嵌入式LED灯显示.docx
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嵌入式LED灯显示
【设计题目】
矩阵LED字符显示控制系统设计
【设计目的】
1．掌握无操作系统下的硬件软件设计原理和方法；
2．进一步熟悉ARM处理器的基本结构、指令集、存储系统以及基本接口编程；
3．熟悉嵌入式系统各部件的硬件初始化过程以及基本IO控制方法。
4．掌握矩阵LED的应用原理
【设计内容】
1．利用sys_init初始化程序，利用串口实现PC和开发板的数据通信；
2．编写S3C2410X处理器的点阵屏驱动程序；
3．编写S3C2410X处理器的点阵屏应用程序。
4.当程序运行等待要求从串口输入学生姓名的字符串在矩阵LED上显示出来。
【实验环境】
硬件：
EmbestEduKit-IV平台，ULINK2仿真器套件，PC机；
软件：
μVisionIDEforARM集成开发环境，WindowsXP。
【相关知识综述】
背景知识、原理算法等
一、硬件部分
1．点阵屏的结构电路
图1点阵屏的结构电路
图上QL1-QL16为行驱动信号，每个信号控制一行，LR1～LR16是点阵屏的列驱动信号，每一个信号控制一列。
当行信号为高电平而列信号为低电平，对应的LED就会亮。
2，S3C2410与点阵屏的连接
图2S3C2410ARM处理器与两片CD4094连接得到16位行选信号图
以上电路可以通过S3C2410GPIO口把CPU的并行数据（16位两个字节的数据）打入到两个CD4094芯片中并锁存起来变成LL1-LL16的行选信号。
各信号的作用如下表1；
2410引脚
CD4094信号
电平高低
各信号的作用
GPB4
STORBE
（RSTR）
高
行锁存允许，将串行数据大入到CD4094相应位
低
不锁存
GPB5
LOE
高
CD4094上锁存的并行数据全部输出（输出使能）
低
CD4094上锁存的并行数据不输出
GPD10
CLK
高
CD4094允许串行输入的数据发生变化
低
CD4094不允许串行输入的数据发生变化
GPC0
DATA
高
表明串行数据为1
低
表明串行数据为0
GPG8
STORBE
LSTR
高
列锁存允许，将串行数据大入到CD4094相应位
低
不锁存
3．点阵屏的保护电路
图3点阵屏的保护电路图
为了保护LED屏加了对应的电阻实现行限流作用，即LL1-LL16变为RQ1-RQ16
4．LED的驱动
加入行驱动电路的目的是实现LED灯的驱动。
这样由RQ1-RQ16变为行驱动信号QL1-QL16。
Q11-QL16为图1中的行驱动信号。
图4行驱动电路
【设计思路】
采用的数据结构、主要的函数说明、程序流程设计图等
主要的函数说明：
led_init（）;：
LED显示矩阵初始化
staticvoidrefresh_l_display_array（u8bits,u8*str）：
显示字符
voidled_logo_disp（void）:
显示logo
structfonts_struct{
unsignedcharascii_width;
unsignedcharascii_height;
unsignedchar*ascii_code;
unsignedcharascii_beg;
unsignedcharascii_end;
};
【源程序清单】
/*********************************************************************************************
*File：
main.c
*Author:
embest
*Desc：
cmainentry
*History:
*********************************************************************************************/
/*------------------------------------------------------------------------------------------*/
/*includefiles*/
/*------------------------------------------------------------------------------------------*/
#include"2410lib.h"
#include"sys_init.h"
#include"fonts.h"
#include"led16x16.h"
/*********************************************************************************************
*name:
main
*func:
ccodeentry
*para:
none
*ret:
none
*modify:
*comment:
*********************************************************************************************/
intmain（void）
{
charc;
sys_init（）;//Initialsystem
while
（1）
{
uart_printf（"\nPleaseLookAtThe16X16LEDSAndChooseKey\n"）;
uart_printf（"1、向左移动\n"）;
uart_printf（"2、向左闪烁移动\n"）;
uart_printf（"3、向右移动\n"）;
uart_printf（"4、向右闪烁移动\n"）;
c=uart_getch（）;
uart_printf（"%c",c）;
led_init（）;//Initialleddiplay
if（c=='1'）
{
l_char_out（0,"^_^学号"）;
left_out（0,"abcdef"）;
}
elseif（c=='2'）
{
l_flash_char_out（0,"^_^学号"）;
left_out_flash（0,"abcdef"）;
}
elseif（c=='3'）
{
r_char_out（0,"^_^学号"）;
right_out（0,"abcdef"）;
}
elseif（c=='4'）
{
r_flash_char_out（0,"^_^学号"）;
right_out_flash（0,"abcdef"）;
}
}
}
/*********************************************************************************************
*File:
Dotled.c
*Author:
embest
*Desc:
DotLed_Test
*History:
*********************************************************************************************/
/*------------------------------------------------------------------------------------------*/
/*includefiles*/
/*------------------------------------------------------------------------------------------*/
#include
#include"2410lib.h"
#include"fonts.h"
#include"led16x16.h"
/*------------------------------------------------------------------------------------------*/
/*functiondeclare*/
/*------------------------------------------------------------------------------------------*/
externvoidled_char_disp（void）;
/*------------------------------------------------------------------------------------------*/
/*globalvariables*/
/*------------------------------------------------------------------------------------------*/
u8l_display_array[2*16];
u8assic_buffer[3*16];
/*============================================================================================
l_display_array:
+-----+-----+
|||
|D|E|
|||
+-----+-----+
AbufferdataandBbufferdata-->Dbufferdata
BbufferdataandCbufferdata-->Ebufferdata
assic_buffer:
+-----+-----+-----+
||||
|A|B|C|<----updatetheCbufferandmovetheBbufferdatatotheAbuffer
||||andmovetheCbufferdatatotheBbufferdata
+-----+-----+-----+
============================================================================================*/
/*********************************************************************************************
*name:
led_update
*func:
