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深圳pcb抄板嵌入式μC/OS2II制作LED顯示屏控制器

2012年06月11日11:42

    LED顯示系統主要由計算機系統、數據通信傳輸模塊、數據處理模塊、掃描控制模塊、顯示驅動模塊和LED屏構成,如圖1所示。計算機系統將要顯示的點陣信息通過RS485串行接口送往存儲設備,數據處理模塊讀取存儲設備的數據并進行各種特技顯示處理,將處理好的數據送往掃描控制模塊,顯示驅動模塊接收到掃描控制模塊的數據后送往LED屏上顯示。數據通信傳輸模塊、數據處理模塊、掃描控制模塊3部分均在FPGA上實現,即構成LED異步控制器。
    1.2 系統軟件方案
    軟件基于NiosIIIDE開發完成,應用程序基于μC/OS2II實時操作系統實現電路板克隆軟件程序主要由2個任務和1個定時器中斷服務程序組成,任務間采用信號量的方式進行通信。任務1將上位機傳送到CF卡存儲設備的數據寫入內存中;任務2從內存中讀取數據并進行分析處理,把分析處理完的數據送往掃描控制模塊。為了充分利用μC/OS2II的實時性和多任務的特點,采用嵌入式文件系統進行數據管理。
    2 控制系統硬件部分設計
    數據處理模塊由NiosII軟核CPU、1片SDRAM和1片Flash存儲器組成。NiosII軟核CPU是整個控制器的核心,負責數據的處理;SDRAM作為CPU處理數據時的緩存使用;Flash存儲器用于存儲點陣信息數據和LED屏顯示控制參數。
    掃描控制模塊由用戶自定義的PWMIP核和顯存組成。顯存采用1片SRAM實現,用來保存當前顯示的一幀點陣信息數據。PWM模塊通過Avalon總線和NiosIICPU連接,將從CPU接收到的數據按指定地址寫入顯存,然后再按一定的尋址方式從顯存中讀取點陣信息數據進行掃描。
    串口控制器、定時器、存儲器控制器、CF卡控制器通過SOPCBuilder軟件定制集成IP核自動生成。本控制器的硬件結構如圖2所示。
    3 控制系統軟件部分設計
    控制系統軟件是基于實時操作系統μC/OS2II進行設計的。該操作系統利用高效任務調度算法調度每個任務,而每個窗口的顯示由單個任務完成。主函數創建了2個任務:一個用于讀取CF卡數據;另一個用于接收來自不同顯示模塊的場景數據和播放顯示文件。
    3.1 數據結構
    數據在存儲器中的存儲形式直接影響數據的存取速度和控制的復雜度。本系統對顯存中的數據和緩存中的數據均重新組織,降低了數據處理和掃描控制的復雜度。
    3.1.1 顯存數據的組織
    LED顯示屏的每個像素點都包括紅、綠、藍3種基色,每種顏色的灰度級均為256級(即由8位數據對像素點灰度級進行編碼),故每個像素點需要占用3字節的存儲空間。顯示時,每個像素的紅管、綠管、藍管是同時點亮的,也就是說,3種顏色的數據是并行上屏的。
    可將紅、綠、藍3種顏色對應的數據分開存儲,以方便操作。數據存儲方式如圖3所示。同一種顏色的數據集中存放在某個區域中,區域的首地址作為該顏色的基址。在進行數據存放時,每個像素點只需給出相對變化地址(變址),pcb抄板加上不同顏色的

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