基于同步串行接口SSI的LED显示器设计
单片机串行口LED大屏幕显示屏硬、软件设计和汉字显示技术
济南大学泉城学院毕业设计方案题目单片机串行口LED大屏幕显示屏硬、软件设计和汉字显示技术专业电气工程及其自动化班级电气1102学生学号指导教师二〇一五年三月十五日学院工学院专业电气工程及其自动化学生xxxxxx学号xxxxxxxxxxx设计题目单片机串行口LED大屏幕显示屏硬、软件设计和汉字显示技术- 2 -设计的主要研究内容及预期目标1 硬件设计1.1 主机系统设计本系统的主控制芯片采AT89C51芯片，AT89C51系列单片机的工作速度高，晶振频率可高达24MHZ ，1个机器周期仅500ns ，比MCS-51系列单片机快了1倍。
AT89C51单片机的编程灵活，可以很方便地使用C 语言、汇编语言等，还可以用软件编程来辅助实现硬件工作，从而完成整个系统的功能。
1.2 系统硬件设计系统的整体设计图如图1所示。
图1 系统总框图本系统采用AT89C51单片机为控制器，整个电路主要由：单片机系统、行驱动电路、列驱动电路、通信系统、上位机、16×16点阵显示屏等组成。
1.2.1 单片机系统外围电路单片机系统外围电路形式如图2所示。
在AT89C51的第18（XTAL1）、19（XTAL2）脚接12MHZ 的石英振荡晶体，在晶振的两个管脚间用30PF 的电容耦合到地即可构成时钟脉冲振荡电路。
AT89C51的复位引脚（RESET ）是第9脚，只要在复位输入引脚（9脚）上接一电容至VCC ，下接一个电阻到地即可构成最简单的复位电路。
图2 单片机外围系统电路1.2.2 行驱动电路1）74HC154芯片工作原理电路采用74HC154芯片译码器作为点阵的行驱动。
74HC154译码器可接受4位高有效二进制地址输入，并提供16个互斥的低有效输出，两个使能输入端，可用于译码器选通，防止输出错误的编码，也可用于译码器扩展。
2）74HC154与AT89C51单片机的硬件连接考虑到本次设计中LED显示屏的规格是16×16，所以采用一片74HC154芯片来驱动一个16行的LED屏。
9_同步串行接口(SSI)(免费下载)
目录Stellaris外设驱动库——SSI (1)1.1 SSI总体特性 (1)1.2 SSI通信协议 (1)1.2.1 Texas Instruments同步串行帧格式 (1)1.2.2 Freescale SPI帧格式 (2)1.2.3 MICROWIRE帧格式 (6)1.3 SSI功能概述 (8)1.3.1 位速率和帧格式 (8)1.3.2 FIFO操作 (8)1.3.3 SSI中断 (9)1.4 SSI库函数参考 (9)1.4.1 配置与控制 (9)1.4.2 数据收发 (11)1.4.3 中断控制 (12)Stellaris外设驱动库——SSI1.1 SSI总体特性Stellaris系列ARM的SSI（Synchronous Serial Interface，同步串行接口）是与具有Freescale SPI（飞思卡尔半导体）、MicroWire（美国国家半导体）、Texas Instruments（德州仪器，TI）同步串行接口的外设器件进行同步串行通信的主机或从机接口。
SSI接口是Stellaris系列ARM都支持的标准外设，也是流行的外部串行总线之一。
SSI具有以下主要特性：z主机或从机操作z时钟位速率和预分频可编程z独立的发送和接收FIFO，16位宽，8个单元深z接口操作可编程，以实现Freescale SPI、MicroWire或TI的串行接口z数据帧大小可编程，范围4～16位z内部回环测试模式，可进行诊断/调试测试1.2 SSI通信协议对于Freescale SPI、MICROWIRE、Texas Instruments3种帧格式，当SSI空闲时串行时钟（SSICLK）都保持不活动状态，只有当数据发送或接收时处于活动状态，SSICLK才在设置好的频率下工作。
利用SSICLK的空闲状态可提供接收超时指示。
如果一个超时周期之后接收FIFO仍含有数据，则产生超时指示。
对于Freescale SPI和MICROWIRE这两种帧格式，串行帧（SSIFss）管脚为低电平有效，并在整个帧的传输过程中保持有效（被下拉）。
基于μC-OS2II的LED显示屏控制器
1.2 系统软件方案
软件基于NiosIIIDE开发完成，应用程序基于μC/OS2II实时操作系统实现。软件程序主要由2个任务和1个定时器中断服务程序组成，任务间采用信号量的方式进行通信。任务1将上位机传送到CF卡存储设备的数据写入内存中；任务2从内存中读取数据并进行分析处理，把分析处理完的数据送往扫描控制模块。为了充分利用μC/OS2II的实时性和多任务的特点，采用嵌入式文件系统进行数据管理。
1 系统总体设计
1.1 系统硬件结构
LED显示系统主要由计算机系统、数据通信传输模块、数据处理模块、扫描控制模块、显示驱动模块和LED屏构成，。计算机系统将要显示的点阵信息通过RS485串行接口送往存储设备，数据处理模块读取存储设备的数据并进行各种特技显示处理，将处理好的数据送往扫描控制模块，显示驱动模块接收到扫描控制模块的数据后送往LED屏上显示。数据通信传输模块、数据处理模块、扫描控制模块3部分均在FPGA上实现，即构成LED异步控制器。
3.2 读取CF卡软件设计
任务1负责将CF卡上的数据读取到SDRAM中，供其他任务使用。在程序中使用了1个指针（3pwmdata），为数据文件在SDRAM中分配空间。在文件系统初始化时，首先调用CF卡初始化函数IDE_initialize（）判断CF卡是否存在。若存在，则读取文件系统的基本信息。通过调用函数FS_SearchFile（char3FName,FS_TFile3R,unsignedchardir）来查找需要读取的文件是否存在，若存在，则通过指针（3pwmdata）为数据文件在SDRAM中分配一个缓冲区。读取时，每次读取一个扇区，直到将数据全部读取到SDRAM中。
任务TaskControl的伪程序段描述如下：
基于微机并行口控制的LED显示屏
式、 Ｅ Ｃ Ｐ模式等［ ２ １ 。 其中 Ｓ Ｐ Ｐ模 式是最 基本 的工作模 式 。
微机上 电时缺省的就是 Ｓ Ｐ Ｐ模 式 并 行 接 口输 出 的 是
， Ｉ Ｔ ｒ Ｌ标 准 的 逻 辑 电 平 ， 异步 、 字 节 单 向传 输 ． 数 据 率 在
５ ０ ＫＢ ／ ｓ ～ １ ５ ０ Ｋ Ｂ ／ ｓ之 间 。由于 并 行 口的 速 度 慢 ． 需 要 采 用
＼
开发案例
＼
分 析 电路 原 理 图 可 以看 出 ， Ａ、 Ｂ、 Ｃ是 ３根 行 扫 描 控 制 线 ，控 制 ２ ＝ ８行 点 ． Ｄ 和 Ｄ 非 分 别 控 制 ２个
７ ４ Ｌ Ｓ １ ５ ６选 择 ， 和 Ａ、 Ｂ、 Ｃ ３根 线 一 起 组 成 了 ４ 一 ｌ ６线 译
新控制程序 ． 实现 基 于微 机 并 行 口控 制 的 Ｌ Ｅ Ｄ 显示屏。 关 键 词 ：并 行 接 口 ：Ｌ Ｅ Ｄ 显 示 屏
Ｏ 引 言
一
硬件连接 ， 反 演 出该 板 的 原 理 框 图 如 图 １ 。
些 早 期 的大 型 Ｌ Ｅ Ｄ显 示 屏 由 于颜 色 单 调 ． 被 淘
／
文章编号 ： １ ０ ０ ７ — １ ４ ２ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ３ ０ — ０ ０ ７ １ — ０ ３ １ ９ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ — １ ４ ２ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ３ ０ ． ０ １ ８
基 于微 机 并 行 口控 制 的 Ｌ Ｅ Ｄ显 示屏
６ ４个 点
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ９ — ０ ９ 修 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ９ — ２ ９ 作 者简介 ： 田勋（ １ ９ ９ ０ －） ， 男， 四川人 ， 在读本科 ， 研 究 方 向 为 中文信 息 处 理
SSI接口
一种SSI接口光电编码器数据并行采集设计方法靳红涛, 赵勇进, 陈朝基, 张斌中国兵器工业第二零八研究所北京 102202摘要：SSI接口即同步串行接口具有传输速度快、连线简单、抗干扰能力强等优点，因而在光电编码器上得到了越来越广泛的应用，但其与计算机接口的连接实现较为复杂，在一定程度上影响了SSI接口光电编码器的推广和应用。
基于复杂可编程逻辑器件CPLD开发的SSI接口模块SSI208P，实现了SSI接口编码器数据的高速并行采集。
本文对SSI208P模块进行了详细介绍，并给出了硬件设计和软件设计思路及实现方法。
关键词：SSI 光电编码器串并转换高速采集1 概述光电角度编码器利用光电转换原理，将连接轴的转动角度量转换成相应的电脉冲序列并以数字当量输出，具有体积小、精度高、接口数字化等优点，被广泛应用于雷达、机器人、数控机床和高精度伺服系统等诸多领域。
光电编码器的数据输出有并行和串行两种接口，串行方式又分为同步串行接口（Synchronous Serial Interface，简称SSI）和异步串行接口两种。
SSI方式比异步串行方式速度快很多，因此SSI接口以及在SSI基础上发展起来的Endat、BISS等接口在光电编码器上得到越来越广泛的应用。
单片机、DSP、PC104、工控机等工控领域常用的控制器一般不提供SSI接口，市场上常见的SSI转换器多是将SSI信号转换成通用异步串行信号，通信速率低、价格高、不易安装，此外SSI光电编码器供应商一般也不提供接口转换器，这些因素在一定程度上限制了SSI光电编码器的应用。
