【一种ＬＥＤ异步屏信息显示系统的构建方法】LED屏异步卡内存

　　摘要：根据人们购票的实际需要,专门为火车站票务信息显示架构了一整套的设计方案:从硬件结构的原理设计、模型建立,型材选取,最后到软件的功能实现 ,经过实际运行检验,完全实现了当初的设想。实现方法是在各售票窗口上方挂LED大显示屏,显示内容为未来几天开往全国各地的车次信息,包括日期、始发、终到、软硬座及软硬卧的有无信息等等。通过上位机软件实现对数据的采集、拆分和按预定格式显示等一系列操作。上位机软件用DELPHI语言编写。
　　关键词: S3C4510B；LED；ARM；DELPHI
　　中图分类号：TN27文献标识码: A
　　
　　A Way to Construct the LED Asynchronous Screen Ticket Information Display System
　　ZHENG Jin-hui, ZHANG Qi, LI Deng-hong, LU Long
　　(Nanjing University of Technology, Nanjing lopu Cor.省略)
　　Abstract:Based on the actual needs of people"s buying tickets, this article makes a set of design options for the railway station about the display of ticket information. The framework including the follows: the principle of hardware design, model structure, material selection and the final realization of the software. The actual application fulfills the original vision. The concrete method is to hang large LED screen in the top of the ticket window to display the ticket information of the next few days, including the date, origin, end, soft, hard and soft Hard Sleeper at the availability of information, and so on. The data collection, separation, data display according to the format and a series of operations are implemented by PC software. PC software used to prepare with DELPHI language.
　　Keywords: S3C4510B；LED；ARM；DELPHI
　　
　　引言
　　
　　出于人们对最新票务信息关心的考虑,我们设计了整套的票务显示系统。以大型LED屏为信息载体,以ARM芯片S3C4510B为核心构建系统板,以DELPHI为编程环境,实现了上位机与上级车站的票务信息通信,使最新的票务信息及时动态的显示在LED大屏上,为人们的购票带来了切实的方便。
　　
　　1硬件部分
　　
　　 包括工控机的选配,发光管及显示模块的选取,系统板的配置构架 ,数据信息的传送及屏上数据的扫描显示过程。这里我们只详细介绍下系统板的构架,LED屏的显示原理,数据的传输通信过程。有几点在设计时特别需要考虑：
　　 信息量巨大，显示面积大，要求电路结构也随之复杂化，经济因素也要适当考虑。
　　 为保证信息始终为最新，要求信息传输快、动态刷新快。结合火车站实际情况，帧频至少要在30f/s 以上，对于512×160的单色LED显示屏，对每屏每秒的数据传输量至少为310kB以上，若为双基色屏或全彩屏那就要求更高，成倍数增长。
　　 售票大厅在一楼，而总控机房在四楼且相距较远，对上下位机通信的速度是一个挑战。
　　 为了解决上述几个困难，我们所采取的相应对策如下：
　　 采用像素间距为7.62mm的表贴二合一红绿双基色屏，模块化设计，组装及级联方便,完全能满足不同内容的显示要求而且价格尚可以接受。
　　 数据传输采用16位并行总线方式,采用动态行扫描电路和列驱动电路, 模块横向级联,使显示模块在横向被视为一个显示整体,数据的传输及LED的驱动方便快捷。
　　
　　1.1系统板的设计
　　 系统板的设计可以有多种选择,每种设计都有不同侧重点,这里我们考虑到火车站的具体情况,时效性强,信息量大且刷新频率高,我们采用了ARM+CPLD+SDRAM的组合。具体电路原理图如图1所示。
　　
　　16/32位ARM7TDMI RISC 处理器S3C4510B为ARM公司所设计。具有功耗低、体积小、集成度高的特点。有128Mbit基本内存,32MbitFLASH,及丰富的外设和I/O接口。S3C4015B做为主处理器,可通过总线与FLASH、SDRAM等存储器相连；通过SP3243EB接9针D型串行口，经RS232转换器后可与UART0口连接；RS485接口可以实现与UART1口的连接；片内的MAC（媒体控制器）接以太网控制器RTL8201后可连接10/100M以太网口；接CPLD芯片LC4064可实现扫描数据的显示输出。S3C4510B主要实现通信的接收发送，通信命令的分析处理，显示模拟动作处理，采集数据模拟值的处理和补偿功能[1]。
　　
　　1.2扫描驱动电路原理
　　 信号的控制: 我们采用共阳极点阵,以64×32 为基本显示模块,模块的级联便构成了大屏幕。列驱动电路由串入并出移位寄存锁存器74HC595D构成。待显示数据就位后,控制系统先将第一行数据送到移位寄存器并锁存,然后由行扫描电路选通LED阵列的第一行,点亮一段时间后再以同样的方式显示后续行,直至完成一帧的显示内容。如此循环。由视觉暂留原理,大于24帧/秒的显示频度才能让肉眼没有明显的停顿感[2]。为了提高视觉效果,我们采用分区并行显示,考虑到火车站信息显示亮度的要求,我们采用1/8占空比动态扫描。
