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LED主控制方案设计
A.控制器种类选择
LED显示屏控制器的主控芯片有很多种选择一般有单片机、ARM十FPGA等,也有两种控制器配合协同工作的。主要根据LED显示屏的大小、显示内容以及数据实时性要求综合考虑。ARM十FPGA时钟频率高,运算速度快,性能优越,其两者结合更是功能强大,除了海量存储技术,无线更新技术,还能实时地显示视屏信号。所以一般用于大型LED显示屏的控制上,适合于全彩屏以及同步屏。而对于LED显示条屏,ARM+FPGA作为控制器则是大材小用,所以一般采用单片机作为LED显示条屏控制器的控制芯片。但具体选择哪款单片机,还要具体分析,这关系到整个LED条屏控制系用的性价比。
方案一:51单片机
使用传统的8051单片机作为LED显示条屏的控制芯片。因受到单片机运算速度及通信速率的限制,LED显示条屏控制器的控制范围有限,达不到16X64点阵的控制要求,LED动态显示的刷新率也不可能做的太高,实现显示效果上有比较明显的闪烁感。除此之外,传统的8051单片机的内部资源贫乏,仅128字节的数据存储器,几K字节的程序存储器。这就需要对单片机扩展外设,无疑增加了硬件成本。因此,8051控制的条屏通常用于显示内容简单,不需要经常更新的场合。
方案二:PIC单片机
使用PIC单片机为LED跳屏控制器的控制芯片。PIC单片机是RISC构架的工业专用单片机,处理指令的速度有所增加,抗干扰性能优异,型号种类较多。作为条屏的控制器,可以明显的改善显示效果,同时PIC单片机吗、内部资源较丰富,可降低外部电路设计难度,同时降低了硬件成本。但由于PIC单片机资料较少,结构较为特殊,给初学者带来了一定难度。
方案三:使用AVR单片机
使用AVR单片机为LED跳屏控制器的芯片。AVR单片机设是ATMEL公司推出的在8位单片机中第一个真正采用RISC结构的单片机。它吸取了PIC和MCS-51等单片机的优点,同时在内部结构上还作了一些重大改进。与MCS-51和PIC系列单片机相比具有一系列的优点,具体到本课题上主要体现在以下几方面:
a.在相同的系统时钟下AVR运行速度最快;
b.所有AVR单片机的Flash,护PROM存储器都可以反复烧写、支持在ISP在线编程,开发环境构建费用低;
c.片内集成多种频率的RC振荡电路、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能,使得电路设计变得非常简单;
由于AVR单片机采用大型快速存取寄存器组、快速单周期指令系统以及单级流水线等先进技术,使得AVR单片机具有高达I MIPS/MHz的高速运行处理能力。这些特点和性能完全符合课题的要求。除此之外,AVR单片机开发环境众多,调试工具方便,网上资料齐全,十分适合初学者学习和掌握。
除此之外,一些增强型MCS-51单片机的性能如C8051F虽然也满足了课题要求,但其价格较贵,性价比并不高,而且其内核依然是MCS-51单片机。为了设计具有高性价比的LED显示屏控制器,本课题最终采用了AVR单片机作为主控器。
B.控制器型号选择在主控制器种类的选择中己经确定使用AVR单片机作为LED显示屏控制器的控制芯片。由于AVR单片机共有3个系列数十种型号的产品,所以现根据课题的需要进行具体型号的选型。
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