本文给出了一种SSI接口数据高速并行采集、低成本实现方法。
2 SSI接口介绍SSI接口光电编码器采用主机主动读取方式，是以2对符合RS-422电平的信号线进行信号传输，1对数据（Data）线，1对同步时钟（Clock）线。
SSI同步时钟频率决定数据传输速率，其范围较宽，为0.1~2MHz，可以根据传输距离远近选择相应的传输速率。
NiosⅡ的LED显示屏控制器设计
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进行扫描。
所 谓 位 分 离 ， 是 把 数 据 的 高 低 位 按 权 重 分 开 ， 后 重 新 就 然
组 织 。位 分 离 在 可 编 程逻 辑 器件 巾 比较 容 易 实 现 ， 以 划 可
串 口控 制 器 、 时 器 、 储 器 控 制 器 、 定 存 ＣＦ卡 控 制 器 通 过 Ｓ Ｃ Ｂ ｉ ｅ 软 件定 制集 成 Ｉ ＯＰ ｕｌ ｒ ｄ Ｐ核 自动 生 成 。本 控 制 器 的 硬件 结 构 如 图 ２所 示 。
核 心 ， 制 单 屏 幕 多窗 口任 意 显 示 。整 个控 制 系统 在 一 片 Ｆ ＧＡ 上 实 现 ， 用 Ｓ ） Ｃ Ｂ ｉ ｅ 控 Ｐ 使 （Ｐ ｕｌ ｒ软 件 定 制 集 成 Ｉ ｄ Ｐ核 ， 过 通 外 扩 存储 设 备 实现 数 据 的 海 量 存 储 ， 决 了 ＦＰ 解 ＧＡ 内部 资 源 相 对 不 足 的 问题 。 同 时 ， 理 组 织 数 据 存 储 方 式 ， 合 降低 了数
物联网路灯智能控制系统设计与实现
中图分类号 ：TP181
文献标识码 ：A
文章编号 ：2095-1302（2021）01-0082-03
0引言 随着经济和城市化建设的快速发展，各城市道路的路灯
亮化系统不断在扩展，但路灯的管理水平也不尽相同。亮化 能源使用越来越大，浪费越来越严重，安全隐患频发。随着
输工具，通过串口将采集到的数据传输到服务器端，路灯管 理员可以登陆手机客户端系统，查看路灯的使用情况。不仅 如此，当路灯故障时，也会通过手机报错，达到快速告知管 理员进行路灯维护的效果。
的物联网路灯智能控制系统设计方案。采用 ZigBee 技术搭建无线传感网络，实现路灯的互联互通 ；通过串口通信
连接服务器，把采集到的路灯状态数据发送到数据库 ；开发 Android 客户端应用软件，方便路灯管理者实时查看路
灯信息以及对异常情况作出及时响应。实验结果表明，该设计达到了预期目标。
关键词 ：智慧城市 ；无线传感网络 ；物联网 ；路灯智能化管理 ；节能降耗 ；Android
智能处理与应用
Intelligent Processing and Application
DOI：10.16667/j.issn.2095-1302.2021.01.023
物联网路灯智能控制系统设计与实现
胡 煜，刘岳烯，陈 越，陶 铭
（东莞理工学院 计算机科学与技术学院，广东 东莞 523808）
摘 要 ：为了满足智慧城市亮化智能及节能降耗的需求，提高对路灯的管理水平，提出一种基于无线传感网络
本套系统采用 CC2530 处理器作为采集节点的嵌入式系 统，搭载系统所需要的各式传感器，以 ZigBee 作为无线传 感网络的数据传输节点，使用 CC2530 中的串口作为数据传
1 相关技术
[详细讲解]SSI接口简介
![[详细讲解]SSI接口简介](https://img.taocdn.com/s3/m/32d5c222ef06eff9aef8941ea76e58fafab04579.png)
SSI接口概述自动化控制系统在不断地发展，要求有更高精度的绝对值编码器和相关的测量仪器。
为了满足这样的需要，绝对值编码器分辨率就越来越高。
然而，高精度要求增加位数和电缆芯数，从而增加安装成本且易出现错误；SSI接口具有安装成本少，线路简化的优点，它只通过二个信号（时钟和数据）的串行方式来传输而与编码器的精度无关。
SSI接口通过一个时钟同步的串行线路来传输绝对值编码器的位置数据，如右图所示具有SSI接口编码器的示意图：SSI编码器的工作原理与一个标准绝对值编码器的工作原理非常相似。
主要部分是：一个发光源、一个由透明和不透明窗口构成的码盘、一个光电接收器、启动/触发电路、并行/串行转换器、一个单稳态电路、一个时钟信号的输入电路和数据信号输出设备。
由编码器读数系统读取数据，并且把该数据持续地传送给并行/串行转换器（具有并行功能的“转换寄存器”装置）。
当这个单稳态电流被一个时钟信号传送激活时，数据被存储和传输至具有时钟同步信号的输出端。
为了加强抗干扰能力和长距离传输，时钟和数据信号是差分方式传送（RS422）。
工作原理无数据传输时，时钟和数据信号处于一个高逻辑电平状态，单稳（态）电路不工作。
1.时钟信号的第一个下降沿，单稳（态）电路被激活，并行/串行转换器上的数据存储到转换寄存器里。
（存储数据）2.第一个时钟信号上升沿传送存储数据的最高（有效）位（MSB）G n至数据信号输出线上。
3.时钟信号处于下降沿（信号处于稳定状态），控制器从数据信号输出线上获得所需的电平值，单稳（态）电路再次激活。
4.随着一个个脉冲上升沿的到来，G nx1、G nx2…….逐一输出，最后位G1传输完毕，数据线跳至最低有效位（LSB）传输数据信号。
而在下降沿数据信号传送给控制器。
5.在时钟脉冲的末端，控制器获得最低（有效）位（LSB）的电平值，时钟脉冲停止，并且单稳（态）不再激活。
6.一旦单稳（态）时间（T m）消失，数据信号转向一个逻辑高电平并且单稳（态）电路不工作。
基于单片机串行扩展的大屏幕LED显示接口电路
９６９７路如图二所示。
图二单片机串行控制电路图２．１ 主控电路按照功能主要可分为存储器扩展电路、列信号处理电路、行地址译码及驱动、单片机控制器等几大部分组成。
存储器扩展电路包括常见的程序存储器２７６４的扩展及数据存储器扩展。
２７６４用来固化系统控制程序及图像或汉字代码表。
６２６４用来作为显示数据缓冲区。
２．２列驱动电路由于显示屏是按每行８个字，共计四大行的方式来组织ＬＥＤ象素的，因此，能够显示３２个１６ｘ１６点阵的显示屏有６４行、１２８列。
它的工作原理如下：首先单片机从ＥＰＲＯＭ中依次取出第一行中的１６个数据（即每一行的１２８列数据分别存放在１６个字节中），在移位脉冲的作用下移入第一组７４ＬＳ１６４并进行锁存，同理，单片机从ＥＰＲＯＭ中依次取出二至四组的第一行的１６个数据分别送往二、四组的７４ＬＳ１６４并锁存，然后发出列控制信号同时输出。
为增加列驱动能力，每列均用９０１４驱动。
２．３ 行地址译码及驱动电路行地址译码电路的基本工作方法是将Ｐ１．０－Ｐ１．３这四根线经４－１６线译码器７４ＬＳ１５４产生１６个行选信号，经达林顿管驱动输出行信号。
每行字占１６个行信号，为提高扫描速度，我们将第一行至第四行字的相应行由一个行信号来控制，这样，整个显示屏在逻辑上只需要１６个行信号即可。
它的工作原理如下：单片机向Ｐ１口送数据，经７４ＬＳ１５４译码后使第一行选通，于是同时点亮三组中的第一行，延时１．２ｍｓ后关闭行扫描信号，重复上述步骤，直至将２－１６行全部显示完为止，当显示完１６行后，ＬＥＤ显示屏上就得到一副完整的图像。
３软件系统ＬＥＤ显示屏整个控制程序主要有主程序、显示子程序、行扫描子程序组成。
下面就上述程序的设计思想作一简单介绍。
主程序主要完成串行口的初始化及对各子程序模块进行有效的组织管理。
程序流程如图三所示。
程序在对串行口波特率进行合适的设定后，按图像的个数，依次调用显示子程序，将需要显示的图像以扫描的形式隔行扫描显示出来。
SSI-模拟量SSI-串行通讯接口转换器
单圈/多圈绝对编码器SSI接口信号转模拟量转串口。 磁致伸缩位移传感器SSI接口信号转模拟量转串口。 激光测距仪SSI接口信号转模拟量转串口。
请您及时更换请请请您正在使用的模版将于2周后被下线请您及时更换
SSI-模拟量 SSI->模 拟 量 SSI->串 行 通 讯 接 口
转换器
l 适用于使用SSI接口的传感器和编码器 l +/-10V，0-20mA/4-20mA模拟量输出可选，与传感器信号成比例 l 可通过RS232和RS485接口串行读出传感器数据 l 可通过引导功能或通过PC简单设置 l 线性化工具可自由设定输入输出曲线 l 附加工具，如：空位，循环模式等 l 18-30V DC电源供电，附加5V电压输出传感器供电电源
ArmorPoint I O 同步串行接口（SSI）绝对编码器模块，系列A（Cat. No. 173
