以容纳高8位数据，并将其输出显示。之后各列数据的输出情况同样如此，不需要额外的指令或电路来对输出数据进行选择输出。只是在每行第一列数据输出前，通过单片机模拟i个时钟脉冲输出到存储器，让输出数据产生错位，使数据从Di位开始输出。另外，当显示信息刚好是A、B、C、D块中的某一块时，无须产生模拟脉冲对数据进行选择，而是直接将数据输出显示。通过分析可知，SPI模块刚好具有这个功能，通过单片机额外模拟i个时钟脉冲，输出到串行存储器的时钟信号端，可以使数据错位，从指定的某一位Di开始输出。当显示信息跨越Sw-1区间时，如果一场显示还没有完毕，内存地址应返回到YL所在块的起始地址，并从起始地址开始输出显示数据，单片机模拟的脉冲数i也相应发生变化。5 i5 J/ ~, ~, o2 W- L! O) X9 S; d
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2 、LED显示屏控制系统设计
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4 y# Y, d u5 f$ }# Z7 i LED显示屏控制电路。为了提高数据输出效率，采用RAMtron公司的带SPI功能模块的VRS51L3074单片机。VRS51L3074的时钟频率为40 M-Hz，指令周期短，处理速度快，效率高;工作电压在3.3 V左右，但是可以兼容5 V。SST25VF016B是一款具有SPI接口的8引脚串行Flash。7 4LSl64为移位寄存器。
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2.1 VRS51L3074的SPI功能模块
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VRS51L3074的SPI时钟频率可以在SysClk/2～SysClk/10
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24范围内调整，SPI时钟频率最高可以达到20MHz。当VRS51L3074作为SPI主机时，可以对SPI运行控制、配置和状态监控以及其他的一些工作环境进行设置。/ [4 j5 r3 n, X$ H% p4 T1 Z( Q: j" E
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配置寄存器SPICONFIG：主要对片选信号控制模式、SPI中断进行设置。$ S0 _" U$ l" V
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发表于 2009-9-16 13:00:33
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