LED显示屏控制新版系统.doc
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1、LED显示器控制系统分析和设计摘要本文依据LED图文显示器系统具体要求,经过查阅资料,分析并归纳出具体设计方案。即系统体系结构、系统整体工作步骤、软件控制系统设计和串行通信设计。这个系统工作步骤是:经过软件控制系统提供编辑工具完成图文编辑工作,对编辑信息实现字模提取,然后能够依据系统提供显示模式加载显示效果,确定为欲显示信息后保留文件,然后经过程序调用Windows函数,并采取RS-232C串口通信,实现数据到无线发射机传输。本文具体设计了三个模块:编辑功效模块,字模提取模块,效果添加及预览模块。系统是否需要更新和现有设计是否能够满足要求全部有待于深入研究。关键词: LED 字模 串行通信目
2、录1 绪论1.1 LED显示器研究背景及意义51.2 软件开发工具C+概述62 LED显示器控制系统系统分析2.1 整体分析82.2 计算机软件模块分析和设计83 串行接口3.1 串行通信工作原理103.2 RS-232C串行通信介绍103.3 RS-232C引脚及使用113.4 MAX-232介绍124 软件控制系统设计和实现4.1编辑功效设计和实现144.2字模提取164.3效果添加和预览功效设计和实现184.4控制系统软件设计205 总 结 26参考文件27致 谢281 绪论1.1 LED显示器研究背景及意义在当今现代信息化社会高速发展过程中,大屏幕显示已经从公共信息展示等商业应用向消费
3、类多媒体应用渗透。伴随宽带网络发展,数字化多媒体内容将在信息世界中占据主流,新型大屏幕显示设备将替换传统电视机成为大家享受信息和多媒体内容中心。和传统显示设备相比,这种未来巨大需求让大屏幕显示技术成为众人眼光焦点:(1) LED显示器色彩丰富,显示方法改变多样(图形、文字、三维、二维动画、电视画面等)、亮度高、寿命长,是信息传输设施划时代产品。(2) LED显示器是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体高技术产品,可用来显示文字、计算机屏幕同时图形。它以其超大画面、超强视觉、灵活多变显示方法等独居一格优势,是现在国际上使用广泛显示系统。(3) LED显示器应用广泛,金融证券、
4、银行利率、商业广告、文化娱乐等方面,有巨大社会效益和丰厚经济效益。在其历史演变过程中,出现了多个信息传输媒体:但就其性能看:如阴级管(crt)或石英管(dv)大型电视,成本很昂贵,在不需要超大画面且在室内使用时效果尚可;彩色液晶显示一样成本昂贵、电路复杂,面积有限,受视频角影响很大,可视角度很小;影象投影设备亮度小、清楚度差(画面受光不均匀);电视墙表面有分割线,视觉上有异物感,室外应用时亮度效果差。而LED显示器以其受空间限制较小,并能够依据用户要求设计屏大小,含有全彩色效果,视角大,能够用于显示文字、图案、图象、动画、视频、录象信号等多种信息特点得到了突飞猛进发展。 LED显示器发展关键经
5、历了三个阶段:1、1990年以前LED显示器成长时期。首先,受LED材料器件限制,LED显示器应用领域没有广泛开展;其次,显示器控制技术基础上是通讯控制方法,客观上影响了显示效果。这一时期LED显示器在国外应用较广,中国极少,产品以红、绿双基色为主,控制方法为通讯控制,灰度等级为单点4级调灰,成本较高。2、1990-1995年,这一段是LED显示器快速发展时期。进入九十年代,全球信息产业高速增加,信息技术各个领域不停突破,LED显示器在LED材料和控制技术方面也不停出现新结果。蓝色LED晶片研制成功,全彩色LED显示器进入市场;电子计算机及微电子领域技术发展,在显示器控制技术领域出现了视频控制