Installation Instructions ArmorPoint I/O Synchronous Serial Interface (SSI) Absolute Encoder Module, Series A(Cat. No. 1738-SSIM23)The ArmorPoint™ I/O family (Cat. no. 1738) consists of modular I/O modules. The sealed IP67 housing of these modules requires no enclosure. (Note that environmental requirements other than IP67 may require an additional appropriate housing.) The I/O connector is sealed M23 style. The mounting base ships with the module. The 1738-SSIM23 module is shown below.1738-SSIM23M23ConnectorPublication 1738-IN013A-EN-E - June 20042 ArmorPoint I/O Synchronous Serial Interface (SSI) Absolute Encoder Module, Series AImportant User InformationSolid state equipment has operational characteristics differing from those of electromechanical equipment. Safety Guidelines for the Application, Installation and Maintenance of Solid State Controls (Publication SGI-1.1 available from your local Rockwell Automation sales office or online at/manuals/gi) describes some important differences between solid state equipment and hard-wired electromechanical devices. Because of this difference, and also because of the wide variety of uses for solid state equipment, all persons responsible for applying this equipment must satisfy themselves that each intended application of this equipment is acceptable.In no event will Rockwell Automation, Inc. be responsible or liable for indirect or consequential damages resulting from the use or application of this equipment.The examples and diagrams in this manual are included solely for illustrative purposes. Because of the many variables and requirements associated with any particular installation, Rockwell Automation, Inc. cannot assume responsibility or liability for actual use based on the examples and diagrams.No patent liability is assumed by Rockwell Automation, Inc. with respect to use of information, circuits, equipment, or software described in this manual.Reproduction of the contents of this manual, in whole or in part, without written permission of Rockwell Automation, Inc. is prohibited.Throughout this manual we use notes to make you aware of safety considerations..Publication 1738-IN013A-EN-E - June 2004ArmorPoint I/O Synchronous Serial Interface (SSI) Absolute Encoder Module, Series A 3Environment and EnclosureThis equipment is intended for use in overvoltageCategory II applications (as defined in IECpublication 60664-1), at altitudes up to 2000 meterswithout derating.This equipment is considered Group 1, Class Aindustrial equipment according to IEC/CISPRPublication 11. Without appropriate precautions,there may be potential difficulties ensuringelectromagnetic compatibility in other environmentsdue to conducted as well as radiated disturbance.This equipment is supplied as "enclosed" equipment.It should not require additional system enclosurewhen used in locations consistent with the enclosuretype ratings stated in the Specifications section of thispublication. Subsequent sections of this publicationmay contain additional information regardingspecific enclosure type ratings, beyond what thisproduct provides, that are required to comply withcertain product safety certifications.NOTE: See NEMA Standards publication 250 andIEC publication 60529, as applicable, forexplanations of the degrees of protection providedby different types of enclosure. Also, see theappropriate sections in this publication, as well asthe Allen-Bradley publication 1770-4.1 ("IndustrialAutomation Wiring and Grounding Guidelines"), foradditional installation requirements pertaining to thisequipment.Publication 1738-IN013A-EN-E - June 2004Publication 1738-IN013A-EN-E - June 20044 ArmorPoint I/O Synchronous Serial Interface (SSI) Absolute Encoder Module, Series AMount the I/O Base To mount the ArmorPoint I/O base on a wall or panel, use the screwholes provided in the ArmorPoint base.A mounting illustration for the ArmorPoint base with an adapter is shown below.Preventing Electrostatic DischargeThis equipment is sensitive to electrostatic discharge,which can cause internal damage and affect normaloperation. Follow these guidelines when you handlethis equipment:•Touch a grounded object to discharge potentialstatic.•Wear an approved grounding wriststrap.•Do not touch connectors or pins on componentboards.•Do not touch circuit components inside theequipment.•If available, use a static-safe workstation.