refreshtheleddisplay
*para:
none
*ret:
none
*modify:
*comment:
*********************************************************************************************/
staticvoidled_update（void）
{
intj=20;
while（j--）
{
led_char_disp（）;
}
}
/*********************************************************************************************
*name:
l_display_scroll
*func:
shiftthedisplay
*para:
bits:
thepositionstr:
pointthebuffer
*ret:
none
*modify:
*comment:
*********************************************************************************************/
staticvoidrefresh_l_display_array（u8bits,u8*str）
{
u32i;
u32remaining_bits=8-bits;
for（i=0;i<16;i++）
{
l_display_array[2*i]=（*str<>remaining_bits）;
l_display_array[2*（i+1）-1]=（*（str+16）<>remaining_bits）;
str++;
}
}
staticvoidrefresh_flash_display_array（u8bits,u8*str）
{
u32i;
for（i=0;i<16;i++）
{
l_display_array[2*i]=0;
l_display_array[2*（i+1）-1]=0;
str++;
}
}
/*********************************************************************************************
*name:
l_display_scroll
*func:
scrollthedisplay
*para:
str:
pointthebuffer
*ret:
none
*modify:
*comment:
*********************************************************************************************/
staticvoidl_display_scroll（u8*str）
{
inti;
for（i=0;i<8;i++）
{
refresh_l_display_array（i,str）;
led_update（）;
}
}
staticvoidl_flash_display_scroll（u8*str）
{
inti;
for（i=0;i<8;i++）
{
refresh_l_display_array（i,str）;
led_update（）;
refresh_flash_display_array（i,str）;
led_update（）;
}
}
staticvoidr_display_scroll（u8*str）
{
inti;
for（i=8;i>0;i--）
{
refresh_l_display_array（i,str）;
led_update（）;
}
}
staticvoidr_flash_display_scroll（u8*str）
{
inti;
for（i=8;i>0;i--）
{
refresh_l_display_array（i,str）;
led_update（）;
refresh_flash_display_array（i,str）;
led_update（）;
}
}
/*********************************************************************************************
*name:
copy_data
*func:
copydata
*para:
dst:
pointthedestdatasrc:
pointsthesourcedata
*ret:
none
*modify:
*comment:
*********************************************************************************************/
staticvoidcopy_data（u8*dst,u8*src,u32size）
{
while（size--）
*（dst++）=*（src++）;
}
/*********************************************************************************************
*name:
refresh_assic_buffer
*func:
refreshbuffer
*para:
str:
pointsthenewchar
*ret:
none
*modify:
*comment:
*********************************************************************************************/
staticvoidl_refresh_assic_buffer（u8*str）
{
copy_data（&assic_buffer[0],&assic_buffer[16],16）;
copy_data（&assic_buffer[16],&assic_buffer[32],16）;
copy_data（&assic_buffer[32],str,16）;
l_display_scroll（assic_buffer）;
}
staticvoidl_flash_refresh_assic_buffer（u8*str）
{
copy_data（&assic_buffer[0],&assic_buffer[16],16）;
copy_data（&assic_buffer[16],&assic_buffer[32],16）;
copy_data（&assic_buffer[32],str,16）;
l_flash_display_scroll（assic_buffer）;
}
staticvoidr_refresh_assic_buffer（u8*str）
{
copy_data（&assic_buffer[32],&assic_buffer[16],16）;
copy_data（&assic_buffer[16],&assic_buffer[0],16）;
copy_data（&assic_buffer[0],str,16）;
r_display_scroll（assic_buffer）;
}
staticvoidr_flash_refresh_assic_buffer（u8*str）
{
copy_data（&assic_buffer[32],&assic_buffer[16],16）;
copy_data（&assic_buffer[16],&assic_buffer[0],16）;
copy_data（&assic_buffer[0],str,16）;
r_flash_display_scroll（assic_buffer）;
}
/*********************************************************************************************
*name:
char_out
*func:
displaythechars
*para:
font:
0str:
pointsofthechars
*ret:
none
*modify:
*comment:
*********************************************************************************************/
voidl_char_out（u8font,u8*str）
{
u8*str_ptr;
u8glyph;
glyph=（u8）*str;
while（glyph!
='\0'）
{
str_ptr=fonts[font].ascii_code+（glyph-fonts[font].ascii_beg）*fonts[font].ascii_height;
l_refresh_assic_buffer（str_ptr）;
str++;
glyph=（u8）*str;
}
}
voidl_flash_char_out（u8font,u8*str）
{
u8*str_ptr;
u8glyph;
glyph=（u8）*str;
while（glyph!
='\0'）
{
str_ptr=fonts[font].ascii_code+（glyph-fonts[font].ascii_beg）*fonts[font].ascii_height;
l_flash_refresh_assic_buffer（str_ptr）;
str++;
glyph=（u8）*str;
}
}
voidr_char_out（u8font,u8*str）
{
u8*str_ptr;
u8glyph;
glyph=（u8）*str;
while（glyph!
='\0'）
{
str_ptr=fonts[font].ascii_code+（glyph-fonts[font].ascii_beg）*fonts[font].ascii_height;
r_refresh_assic_buffer（str_ptr）;
str++;
glyph=（u8）*str;
}
}
voidr_flash_char_out（u8font,u8*str）
{
u8*str_ptr;
u8glyph;
glyph
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