DSP在LED大屏显示中的应用

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                    　　目前采用的LED大屏幕显示系统的控制电路，大多由单个或多个CPU及复杂的外围电路组成，这种电路设计，单片机编程比较复杂，整个电路的调试比较麻烦，可靠性和实时性很难得到保证。针对这种情况，提出一种SD卡存储显示文件，由TMS320LF2407A和EPM240配合完成的大屏幕设计方案，使得动画的变换和处理与屏幕的显示控制完全分离，各模块任务分明，功能完善，充分发挥了DSP以及CPLD各自的优点，实现高性能的无闪烁显示。
　　1、总体设计
　　系统结构如图1所示，核心处理器采用TMS320LF2407A，外部扩展了网络接口芯片RTL8019AS、SD卡和双口RAM芯片。本系统中，DSP主要发挥其逻辑运算处理能力；网络通信接收文件功能、图形文字变换功能以及文件的读取保存功能都由TMS320LF2407A完成；而CPLD芯片EPM240的功能较单一，只负责从双口RAM中获得将要显示的数据，批量读取并送入由多个74LS595驱动的LED点阵阵列。换言之，EPM240负责实时动态刷新屏幕显示，保证刷新速度而不产生闪烁感觉（即刷新频率要达到100 Hz以上）。






　　图2中假设用户采用的实际屏幕宽度为Width点，高度为Height点。算法的基本思想是假想有个和实际屏幕大小一致的视窗存在，并可根据需要按一定规律在逻辑运算区内移动。即落在视窗内的部分才能被实际屏幕显示（被送入显示内存区）。
　　例如，要实现图像的左右平移操作，实现算法前，需将显示文件的原始数据载入逻辑运算区，然后复位视窗的偏移坐标(OffX，OffY)为(0，0)，每隔用户设定的时间间隔后，调整左右偏移量OffX累加SpeedDot（动画速度，用户设定），再将落入视窗内的数据部分映射到显示内存区中，由EPM240负责刷新显示。当OffX累加到达到Width时动画结束，此时可以将下一幅图像文件原始数据载入逻辑运算区进行类似的动画操作。再例如实现图像从右下角逐渐飞入屏幕，可将(OffX，OffY)初始设置成(-Width， -Height)，显然此时无数据落入视窗，之后每隔时间间隔后，再进行如下映射操作即可：
　　OffX+=SpeedDot;
　　OffY+=SpeedDot*((float)Height/Width)；
　　4 网络传输的实现
　　RTL8019AS和TMS320LF2407A间的连接如图3所示。采用以太网进行数据传输可以提高通信质量，具有通信速度快、传输数据量大等特点，而且接入简单，只需将RJ45连接头接入集线器即实现了网络的物理连接。






　　5 大屏阵列的构成
　　显示面板由32×16点阵构成最小单位，JP1是输入信号，当有多个单位级连成大屏时，只需将前个单位的JP2口与后一单位的JP1口连接即可。第一块单位板的JP1口连接到控制板，由CPLD扫描显示。采用1/16扫描方式，行信号由74HC154译码后输出，并经过APM4953（内部是2个P沟道的MOS管）增强驱动能力；列信号由74HC595级连构成，提供列线的灌入电流。由于级连时消耗电流较大，因此为每块单位板设置电源模块等，限于篇幅，这些图并未给出。控制时，CPLD先通过列数据端口串行地发送当前行的数据，然后选中当前行进行显示，暂留时间后对下一行进行同样操作。本电路接口十分简单，扩展大屏也十分方便。
　　本方案采用以太网通信，大大提高了数据传输速度和传输的可靠性；充分利用DSP的运算优势，进行动画的实时变换处理，将变换与显示控制完全分离；CPLD的运用可以大大提高硬件的控制速度，快速刷新屏幕，稳定可靠，扫描频率高。