•When not in use, store the equipment in appropriate static-safe packaging.The ArmorPoint I/O module must be mounted on agrounded metal mounting plate or other conductive surface.ArmorPoint I/O Synchronous Serial Interface (SSI) Absolute Encoder Module, Series A 5Install the mounting base as follows:y out the required points as shown above in the drillingdimension drawing.2.Drill the necessary holes for #8 (M4) machine or self-tappingscrews.3.Mount the base using #8 (M4) screws.4.Ground the system using the ground lug connection. (Theground lug connection is also a mounting hole.)Mounting basemodulesPublication 1738-IN013A-EN-E - June 20046 ArmorPoint I/O Synchronous Serial Interface (SSI) Absolute Encoder Module, Series AInstall the ArmorPoint SSI Absolute Encoder Module To install the ArmorPoint SSI Absolute Encoder module, proceed as follows.ing a bladed screwdriver, rotate the keyswitch on themounting base clockwise until the number 2 aligns with thenotch in the base.2.Position the module vertically above the mounting base. Themodule will bridge two bases.3.Push the module down until it engages the latching mechanism.You will hear a clicking sound when the module is properlyengaged.The locking mechanism will lock the module to the base. Remove the ArmorPoint SSI Absolute Encoder Module From the Mounting BaseTo remove the module from the mounting base:1.Put a flat blade screwdriver into the slot of the orange latchingmechanism.2.Push the screwdriver toward the I/O module to disengage thelatch.The module will lift up off the base.3.Pull the module off of the base.Publication 1738-IN013A-EN-E - June 2004ArmorPoint I/O Synchronous Serial Interface (SSI) Absolute Encoder Module, Series A 7Wire the SSI Absolute Encoder Module Following are wiring instructions for the ArmorPoint SSI Absolute Encoder module.1738-SSIM23Shield lead can be connected to chassis pin 5 or 12on the connector.Make sure all connectors and caps are securelytightened to properly seal the connections againstleaks and maintain IP67 requirements.Pin 7 -Clock +Pin 8 -Clock -Pin 9 -Return (Com)Pin 10 -Return (Com)Pin 11 -24 V dcPin 12 -ChassisPublication 1738-IN013A-EN-E - June 20048 ArmorPoint I/O Synchronous Serial Interface (SSI) Absolute Encoder Module, Series ACommunicate With Your Module The 1738-SSIM23 module transmits SSI sensor data over the DeviceNet™, ControlNet™, Ethernet®, and PROFIBUS network. Data can be exchanged with the master through a polled, cyclic, or change-of-state connection. The module produces 10 byes of data and consumes 2 bytes of data.Default Data Map for the ArmorPoint Absolute Encoder Module 1738-SSIM23Message Size: 10 BytesConsume and Produce Bit/Byte DefinitionsByte Bit DescriptionProduce 00-7Low byte of present low SSI word. Bit 0 is the leastsignificant bit of the entire present SSI word.Produce 10-7High byte of present low SSI word.Produce 20-7Low byte of present high SSI word.Produce 30-7High byte of present high SSI word. Bit 7 is the mostsignificant bit of the entire present SSI word.Produce 40-7Low byte of stored low SSI word. Bit 0 is the leastsignificant bit of the entire stored SSI word.Produce 50-7High byte of stored low SSI word.Produce 60-7Low byte of stored high SSI word.Produce 70-7High byte of stored high SSI word. Bit 7 is the mostsignificant bit of the entire stored SSI word.Byte Bit Description Produce 876543210Status Byte 0 C2ST C1ST C2R C1R INC DEC RUN I1Produce 976543210Status Byte 1 RES RES RES LHON IDF1CCE CCF SPF1Monitor IDF to determine the validity of the produced data. If IDF=1, the SSI data is false.Publication 1738-IN013A-EN-E - June 2004ArmorPoint I/O Synchronous Serial Interface (SSI) Absolute Encoder Module, Series A 9 Message Size: 2 BytesTroubleshoot with the IndicatorsByte Bit Description Consume 076543210Master ACK Byte1 RES RES RES SCMP2SCMP1CC2CC1LACKConsume 176543210CONS1RES RES RES RES RES RES RES RES1The master must provide the Master ACK Byte in order to receive the polled Produced bytes 0-9.Indication Probable CauseModule StatusOff No power applied to deviceGreen Device operating normallyFlashing Green Device needs commissioning due to missing, incomplete, orincorrect configurationFlashing Red Recoverable faultRed Unrecoverable fault - may require device replacement Flashing Red/Green Device is in self-test1738-SSIM23Publication 1738-IN013A-EN-E - June 200410 ArmorPoint I/O Synchronous Serial Interface (SSI) Absolute Encoder Module, Series AIndication Probable CauseNetwork StatusOff Device is not on line:- Device has not completed dup_MAC-id test.