基于蓝牙技术的LED点阵屏设计方案

　　引言

　　本文设计的是一种内容更新便捷、可扩展、低价格的点阵 LED文字显示屏。

　　降低成本的途径是：1、用几乎人人都有的手机的蓝牙数据传输功能进行LED显示内容的更新，免去专业上位机软件和控制卡的成本，操作也更简单；2、单次显示内容在5至30个汉字或英文字母，因为显示内容较少，就可实现扩展电路的简单化。

 

　　1 系统设计方案

　　1.1 系统组成

　　系统由带蓝牙功能的智能手机和LED显示屏组成。其中，LED显示屏由单片机、LED点阵模块、字库芯片、蓝牙接收模块、5V开关电源和3.3V稳压电路组成，如图1所示。系统工作过程是： 用户通过智能手机的记事本编辑“数据”，并经无线蓝牙发送到显示屏上的蓝牙接收模块。主控单片机读取蓝牙接收模块接收的“数据”并进行处理。“数据”由“控制命令”和“显示内容”构成，两部分数据用自定义特征符分隔开。“控制命令”用于对显示屏的亮度、显示内容移动速度和移动方向进行设置； 而单片机根据收到的“显示内容”的字符代码在字库芯片中找到相应的32字节显示代码送点阵屏显示。

　　

　　图1 系统组成
 

　　1.2 LED 点阵屏工作原理

　　LED 点阵显示屏可按显示需要由若干块每块LED 单元板拼接而成。通用LED单元板由2位16×16点阵LED构成，尺寸为160*320mm。

　　单元板的工作原理如下：

　　每板有16 行32列，数据的显示采用传统的行列式扫描方式。通常为了减小闪烁，提高扫描速度，采用1/4 扫描，即把16行分为4个4行，每次同时选通4个4行中的同序对应行，这样扫描4次即可完成16行的扫描显示。其中列控制由74HC595承担，每块单元板上有16片，每片分别控制4行8列的点阵小单元。行控制是由1片译码器74LS138承担，每次使单元板的4个4行的同序对应行选通。为了保证正常的电流驱动（ 亮度），74LS138 的输出经AMP4593 驱动放大。每块单元板有4 片，每片分别驱动4 行。16 片74HC595 接成级联方式，由于每4 行32 列需4 片74HC595， 16 行32 列就是16 片。设第一个4 行的4片74HC595 序号为1、2、3、4，第二个4 行的4 片74HC595 序号为5、6、7、8，依次类推。每一片的数据输出端接到下一片的输入端，数据从第1 片的输入端串行输入，在移位脉冲的作用下一位一位依序移入，经过8×16 个脉冲，最先移入的数据位移到了第16 片的最低位（也是该片的输出端），所有数据都移入后，就可显示一板完整的内容，按此规律即可进行显示的软件设计。如果显示的字数多，拼接的 LED 单元板就多，显示一屏完整内容所需的移位脉冲就多。这种显示方式要求主控单片机有较高的指令执行速度，否则就会有闪烁感。点阵单元板原理图如图2所示。

　　

　　图2 点阵单元板原理图