6、技术,显示器灰度等级实现16级灰度和64级灰度调灰,显示器动态显示效果大大提升,产品应用领域包含金融证券、体育、机场、铁路、车站、公路交通、商业广告、邮电电信等很多领域,尤其是1993年证券股票业发展更引发了LED显示器市场大幅增加。LED显示器在平板显示领域主流产品局面基础形成,LED显示器产业成为新兴高科技产业。3、 1995年以来,LED显示器发展进入一个总体稳步提升产业格局调整完善时期。进入新世纪,光电子产业得到广泛重视,中国加入WTO、北京申奥成功等,成为LED显示器产业发展契机,LED显示器必将得到飞跃发展5。 1.2 软件开发工具C+概述C+语言是一个优异面向对象程序设计语言,它
7、在C语言基础上发展而来,但它比C语言更轻易为大家学习和掌握。C+以其独特语言机制在计算机科学各个领域中得到了广泛应用。面向对象设计思想是在原来结构化程序设计方法基础上一个质飞跃,C+完美地表现了面向对象多种特征。VC+作为一个面向对象开发工具,而不一样于传统基于过程编程工具,所以在本文中必需明确以下多个概念:1、对象从概念上讲,对象代表着正在创建系统中一个实体。比如,在一个学校管理系统中,像学生、老师、成绩单等全部是对象,这些对象对于实现系统完整功效全部是必需。从实现形式上讲,对象一个属性(状态)和操作(方法或行为)封装体。属性是由对象中变量内容和值定义,比如学生有年纪、性别、入学日期等属性。
8、各个对象属性值互不相同。操作是一系列实现步骤,它能够完成特定功效,比如对学生能够有选课、毕业等操作。在C+中,对象状态由组员变量值表示,操作由对象组员函数完成。对象实现了信息隐藏,对象和外部是经过操作接口联络,操作具体实现外部是不可见。封装目标就是阻止非法访问,操作接口提供了这个对象功效。对象是经过消息和另一个对象传输信息,每当一个操作被调用,就有一条消息被发送到这个对象上,消息带来将被实施这个操作具体内容。在C+中,向对象发送消息就是调用对象组员函数,从而获取对象状态信息或是对对象状态进行修改。2、类类是对象模板,它包含所创建对象状态描述和方法定义。类完整定义包含了外部接口和内部算法和数据结
9、构形式。由一个特定类所创建对象被称为这个类实例,因这类是对象抽象及描述,它是含有共同行为若干对象统一描述体。类是抽象数据类型实现。一个类全部对象全部有相同数据结构,而且共享相同实现操作代码,而各个对象有着各自不一样状态,即私有存放。所以,类是全部对象共同行为和不一样状态集合体。3、继承类提供了说明一组对象结构机制,再借助于继承扩充类定义方法,从而体现代码可重用优越性。继承提供了创建新类一个方法,这种方法就是说,一个新类能够经过对已经有类进行修改或扩充来满足新类要求。新类共享已经有类行为,而自己还含有修改或额外添加行为。所以,能够说继承本质特征是行为共享。从一个类继承定义新类将继承已经有类全部方
10、法和属性,而且还能够添加所需要新方法和属性。新类被称为已经有类子类,而已经有类称为父类,又叫基类,新类又叫派生类。面向对象3个要素是对象、类和继承。在C+中,类是关键编程对象,程序员需要设计类组员变量和组员函数,和类和外界接口。对象即类实例化,类是对象模板。同一个类对象含有相同行为,但状态能够不一样。继承是创建新类一个关键方法,派生类根据继承类型不一样能够从基类继承到不一样组员,同时派生类还能够添加新组员,经过这种继承和扩充得到新类。2 LED显示器控制系统系统分析依据LED显示器控制系统应用,本章设计了LED图文显示器体系结构和工作步骤。其中软件系统和无线传输控制硬件主系统之间采取串行通讯方
11、法完成程序下载,实现文本信息传输。2.1 整体分析LED显示器系统组成LED图文显示器系统由软件控制系统、无线传输系统、设备主控制器、LED显示点阵、电源等部分组成。基础结构以下图:PC软件控制系统单片机各功效模块行驱动器LED显示点阵列驱动器无线发射机无线接收机图4-1 LED显示器总体框架系统工作过程:软件控制系统关键完成任务为图文编辑、字模提取和保留、图像预览和文件传输;无线传输系统关键完成文件信息由PC机传输至LED显示器,硬件控制系统中LED点阵关键任务是经过电流控制完成信息显示,经过单片机扫描驱动方法控制对LED点阵行列驱动,实现设备驱动并最终实现接收图文显示功效。2.2 计算机软