- Device not powered - check module status indicator.Flashing Green Device is on line but has no connections in the established state.Green Device is on line and has connections in the established state.Flashing Red One or more I/O connections in timed-out state.Red Critical link failure - failed communication device. Devicedetected error that prevents it from communicating on thenetwork.Flashing Red/Green Communication faulted device - the device has detected anetwork access error and is in communication faulted state.Device has received and accepted an Identity CommunicationFaulted Request - long protocol message.Indication Probable CauseI/O StatusRun StatusOff Module is commanded to stop retrieving SSI data.Green Module is commanded to retrieve SSI data.Up StatusOff SSI data not increasing or no SSI data is being received.Green SSI data is increasing.Down StatusOff SSI data not decreasing or no SSI data is being received.Green SSI data is decreasing.Comp StatusOff Comparator function not in use or comparator value not attained.Green Comparator value is attained.I1 StatusOff Latching input I1 is OFF.Green Latching input I1 is ON.Publication 1738-IN013A-EN-E - June 2004ArmorPoint I/O Synchronous Serial Interface (SSI) Absolute Encoder Module, Series A 11 Specifications Following are specifications for the 1738 ArmorPoint SSI AbsoluteEncoder module.ArmorPoint 1738-SSIM23 ModuleNumber of SSI Channels1Encoder Type Any absolute encoder supporting standard SSI protocol including linear, rotary, andoptical distance measuring devices.Most-Significant Bit Aligned data format. Physical interface for clock and data signals isRS-422.SSI Data Rate125kHz, 250kHz, 500kHz, 1MHz, 2MHz (software selectable)SSI Bits Per Word2-31 (software selectable)SSI Word Delay Time116µs-64ms (software selectable)SSI Word Length 4 bytes (32 bits)SSI Features Gray or binary code capable with gray to binary conversion, increasing or decreasing SSIcount indication, 2 SSI word comparator values, SSI word latching with I1 input.SSI Position Forming Time2> 0.5msSSI Cable Type UL CM/AWM 2464/CSA Type CMG FT4 or similar cable utilizing shielded twisted pairsfor D+/- and C+/- connections. See sensor manufacturer for actual cable required for theSSI sensor under use. I1 input can be wired separate from SSI cable1.SSI Cable Length Depends on desired SSI data rate:125kHz - 1050ft (320m)250kHz - 525ft (160m)500kHz - 195ft (60m)1MHz - 65ft (20m)2MHz - 25ft (8m)SSI Sensor Power (At V +/- Terminals)10-28.8V dc common with field power voltage, 0.75A dc maximum with short circuit protectionSSI Clock Drive Current(Out of Clock +/- Terminals)125mA maximumInput I1IEC Type 3 voltage and current characteristics, sourcing typeMinimum Nominal MaximumON-State Voltage0V dc--FPV* -10ON-State Current2mA4mA5mA(FPV=24V dc)OFF-State Voltage FPV-5--FPVOFF-State Current 1.2mA----Input Impedance-- 3.6kΩ 4.7kΩInput Filter Time--0.5ms--* = FPV Field Power Supply VoltageField Power Supply Voltage (Bus Supply)Minimum Nominal Maximum10V dc24V dc28.8V dcKeyswitch Position2Publication 1738-IN013A-EN-E - June 200412 ArmorPoint I/O Synchronous Serial Interface (SSI) Absolute Encoder Module, Series AGeneral SpecificationsLED Indicators 1 green run status, logic side1 green up status, logic side1 green down status, logic side1 green comp status, logic side1 green/red network status, logic side1 green/red module status, logic side PointBus Current, Maximum110mAPower Dissipation, Maximum0.94 W @ rated loadThermal Dissipation, Maximum 3.21 BTU/hr. @ rated loadIsolation Voltage(continuous-voltage withstand rating)50V rmsTested at 1250V ac rms for 60sDimensions Inches (Millimeters) 1.25H x 2.63W x 4.25D (31.75H x 66.80W x 107.95D) Operating Temperature IEC 60068-2-1 (Test Ad, Operating Cold),IEC 60068-2-2 (Test Bd, Operating Dry Heat),IEC 60068-2-14 (Test Nb, Operating Thermal Shock):-20 to 60°C (-4 to 140°F)Storage Temperature IEC 60068-2-1 (Test Ab, Un-packaged Non-operating Cold),IEC 60068-2-2 (Test Bb, Un-packaged Non-operating Dry Heat),-40 to 85°C (-40 to 185°F)Relative Humidity IEC 60068-2-30 (Test Db, Un-packaged Non-operating Damp Heat):5-95% non-condensingShock IEC60068-2-27 (Test Ea, Unpackaged Shock):Operating 30gNon-operating 50gVibration IEC60068-2-6 (Test Fc, Operating):5g @ 10-500HzESD Immunity IEC 61000-4-2:6kV contact discharges8kV air dischargesRadiated RF Immunity IEC 61000-4-3:10V/m with 1kHz sine-wave 80%AM from 30MHz to 1000MHz EFT/B Immunity IEC 61000-4-4:±2kV at 5kHz on signal portsSurge Transient Immunity IEC 61000-4-5:±1kV line-line(DM) and ±2kV line-earth(CM) on signal ports±2kV line-earth(CM) on shielded portsConducted RF Immunity IEC 61000-4-6:10Vrms with 1kHz sine-wave 80%AM from 150kHz to 80MHz Emissions CSPR 11:Group 1, Class AEnclosure Type Rating Meets IP65/66/67 (when marked)Mounting Base Screw Torque#8 screw, 7.5 in. lbs. in Aluminum, 16 in. lbs. in SteelWeight Imperial (Metric)0.637 lb. (0.289 kg)Wiring Category3 2 - on signal portsPublication 1738-IN013A-EN-E - June 2004ArmorPoint I/O Synchronous Serial Interface (SSI) Absolute Encoder Module, Series A 13 General Specifications (continued)Certifications:(when product is marked)c-UL-us UL Listed Industrial Control Equipment, certified for US and CanadaCE4European Union 89/336/EEC EMC Directive, compliant with:EN 61000-6-4; Industrial EmissionsEN 50082-2; Industrial ImmunityEN 61326; Meas./Control/Lab., Industrial RequirementsEN 61000-6-2; Industrial ImmunityC-Tick4Australian Radiocommunications Act, compliant with: AS/NZS CISPR 11;Industrial Emissions1Time between successive SSI words (T p) (also called Dwell Time).2Roughly corresponds to the maximum time the SSI sensor can be expected to output a particular position value while in motion. To use the 1738-SSI module with sensors that have faster position forming times, change the SSI Word Filter Control parameter from its default value of 5 (max). Changing this parameter from its default value sacrifices electrical noise environment performance for sensor data conversion speed.3Use this conductor category information for planning conductor routing as described in publication 1770-4.1, “Industrial Automation Wiring and Grounding Guidelines.”4See the Product Certification link at for Declarations of Conformity, Certificates, and other certification details.Publication 1738-IN013A-EN-E - June 2004Rockwell Automation SupportRockwell Automation provides technical information on the web to assist you in using our products. At, you can find technical manuals, a knowledge base of FAQs, technical and application notes, sample code and links to software service packs, and a MySupport feature that you can customize to make the best use of these tools.For an additional level of technical phone support for installation, configuration and troubleshooting, we offer TechConnect Support programs. For more information, contact your local distributor or Rockwell Automation representative, or visit .Installation AssistanceIf you experience a problem with a hardware module within the first 24 hours of installation, please review the information that's contained in this manual. You can also contact a special Customer Support number for initial help in getting your module up and running:United States 1.440.646.3223Monday – Friday, 8am – 5pm ESTOutside United States Please contact your local Rockwell Automation representative for any technical support issues.New Product Satisfaction ReturnRockwell tests all of our products to ensure that they are fully operational when shipped from the manufacturing facility. However, if your product is not functioning and needs to be returned:United States Contact your distributor. You must provide a Customer Support case number (see phone numberabove to obtain one) to your distributor in order to complete the return process.Outside United States Please contact your local Rockwell Automation representative for return procedure.ArmorPoint is a trademark of Rockwell Automation.DeviceNet is a trademark of Open DeviceNet Vendor Association.ControlNet is a trademark of ControlNet International, Ltd.Ethernet is a registered trademark of Digital Equipment Corporation, Intel, and Xerox Corporation.Publication 1738-IN013A-EN-E - June 2004 PN 957824-39Copyright © 2004 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved. Printed in the U.S.A.。
