[摘要]    介绍一种应用广泛的LED大屏幕异步控制器的设计方案。该系统采用高性能32位ARM微处理器为其控制核心，并且基于uc/OS-II进行软件设计。可实现单屏幕多窗口任意位置的显示www.cechina.cn，使得屏幕显示变得丰富灵活。

　　[关键词]     LED大屏幕;　多窗口显示;　ARM微处理器;　异步控制器

　　1         引言：

　　以往的LED异步控制器只能把一个屏幕作为一个完整的区域来进行显示，或者简单的加上时间区域或游走字幕区域，样对于用户来讲往往缺乏足够的灵活性，尤其在屏幕较大的时候。针对以上情况，本文提出了一款基于32位高性能ARM处理器和uc/OS-II的设计方案。它充分利用了uc/OS-II高效的多任务管理功能和ARM处理器强大的陨算能力，实现了单屏幕多窗口的任意位置显示，使得显示内容变得更加丰富CONTROL ENGINEERING China版权所有，显示方式变得更加灵活。

　　2     ＬＥＤ控制系统的工作原理：

　　典型的LED异步控制系统主要由PC应用软件、通信模块、数据处理模块、扫描控制模块、驱动模块和LED屏几部分组成，如图１所示。

　　首先，PC应用软件将文本或图片转化为具有特定格式的点阵信息。然后，通过通信模块将此点阵信息发送给数据处理模块。数据处理模块对这些点阵信息进行各种特技处理www.cechina.cn，最后通过扫描控制模块和驱动模块将画面在LED屏上进行正确显示。本文所指的LED异步控制器包括通信模块、数据处理模块和扫描控制模块三部分。

　　3           控制器软件部分的设计：

　　本控制器的硬件结构如图２所示。数据处理模块由MCU，一片SRAM和一片FLASH存储器组成。MCU选用PHILIPS的基于32位ARM内核的LPC2214处理器，它有着丰富的外围接口资源和强大的陨算能力，整个控制器的核心。SRAM作为MCU进行特技处理时的缓存使用。FLASH存储器用于存储点阵信息和一些必要的数。

　　扫描控制模块由CPLD和显存组成。显存为一片SRAM，它用于保存当前显示的一帧点阵信息。CPLD通过地址总线和16位数据总线与MCU相连， 它把从MCU接收到的16位数据按指定地址写入显存，然后再按一定的寻址方式从显存中读出点阵信息进行扫描。MCU只能通过CPLD对显存进行以字（2byte）为单位的写操作。

　　通信模块包括以太网模块和串口通信模块，用于实现PC与控制器之间的RS232、RS485以及工业以太网通信。

　　4           控制器软件部分的设计：

　　为了实现单屏幕、多窗口任意位置的显示www.cechina.cn，软件部分我们基于uc/OS-II进行设计，这样可以充分利用操作系统高效的任务调度算法，将每个窗口的显示都交由单个任务来完成，从而极大地提高系统的陨行速度和可靠性，并且使得程序的开发和扩展变得更加方便。

　　在进行具体的程序设计之前，首先要确定数据的组织方案。因为好的数据组织方案控制工程网版权所有，对于程序编写来说往往可以达到事半功倍的效果。

　　4.1     显存的数据组织方案：

　　对于双色屏，一个像素点需要红、绿两位数据来描述。为了便于处理CONTROL ENGINEERING China版权所有，我们将横向连续的8个像素点组成一个字（2byte）来进行存储，其中一个字节为红数据，一个字节为绿数据。数据存储顺序为从左到右，从上到下。如图3所示，假如屏幕宽度为160个像素点，显存起始地址为0x83000000，则屏幕第一行的前8个像素点映射到显存中地址为0x83000000和0x83000001的两个字节，第二行的前8个像素点映射到显存中地址为0x83000028和0x83000029的两个字节，依此类推。

　　4.2     点阵信息转化规则：

　　由于窗口大小可以任意设置，窗口的位置可以任意摆放。所以对于单个窗口而言，它在显存中的映射可能并非是字（2byte）对齐的。以图4为例，在一个大小为160（宽）×96（高）的屏幕上开设一个左上角坐标为（20,16），大小为86×47的窗口，则此窗口第一行的前4个像素点在显存中的映射为地址是0x83000282和0x83000283的两个字节的低4位，所以这个窗口在显存中的映射并不是字对齐的。由于MCU只能以字（2byte）为单位对显存进行操作，所以PC软件在对该窗口进行