12、件模块分析和设计软件模块分为编辑部分和控制通讯部分,编辑部分实现图文文件编辑功效,通讯部分经过RS-232C串口通讯完成文件到单片机存放模块传输。通讯部分将在第三章做具体介绍。系统设计采取Windows操作系统下,开启文本编辑窗口,用户区内像素点采取和实际LED点阵显示器像素点相同,功效类似Word文档编辑工具,包含编辑模块、绘图模块、文字编辑模块、颜色控制模块、显示效果加载模块、预览模块、信息下载模块。1、编辑模块 1)除Windows自生成剪贴、复制、粘贴功效,系统加入了撤消、反复功效。 (1)选中撤消功效能够实现之前编辑工作一步步取消功效。 (2)选中反复功效能够实现之前编辑工作最近一条
13、操作命令。 2)绘图:包含直线、矩形、椭圆、圆等在内图形绘制功效。 3)文字编辑:包含多种字体、字形、字号、效果、颜色文字编辑,而且依据应用特殊用途,加入指定位置文字编辑。 (1)选汉字字功效,弹出字体选择框体,能够选择多种字体文字进行编辑 (2)调出具体文字位置编辑对话框,输入文字和要求显示位置横坐标和纵坐标。 4)颜色控制模块:因为应用领域具体特点,关键采取了红、绿、黄三种颜色,能够实现颜色控制。2、增添效果模块:经过增添显示效果和传输通讯中多屏文件单屏传送,完善了控制系统功效。 1)一般效果,静态显示器幕上信息 2)滚动效果,能够实现从左向右信息滚动显示,能够和静态信息穿插显示。 3)单
14、屏信息传输,实现编辑待传输信息保留。 4)多屏信息传输,实现编辑保留好单屏信息合并保留成一个文件,大大降低传输文件时烦琐。3、图像预览模块:在文件传输之前实现字模信息预览功效,能够实现预览传输前所保留任何形式字模信息,而且直接集成到工具栏文件打开功效键按钮。 1)显示效果,经过文件传输前预览,能够调整静态和滚动显示效果排列次序。 2)显示时间,显示不一样屏幕显示信息之间时间间隔。软件模块结构图以下:控制模块编辑模块增添效果模块图像预览模块设备通讯模块文字编辑图形编辑颜色控制滚动效果多屏文件合并显示效果显示时间设备通讯文件传输图3-2软件模块结构图3 串行接口3.1 串行通信工作原理在多种单片机
15、应用系统设计中,如智能仪器仪表、各类手持设备、GPS接收器等,全部会碰到怎样和PC机进行通讯问题。微机主板经过并行口和串行口等和外设交换数据,并行口关键进行短距离数据传送,传送速率较快,通常见作打印机输出。而长距离数据传送只能采取串行口,串行口只需一根数据线进行数据传送,传送距离较长,投资较少,但传送速率较低。所以,在数据量不大、传输要求不高情况下,通常全部采取串行通讯方法,即经过和PC机配置RS-232标准串行接口COMl, COM2等相连接来实现应用系统和PC机之间数据交换。为了能使微机和单片机之间能通信,必需遵守相同通信协议。因为单片机串行口以TTL电平进行输入输出,而微机RS-232接
16、口则采取+12V和-12V电平方法,和PC机RS-232标准串行接口电气规范不一致,所以要实现单片机和PC机之间数据通读,必需进行电平转换。通常常见平转换器件有MC1488, MC1489及MAX232等,但MC1488, MC1489需要+-12V电源,这对于不含有+-12V电源单片机系统是很不便,而双路RS-232收发器MAX232就是基于这一功效开发新型器件4。3.2 RS-232C串行通信介绍串行通信接口标准经过使用和发展,现在已经有多个。但全部是在RS-232标准基础上经过改善而形成。RS-232C标准是美国EIA(电子工业联合会)和BELL等企业一起开发1969年公布通信协议。它适