　　 将模块中前一片74HC595D的数据输出(Q7")与下一片的输入(DS)相连组成64位的串行数据链,每一位控制一列共八个发光管,当74HC595D的某一位输出引脚为低电平时,该列上对应行扫描选中行的像素点亮。列驱动原理图如图2所示。
　　
　　1.3数据显示流程
　　 上位机软件和上级火车站软件通信,获取火车站的当前及未来几天的票务信息，并以"INFORMATION.TXT"的形式存储在上位机硬盘上.通信完成后将状态标志位置位。
　　 上位机软件将所获取票务信息按本站的显示要求拆解并保存,形成 "FETCH.OUT"文件,将读取标志位 "FETCH.FLAG"置位。显示效果见图3。
　　
　　上位机软件与系统ARM芯片S3C4510B通信,采用串行异步全双工通信,接收需要显示的数据信息。波特率为57600 kbps。
　　 数据信息经面阵驱动电路显示到LED大屏幕上，采用1/8扫描方式动态刷新，刷新频率大于30f/s.由软件提供翻屏和刷新信息，信息显示到设定的秒数即翻屏，当判断信息条数超出所获取的信息量数目时，就重复上述步骤，再次获取最新的票务信息。
　　
　　2软件部分
　　
　　 本系统软件采用DELPHI设计。DELPHI是面向对象、可视化应用程序的集成开发环境。因其直观的窗体界面、丰富的系统组件以及快速和真正可视化的优点而广泛应用于多媒体、动画、网络和数据库等应用程序的开发。
　　 本系统的设计包括票务信息处理函数源文件的编写及各窗体界面的设置。
　　 处理函数源文件包括:各个变量、类、使用单元及函数过程的定义。窗体内容有：主函数窗体，信息显示窗体,操作日志处理窗体,时间显示处理窗体,显示控制处理窗体,通信设置窗体,界面设置窗体,帮助窗体等。
　　 主函数主要用来初始化窗体显示界面，提供各子窗体调用过程，给出各进程的进入、执行及跳转的判断条件，统一进程调度。进入主程序后，先判断标志文件是否被占用：被占用，返回等待；未占用，则选取并判断标志位。如果该位置0则跳出，操作日志显示"获取文件失败"，表示文件受保护，正在往文件里写信息，若该位置1则弹出票务显示窗口，获取播放数据，操作日志显示"获取文件成功"，表明信息已经完全写入文件且文件已经打开。获取文件成功后，先判断显示屏号，因为按照与系统通信协议，票务信息应分屏显示；之后初始化窗体显示界面，给出详细的显示信息转入该号屏的显示子程，用拆解函数将票务信息各项装入数组，当判断信息装入完成后开始将数据发送到显示屏。程序结构示意图如图4所示。
　　
　　部分程序源码如下：
　　//显示信息的格式、内容子程序
　　proceduretdisplayform.init_display;//读入各种参数变量 初始化全局变量
　　begin
　　displayform.Cursor:=crNone;
　　pathstr:=extractfilepath(application.ExeName);
　　filename:=pathstr+"saveinfo.ini";
　　iffileexists(filename)then
　　begin
　　try
　　saveini:=tinifile.Create(filename); //标题行设置
　　SpliterStr:=saveini.Readstring("splinter","Content","*");//中间线分割符号
　　FirstLineColor:=saveini.ReadInteger("Firstline","Color",1);
　　SecondLineColor:=Saveini.ReadInteger("Secondline","Color",1);//读第二行
　　DisplaySecond:=saveini.ReadInteger("Second","Line",0);//与第一列间距
　　DisplayLineWidth:=saveini.ReadInteger("Second","Width",1);
　　TitleFontColor:=saveini.ReadInteger("title","FontColor",1);//判断字体颜色
　　 Case TitleFontColor Of
　　 1:Displayform.Panel_Title.Font.Color:=Clred;
　　 2:Displayform.Panel_Title.Font.Color:=Clgreen;
　　 3:Displayform.Panel_Title.Font.Color:=Clyellow;
　　End;
　　End.
　　
　　 3结论
　　
　　经实践证明，该系统能够及时有效的显示即时票务信息，可以给人们带来很大的购票方便，较好的实现了最初的设想。LED屏和ARM系统板的组合再加上DELPHI上位机环境可以实现很多信息显示功能，用途广泛。
　　
　　参考文献
　　［1］陈科,孟文,肖世德等.基于ARM＿S3C44B0X的LED显示屏设计[J].液晶与显示，2004,19(6):483-486.
　　［2］谈宏华,黎爱琼,陈家林等.用ARM7微处理器实现LED显示[J].计算技术与自动化,2005,24(3):30-32.
　　［2］SAMSUNGELECTRONICSS3C4510BDatasheet[M].2004.1-8.
　　［4］Philips Semiconductors.74HC595D Datasheet[M].2003.1-6.
　　［5］Philips Semiconductors.74HC245D Datasheet[M].2005.1-4.
　　［6］Lattice Semiconductor Corporation.Lc4064v Datasheet[M].2002.1-20.省略。