基于FPGA的SSI通信模块设计
基于FPGA的SSI通信模块设计引言：SSI（Synchronous Serial Interface）是一种高速串行同步通信接口，广泛应用于数据传输、通信和控制系统中。
本文将介绍基于FPGA的SSI通信模块的设计原理、功能设计和硬件实现流程。
一、设计原理SSI通信模块使用基于FPGA的串行通信协议，通过使用FPGA的并行输入输出引脚，将输入并行数据转换成串行数据流，并通过通信线路将数据发送到接收端。
接收端将串行数据流反转回并行数据，并输出到引脚上。
通过这种方式，可以实现高速、可靠的数据通信。
二、功能设计1.并行串行转换：设计一个并行串行转换器，将输入的并行数据转换成串行数据，并通过SSI接口发送。
2.串行并行转换：设计一个串行并行转换器，将接收到的串行数据流转换成并行数据，并输出到引脚上。
3.帧同步：设计一个帧同步模块，通过检测特定的帧同步信号，将数据从串行流中分割成帧，方便后续处理。
4.数据校验：设计一个数据校验模块，对传输的数据进行校验，确保数据的正确性和完整性。
5.时序控制：设计一个时序控制模块，控制数据的传输速率和时序，保证数据的稳定性和可靠性。
三、硬件实现流程1.确定通信协议：根据应用场景和需要传输的数据类型，选择合适的通信协议，并了解其通信格式和时序。
2.FPGA引脚规划：根据通信协议和需要传输的数据位宽，分配FPGA 的引脚，并进行引脚规划。
3.搭建电路结构：根据引脚规划，搭建电路结构，包括并行串行转换器、串行并行转换器、帧同步模块、数据校验模块和时序控制模块。
4.时序优化：根据设计的电路结构，进行时序优化，确保数据的稳定性和可靠性。
5.静态时序分析：对设计的电路进行静态时序分析，以检测和解决时序冲突。
6.功能验证：通过实际测试，验证设计的功能和性能是否满足要求，并对设计进行调优和优化。
总结：本文介绍了基于FPGA的SSI通信模块的设计原理、功能设计和硬件实现流程。
通过使用FPGA的并行输入输出引脚，将输入并行数据转换成串行数据流，并通过通信线路传输数据。
基于FPGA的SSI通信模块设计
基于FPGA的SSI通信模块设计概述：FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，它能通过编程实现各种数字电路的功能。
SSI是一种同步串行接口，用于在数字系统中传输数据。
本文将介绍在FPGA上设计和实现SSI通信模块的过程。
设计流程：1.确定需求：首先，必须明确SSI通信模块的需求，包括数据传输的速度、传输的数据位数和时钟频率等。
这些需求将直接影响到FPGA的选择和设计的复杂性。
2.选择FPGA：基于需求，在市场上选择合适的FPGA芯片。
考虑到SSI通信需要高速数据传输，因此需要选择具备较高处理能力和大容量的FPGA芯片。
3. 确定接口标准：根据SSI通信的数据格式，确定接口标准。
常见的SSI接口标准包括SPI（Serial Peripheral Interface）、I2C （Inter-Integrated Circuit）和Microwire，根据需求进行选择。
4.设计接口电路：设计SSI通信模块的接口电路，包括数据线、时钟线和控制信号线等。
根据接口标准，设计接口硬件电路，包括电平适配、线路驱动和接口逻辑等。
5. 编写RTL代码：使用硬件描述语言（例如Verilog或VHDL）编写SSI通信模块的RTL（Register Transfer Level）代码。
RTL代码描述了SSI通信模块的功能和行为。
6.验证和仿真：使用FPGA开发板或仿真工具对SSI通信模块进行验证和仿真。
验证和仿真能够帮助发现设计中的错误和问题，并进行必要的修复。
7.实现和调试：使用FPGA开发工具将RTL代码烧录到FPGA芯片上，并进行调试。
通过对FPGA的编程和配置，将RTL代码实现为FPGA上的硬件电路。
8.整合和测试：将SSI通信模块与其他模块进行整合，并进行测试。
测试应涵盖各种情况和边界条件，以确保通信的可靠性和稳定性。
9.优化和改进：根据测试结果和实际需求，对SSI通信模块进行优化和改进。
一种嵌入式系统串行接口彩色屏幕动态画面显示方法
《工业控制计算机》2020年第33卷第8期当前很多嵌入式系统中,MCU 常常需要实现人机交互之外,兼顾数字信号采集和处理、自动控制、设备间通信等工作。
这些工作的正常进行都需要足够的I /O 资源和处理器资源作为支撑。
现有的常用彩色液晶屏驱动方式有如下三种:①8080接口连接彩色液晶屏,屏幕与外部RAM 共享内存总线,屏幕显示的内容存储在屏幕,更改屏幕内容时需要先通过8080接口读取屏幕显示内容到MCU 内存,处理之后再通过8080接口写入到屏幕;②RGB 接口连接彩色液晶屏,需要MCU 带有液晶屏驱动器。
此种方式MCU 与屏幕之间有独立的总线,屏幕显示内容存储在MCU 的片内SRAM 或片外扩展RAM ,并由MCU 的液晶屏驱动器自动将内存中的屏幕显示内容刷新到屏幕;③SPI 串行接口连接彩色液晶屏,此种方式与8080接口连接方式除连接的接口不同外,其余完全相同。
基于以上三种彩色液晶屏的驱动方式,本文皆在使用少量MCU 的I /O 资源和少量MCU 的处理器资源,实现具有动态画面的良好人机交互。
1总体思路总体思路如图1所示。
该串行接口彩色液晶屏刷新方法使用嵌入式平台的一部分内存作为显存,并通过SPI 接口将显存的内容不断刷新到液晶屏上,以实现动态画面的显示。
由于每次都需要刷新整个显存的内容,刷新的数据的位置和大小是固定的,所以使用DMA 实现自动刷新显存到屏幕。
而显示画面的更改是直接修改显存,即直接对内存操作,与RGB 屏幕更改画面的方式类似简便、快捷、高效。
2本文方法2.1基于SPI 接口和DMA 的液晶屏驱动器设计SPI 接口是串行外设接口,常用于MCU 与片外外设通信,该总线是同步通信,有较高的通信速率,常用于连接FLASH 、高精度高转换速率的ADC 或DCA 等通信数据量大且通信速度高的设备。
彩色液晶屏的显存数据量也非常大,例如分辨率为320∗240,使用RGB565色彩的彩色液晶屏的显存大小为150KB ,若以电影的帧率为标准,每秒需要将显存刷新到屏幕24次,计算可得,此时的SPI 接口通信速率为28.8Mbps ,是串口、I 2C 接口无法达到的。
由MIDI同步灯光和LED屏幕的联控系统组建与应用
由MIDI同步灯光和LED屏幕的联控系统组建与应用作者：杨军黄耀民来源：《演艺科技》2017年第07期【摘要】介绍将传统演播厅独立的音频系统、灯光系统和LED屏幕系统改造成由MIDI 同步灯光和LED屏幕的联控系统，分析了系统的改造思路、同步链接和技术特点。
【关键词】 MIDI；VPU；同步；联控文章编号： 10.3969/j.issn.1674-8239.2017.07.008【Abstract】Introduce the traditional studio independent audio systems， lighting systems and the LED screen system is transformed into an combine-controlled system with MIDI syncing lights and LED screens， analysis of the system transformation ideas， synchronization， links and technical characteristics【Key Words】MIDI； VPU； synchronization； combine-controlled system目前，演播厅已发展成为多方位展示各种舞美、特效灯光的演出场所。
舞美的呈现方式也与传统完全不同。
现在大多数时候都会大量使用LED屏幕、投影技术（包括近期兴起的虚拟影像技术）等来构建立体方位的舞台效果，精心编排的节目内容，与美轮美奂的视频背景、灯光及烟雾、特效烟火等配合，给观众带来强烈震撼的视觉冲击力。
传统演播厅的音频系统、灯光系统、LED屏幕系统均为各自独立控制的系统，各岗位根据舞台节目的编排来制作出各自需要的音、光、画效果，因此，在节目表演中的效果统一呈现时，作为舞台表演节目关键节奏变化的音乐节点（如电闪雷鸣、水滴、击鼓及其他与舞台表演配合的视频特效），往往会因为音、光、画效果的分别控制，导致出现其中的一个或几个效果与表演音乐节奏点不同步的弊端，那么观众就有可能会看出音、光、画效果配合的异步，从而影响观众对整个节目的完美观感。
多种串行接口技术在LED大屏幕显示系统中应用
多种串行接口技术在LED大屏幕显示系统中应用LED 电子显示屏以色彩光艳夺目，美观大方，显示信息量大、寿命长、耗电量小、重量轻，且易于操作、安装和维护等特点，在显示行业中独树一帜。
