车载LED显示屏是利用led技术、GSM/GPRS技术、低温技术、抗静电技术、抗干扰技术、车载电子技术等在移动汽车上显示信息产品。它不同于在固定场所安装的普通LED显示屏。原因在于车载和广告。
车载LED显示屏特点:
1)高稳定性和可靠性
汽车是一直在移动的,对电子产品的稳定性和可靠性要求很高。
2)稳定的电源系统支持
车上电源是用蓄电池供电,汽车在启动、刹车、停止时会产生很高的脉冲电压,如果电源系统不好,就会烧毁显示屏。
3)工作温度范围宽
在北方汽车一般在室外放置。冬天温度可能达到-40°C,夏天气温可能达到60°C,这要求电源和显示屏元器件在宽温度下工作。
4)良好防静电措施
汽车在运行当中容易产生静电,尤其是在秋天静电高压可达到数千伏特,如果没有好的防静电措施,很容易损坏IC和LED灯。
2.1 行驱动电路
使用2块74HC595和2块ULN2803作为行驱动器。74HC595是一个8位串行输入三态并行输出移位寄存器,其内部的移位寄存器和存储寄存器分别有各自的时钟输入,控制各自独立,这样数据的准备和数据的显示可同时进行,2块74HC595串行级联。74HC595芯片各引脚功能为:DS为串行数据输入端,Q0…Q7为并行数据输出端,Q7’为串行数据输出端,用于级联;h.jpg为移位寄存器清零端,低电平时将移位寄存器的数据清零;SH_CP为移位寄存器时钟输入端,上升沿时移位寄存器的数据移位,下降沿时移位寄存器数据不变;ST_CP为存储寄存器时钟输入端,上升沿时移位寄存器的数据进入存储寄存器,下降沿时存储寄存器数据不变;i.jpg为输出使能端,低电平时允许数据输出,高电平时禁止数据输出。
ULN2803为高电压、大电流的8路达林顿驱动器,工作电压50 V,驱动电流可达500 mA,作为显示屏的行驱动电路。ULN2803芯片各引脚功能为:1B~8B为8路输入端,TTL电平驱动;1C~8C为对应的8路集电极开路输出端,外接负载;10脚为COM端,当外接电阻性负载时COM端开路,当外接电感性负载时COM端接负载电源,构成在每个感性负载两端并联一个续流二极管以防止反电势击穿器件。 各行字符的16行LED分别并联,这样当进行行扫描时,各行字符对应的LED行同时扫描、同时点亮,设LED显示屏有M行字符,这样别对每行字符16行LED逐行进行扫描快M倍,实现了高速显示控制。行驱动电路如图2所示。由于51单片机的P0口为漏极开路输出,ULN2803为集电极开路输出,所以均需外接上拉电阻。
2.5 显示屏电路
本设计显示屏以显示2行4列字符为例,每个字符由1个16×16 LED点阵模块显示,每行由4个16×16LED点阵模块组成,共8个16×16 LED点阵模块。扩展时,如每行需增加1个字符显示,则每行增加1个16×16 LED点阵模块;如需增加1行字符显示,则增加1行N个16×16 LED点阵模块;并与扩展的列驱动相应电路连接。2行4列字符显示屏如图6所示。
f.JPG
3 程序设计
整个系统程序主要由显示程序和通信程序组成。显示程序采用动态扫描方式,实现汉字、字符、数字、图像等信息的控制及显示功能。显示程序设计方法:
(1)从P0.1输出行扫描信号;
(2)从P0.6串行输出第1行汉字16行LED中某行点阵数据,从P0.7串行输出第2行汉字16行LED中某行点阵数据,从P0.3输出移位脉冲,从P0.4输出锁存脉冲,点阵数据串行输入74HC595,并经串/并转换后的并行数据锁存于74HC595中;
(3)从P0.5输出列数据输出使能信号,显示字符的点阵数据并行输出到显示屏各行字符16×16 LED点阵模块的2×N×16列,形成列驱动信号,与行扫描信号一起点亮各行字符相应LED行的有关LED;
(4)延时1~2 ms,此时间受闪烁频率的限制,不能太大,应保证扫描1行字符所有16行LED(即一帧数据)所用时间之和在40 ms以内;
(5)重复上述操作,输出各行字符的下一行LED点阵数据,直到所有16行LED全部扫描显示一次,即完成一帧数据的显示;
(6)重新扫描显示各行字符的第1行LED,开始下一帧数据的扫描显示,如此不断地循环,即可完成相应的画面显示;
(7)要更新画面时,只须将新画面的点阵数据由PC机串口送到单片机存储在存储器中即可;
(8)可实现上下、左右移动等多种显示方式。
但如果我们采用正向压降为3V的1W低压LED,即便10个串在一起正向压降也不过30V,也就是说需要从220VAC市电降压到30VDC。
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