17、合于数据传输速率在00b/s范围内通信。这个标准对串行通信接口相关问题,如信号线功效、电器特征全部作了明确要求。因为通行设备厂商全部生产和RS-232C制式兼容通信设备,所以,它作为一个标准,现在已在微机通信接口中广泛采取。RS-232C标准(协议)全称是EIA-RS-232C标准,其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会,RS(recommeded standard)代表推荐标准,232是标识号,C代表RS-232最新一次修改(1969在这之前,有RS232B ,RS232A)。它要求连接电缆和机械、电气特征、信号功效及传送过程。RS-
18、232C要求标准接口有25条线,4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线,常见只有9根,它们是: (1)联络控制信号线:数据装置准备好(Data set ready-DSR)有效时(ON)状态,表明MODEM处于能够使用状态。数据终端准备好(Data set ready-DTR)有效时(ON)状态,表明数据终端能够使用。这两个信号有时连到电源上,一上电就立即有效。这两个设备状态信号有效,只表示设备本身可用,并不说明通信链路能够开始进行通信了,能否开始进行通信要由下面控制信号决定。请求发送(Request to send-RTS)用来表示DTE请求DCE发送数据,即当终端要发送数
19、据时,使该信号有效(ON状态),向MODEM请求发送。它用来控制MODEM是否要进入发送状态。许可发送(Clear to send-CTS)用来表示DCE准备好接收DTE发来数据,是对请求发送信号RTS响应信号。当MODEM已准备好接收终端传来数据,并向前发送时,使该信号有效,通知终端开始沿发送数据线TXD发送数据。这对RTS/CTS请求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方法和接收方法之间切换。在全双工系统中作发送方法和接收方法之间切换。在全双工系统中,因配置双向通道,故不需要RTS/CTS联络信号,使其变高。接收线信号检出(Received Line detection-RLSD)
20、用来表示DCE已接通通信链路,通知DTE准备接收数据。当当地MODEM收到由通信链路另一端(远地)MODEM送来载波信号时,使RLSD信号有效,通知终端准备接收,而且由MODEM将接收下来载波信号解调成数字两数据后,沿接收数据线RXD送到终端。此线也叫做数据载波检出(Data Carrier dectection-DCD)线。振铃指示(Ringing-RI)当MODEM收到交换台送来振铃呼叫信号时,使该信号有效(ON状态),通知终端,已被呼叫。 (2)数据发送和接收线:发送数据(Transmitted data-TXD)经过TXD终端将串行数据发送到MODEM,(DTE DCE)。接收数据(R
21、eceived data-RXD)经过RXD线终端接收从MODEM发来串行数据,( DCEDTE)。 (3)地线有两根线SG,PG信号地和保护地信号线,无方向。3.3 RS-232C引脚及使用从机械特征而言,RS-232C包含标准25针及简化9针引脚排列。实际上,RS-232C25条引脚中有很多是极少使用,要完成最基础串行通信功效,只需要RXD , TXD和GND即可。表1为常见9针接口各引脚信号功效。 引脚信号信号源类型描述1DCDDCE控制载波信号检测2RXDDCE数据数据接收3TXDDTE数据数据接收4DTRDTE控制数据终端准备好5GND信号地6DSRDCE控制数据设置准备好7RTSD
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