基于USB和OLED的分布式多屏电子公告系统设计

2012-02-25 13:38:48来源: 互联网

基于USBOLED分布式多屏电子公告系统设计

引言

    新一代显示器件有机电致发光显示器件OLED(Organic Light Emitting Diode)厚度为LCD的1/3,响应速度是LCD元件的1 000倍,低温特性好,在-40℃能正常显示,OLED主动发光的特性使其几乎没有视角问题,在很大的角度内观看,显示厕面仍不失真;OLED能够在不同材质的基板上制造,可做成能弯曲的柔软显示器;外形不受限制,可以是任何形状;可以放到任意物体的表面,所以特别适于户外大屏幕电子屏广告显示领域。基于上述优点,设计开发一套能在多个公共场合(如厂区、校区)同步发布电子公告的多电子图文广告屏。该系统基于通用串行总线(USB)传输,速度快、可靠性高,有效地克服了传统广告图文传输的缺陷。

2 系统设计

    多场合同步发布电子广告屏系统由位于Internet网络的PC机(上位机)和位于各LED控制器上的单片机(下位机)组成,采用USB总线进行主从式通信。图1为控制系统的逻辑结构框图。上位机主要完成图文编辑、字模提取与保存、图像预览与文件传输等任务;下位机通过一定的扫描驱动方式控制OLED点阵行列驱动器,实现设备的驱动并最终接收并显示图文。由于采用USB总线,可顺利实现多屏连接。

3 OLED驱动电路设计

    OLED的驱动方式属于电流驱动。图2是有源矩阵OLED像素的驱动原理图。

    与液晶像素相比,OLED像素驱动多一个晶体管VT2,它能在VT1截止时给OLED像素提供发光的电流。当行信号端输入高电压选通信号,VT1处于导通状态时,列同步输入相应电压,向电容C充电同时控制流过VT2的电流的大小。当行信号端输入低电压信号时,VT1截止,由电容C为VT2管提供极电压,继续控制VT2的漏极电流,维持像素继续发光。

    系统中的OLED采用无源驱动方式。假设OLED显示屏有n行m列像素点,若使第x行与第y列交叉的发光元件发光(导通),仅需使列驱动电路的第y列选通开关闭合,输出高电平,并使行扫描电路的第x行输出低电平,其扫描时序图如图3所示。其中TFRM为帧周期,TLINE为行扫描周期,确定帧频率fFRM后也即确定一帧的时间,TFRM=1/fFRM;每一行的扫描时间TLINE在帧频确定的情况下是确定的,即TLINE=TFRM/N。

    设计的驱动电路采用PT6807、PT6808、PT6807是点阵0LED图形显示系统64路行驱动器,它利用CMOS技术,提供64个移位寄存器和64路输出驱动,PT6807自己产生时钟信号控制PT6808列驱动器。以128x128点阵为例说明具体的操作,点阵驱动模块接口如图4所示。为读出显示数据RAM中的内容,需访问读指令2次,第1次访问中,显示数据RAM中的数据被锁存到输出寄存器中,在第2次访问中,MPU读锁存数据。即在读显示数据RAM时需1次假读,但在读状态数据时无需假读。

4 单片机存储器设计

    OLED电子屏以汉字显示为主,而存储一个汉字需32x32=1 024 b=128 B的空间。而AT89C51内部存储空间有限,扩展数据存储器,采用62256SRAM,每片可存储256个汉字,用8片能显示常见的2 000多个汉字。另外,由于系统需调用的程序和数据较多,所以在外部扩展1片程序存储器,使除堆栈、队列等频繁使用的结构外,其他类似初始化状态字等不占用片内存储器,避免片内数据阻塞。

5 USB接口的硬件设计

    上位机向下位机的数据传输通过专用USB通信控制器件PDIUSBD12实现。该器件支持3个USB端点,采用多种中断方式方便于块传输(Bulk)和同步传输(Isochronous),块传输和同步传输的数据传输速率均可达1 Mb/s,其与AT89C51单片机的棒口电路如图5所示。

6 软件设计

    软件系统包括USB驱动固件和图文资料处理两部分。设备固件是设备运行的核心,采用C语言编写。其主要功能是通过PDIUSBD12实时下传数据至单片机。程序主要分初始化、数据处理、控制和USB通信4个模块。设备与微机相连后,初始化模块对设备进行初始化配置;数据处理模块预处理前端数据;控制模块则用于控制前端硬件;而USB通信模块负责主机与前端硬件的通信,是同件设计的关键。USB通信同件设计的目标是使PDIUSBD12在USB上达到最大的传输速率。在程序中需定义USB设备的GUID,通过USB驱动程序与USB设备连通,且需利用Windows的API函数取得USB设备的Handle。根据USB协议,任何传输都由主机(Host)开始。单片机进行其前台工作,等待中断。主机首先发令牌包给PDIUSBD12,PDIUSBD12接收到令牌包后就给单片机发中断。单片机进入中断服务程序,首先读PDIUSBD12的中断寄存器,判断USB令牌包的类型,然后执行相应操作。PDIUSBD12采用SIE管理USB通信。当主机与器件进行USB通信时,会产生外部中断0,通过中断矢量寄存器判断。Setup_packed_Int、Input_endpoint0_Int、Output_endpoint0_Int这3个中断主要用于与主机建立连接、进行控制传输或中断传输;Input_endpoint1_Int、Output_endpoint1_Int这两个中断主要在批量传输时使用。在同件中分别执行不同的中断程序实现USB的数据传输。外部中断0程序如下:

    

    

7 结论

    OLED显示技术有着广泛的应用前景,其能在-40℃正常显示并可在180°范围内观看,能够做成任何形状,放到任意物体的表面,特别适于户外大屏幕电子屏广告显示领域,而USB接口适用于高速数据传输,可用作便携式系统的接口,二者的完美结合使大屏幕电子公告同步发布系统性能更加优越。

关键字:USB  OLED  分布式  多屏

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0225/article_14544.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
USB
OLED
分布式
多屏

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved