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第 2 章 方案论证与选择
2.1 系统硬件方案
大多数的 LED 显示屏都在户外,所以对硬件的质量要求非常的高。为方便检修
和维护硬件电路设计时常常采用模块化的设计方法。硬件的设计采用模块化设计,既
要满足模块本身功能又要能够和整个系统兼容。如图 2-1 所示,根据显示系统的功能特
点确定系统硬件由显示屏部分,控制部分,通信系统及上位机四部分组成。上位机通
过通信部分向控制部分发送控制指令和显示内容代码,控制部分执行显示指令并将显
示代码处理后控制显示部分的显示内容和显示方式
[3]
。
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图 2-1 系统硬件组成框图
2.1.1 显示屏主控制器
控制部分是整个系统的核心部分,其功能为与上位机通信接收上位机发送的数据
和控制指令处理过后控制显示部分显示内容。其常用的电子设计方法有单片机、
DSP、及 EDA 技术。几种设计方法比较各有其特点:
(1)单片机
单片机是集成了 CPU,ROM,RAM 和 I/ O 口的微型计算机。它有很强的接口性
能,非常适合于工业控制,因此又叫微控制器(MCU)。单片机品种齐全,型号多样 CPU
从 8,16,32 到 64 位,多采用 RISC 技术,片上 I/O 非常丰富,有的单片机集成有 A/
D,“ 看门狗”,PWM,显示驱动,函数发生器,键盘控制等。它们的价格也高低不
等,这样极大地满足了开发者的选择自由。除此之外单片机还具有低电压和低功耗的
特点。随着超大规模集成电路的发展,NMOS 工艺单片机被 CMOS 代替,并开始向
HMOS 过渡。供电电压由 5V 降到 3V,2V 甚至到 1V,工作电流由 mA 降至 μA ,
这在便携式产品中大有用武之地
[4]
。
单片机的技术门槛较低开发成本也较低非常适合初学者进行学习和锻炼使用。现
在市场上常用的单片机主要有 MCS-51、AVR、ARM、PIC 等。其中应用最广泛的单
片机首推 Intel 的 51 系列,由于产品硬件结构合理,指令系统规范,加之生产历史“悠