LED 显示屏尽管已被广泛使用，但存在系统复杂，成本较高等缺点，不利于推广使用。
为此，我们利用Philips 公司51LPC 系列的新型单片机P87LPC676 采用多种串行接口技术组成前级驱动电路，使线路板结构简单。
PC 用于后级的在线修改和控制显示内容，该系统可广泛用于商场、车站、码头及其他公共场合。
1 系统总体结构组成如图1 所示，系统的组成电路由以下4 部分组成：LED 显示屏、以P87LPC767 单片机为核心的驱动电路、PC 机与单片机的通信电路和由24C16 器件组成的I2C 总线接口电路。
为了节约井口，本系统采用了以下3 种串行方式传递数据。
1．1 I2C 串行总线接口P87LPC767 的I2C 总线符合标准的I2C 总线规范，总线工作的时钟信号可由P87LPC767 自动产生，但数据却是以位的方式发送和接受的，因此他的控制软件较为复杂，但却更为灵活。
本系统P87LPC767 的I2C 总线上接24C16 存储器，就构成了一个I2C 系统，解决了大屏幕显示屏显示汉字所需大量数据信息的存储。
P87LPC767 是主控机(主机)，串行时钟信号由他产生，他将数据写入24C16 为主发送，从24C16 中读取数据为主接收，24C16 只能是被控机(从机)。
主发送工作方式是指P87LPC767 作为主控机向被控机发送数据的传送过程，发送和接收各有2 种方式：(1)单纯地发或读从机的数据；(2)发或读从机指定地址的数据。
1．2 异步串行通讯接口上位机PC 用于对显示信息进行编辑和对汉字进行提取，读取汉字字模的基本步骤：(1)获取汉字的机内码；(2)通过汉字推算区位码；(3)由区位码计算出汉字在字库中的位置offset：offset＝[(区码一1)×94+(位码一1)]32；从该偏移地址读取32B，就是相关汉字的点阵字模代码。
工业设计论文一种新型led显示屏阵列式插件机同步送料机构运动仿真与参数优化
工业设计论文-一种新型LED显示屏阵列式插件机同步送料机构运动仿真与参数优化论文关键词:同步送料运动仿真时序安排论文摘要:采用了UG Motion的辅助运动仿真分析方法,在仿真系统运动过程的基础上,详尽分析了该模块内部的运动约束关系,提出了系统运动优化目标,进而求解了系统时序最优安排,并根据求解结果,对驱动凸轮部件进行了动力学相关参数优化,为系统在设定工况下能按较佳的运动和动力特性工作提供了保证。
1引言LED显示屏阵列式插件机是针对 LED显示屏生产工艺过程中LED发光管插件工序开发的一种新型高速自动插件设备，如图1所示，采用阵列机械手同步工作方式，单次动作循环完成整列发光管的插件工序过程，实现高速、自动插件，以替代目前 LED显示屏生产中插件工序的大量人工操作，提高生产效率。
由于LED显示屏阵列式插件机采用功能模块化设计，各模块之间衔接紧密，模块内部动作部件较多，动作同步性要求高，同时，为提高工作能力，关键部件均处于较高速度运动状态，在其设计开发过程中，各动作部件的动作时序和同步问题、关键零部件的运动学和动力学特性成为需要解决的核心问题之一一，特别是送料模块，动作零部件多，动作顺序之间有进…步进行优化，提高模～块工作效率。
2机构动作过程LED显示屏阵列式插件机送料模块，如图2所示。
其送料动作过程为：(1)发光管来料同步送入第一分料动栅板后，第一分料动栅板向一侧移动，至八槽通料静栅板通料槽奇数槽位，槽口对齐后，发光管被推入八槽静栅板通料槽，至第一分料挡板停；(2)发光管离开第一分料动栅板后，第一分料动栅板退回至原始接料位，第二批管料通过四槽通料静栅板同步送人后，第一分料动栅板向另一侧移动，至八槽通料静栅板通料槽偶数槽位，槽口对齐后，发光管被推入八槽静栅板通料槽，至第一分料挡板停止：(3)八槽通料静栅板中储存八个发光管后，第一分料挡板移动，发光管离开挡板被送入冲裁模板，冲裁模板动作，裁去长余部分管脚；(4)冲裁后的发光管被推入到极性旋转组件处，按照检测的极性正反顺序进行旋转，调整成统一极性排列；(5)完成极性调整后，发光管被推人第二分料动栅板，其动作顺序同第一分料组件，最终完成十六列发光管排列输送到位。
基于单片机串行扩展的大屏幕LED显示接口电路
基于单片机串行扩展的大屏幕LED显示接口电路９６９７路如图二所示。
图二单片机串行控制电路图２．１主控电路按照功能主要可分为存储器扩展电路、列信号处理电路、行地址译码及驱动、单片机控制器等几大部分组成。
存储器扩展电路包括常见的程序存储器２７６４的扩展及数据存储器扩展。
２７６４用来固化系统控制程序及图像或汉字代码表。
６２６４用来作为显示数据缓冲区。
２．２列驱动电路由于显示屏是按每行８个字，共计四大行的方式来组织ＬＥＤ象素的，因此，能够显示３２个１６ｘ１６点阵的显示屏有６４行、１２８列。
它的工作原理如下：首先单片机从ＥＰＲＯＭ中依次取出第一行中的１６个数据（即每一行的１２８列数据分别存放在１６个字节中），在移位脉冲的作用下移入第一组７４ＬＳ１６４并进行锁存，同理，单片机从ＥＰＲＯＭ中依次取出二至四组的第一行的１６个数据分别送往二、四组的７４ＬＳ１６４并锁存，然后发出列控制信号同时输出。
为增加列驱动能力，每列均用９０１４驱动。
２．３行地址译码及驱动电路行地址译码电路的基本工作方法是将Ｐ１．０－Ｐ１．３这四根线经４－１６线译码器７４ＬＳ１５４产生１６个行选信号，经达林顿管驱动输出行信号。
每行字占１６个行信号，为提高扫描速度，我们将第一行至第四行字的相应行由一个行信号来控制，这样，整个显示屏在逻辑上只需要１６个行信号即可。
它的工作原理如下：单片机向Ｐ１口送数据，经７４ＬＳ１５４译码后使第一行选通，于是同时点亮三组中的第一行，延时１．２ｍｓ后关闭行扫描信号，重复上述步骤，直至将２－１６行全部显示完为止，当显示完１６行后，ＬＥＤ显示屏上就得到一副完整的图像。
３软件系统ＬＥＤ显示屏整个控制程序主要有主程序、显示子程序、行扫描子程序组成。
下面就上述程序的设计思想作一简单介绍。
主程序主要完成串行口的初始化及对各子程序模块进行有效的组织管理。
程序流程如图三所示。
程序在对串行口波特率进行合适的设定后，按图像的个数，依次调用显示子程序，将需要显示的图像以扫描的形式隔行扫描显示出来。
实验六 LED显示器接口与显示程序设计
实验六LED显示器接口与显示程序设计一．实验目的1．掌握LED显示器的接口技术。
2．掌握动态显示、软件译码显示程序的设计方法。
二．实验原理实验接口电路如图1 所示，8032扩展8155A口低6位作6位显示器的位选码输出口，B口作显示器段码输出口。
显示采用动态显示、软件译码，共阳极接口电路。
图1 8155与LED显示器接口与显示程序设计三．实验内容1．编写显示子程序。
2．编写向显示缓冲区写入6位十进制数并调用显示子程序的主程序。
3．键入程序，运行并观察结果。
四．实验预习要求1．熟悉动态显示、软件译码的显示原理。
2．看懂实验接口线路图。
3．阅读参考程序。
五．思考题1．动态显示是逐位选通显示，为什么显示结果是同时显示的？2．共阳极与共阴极显示器的显示码（段码）有何关系？3．静态显示与动态显示的接口与编程有何不同？六．实验报告要求1．按顺序写出实验步骤及内容。
2．写出实验中所遇到的问题及解决办法。
3．回答思考题。
七．参考程序0000 1 ORG 0000H0000 2100 2 START: AJMP MAIN30100 4 ORG 0100H0100 758160 5 MAIN: MOV SP,#60H0103 7B06 6 MOV R3,#06H0105 7409 7 MOV A,#09H0107 7835 8 MOV R0,#35H0109 F6 9 M1: MOV @R0,A010A 14 10 DEC A010B 18 11 DEC R0010C DBFB 12 DJNZ R3,M1010E 120800 13 M2: LCALL DISP0111 80FB 14 SJMP M2150800 16 ORG 0800H0800 D2D3 17 DISP: SETB RS00802 7835 18 MOV R0,#35H0804 7B20 19 MOV R3,#20H ;00100000B 0806 7C00 20 MOV R4,#00H0808 7F06 21 MOV R7,#06H080A 74FF 22 LOOP: MOV A,#0FFH080C 7922 23 MOV R1,#22H080E F3 24 MOVX @R1,A080F EB 25 MOV A,R30810 19 26 DEC R10811 F3 27 MOVX @R1,A0812 09 28 INC R10813 E6 29 MOV A,@R00814 900824 30 MOV DPTR,#DTAB0817 93 31 MOVC A,@A+DPTR0818 F3 32 MOVX @R1,A0819 DCFE 33 DJNZ R4,$081B 18 34 DEC R0081C EB 35 MOV A,R3081D 03 36 RR A081E FB 37 MOV R3,A081F DFE9 38 DJNZ R7,LOOP0821 C2D3 39 CLR RS00823 22 40 RET410824 42 ORG 0824H0824 C0F9A4B0 43 DTAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H ;0,1,2,3 0828 999282F8 44 DB 99H,92H,82H,0F8H ;4,5,6,7 082C 80908883 45 DB 80H,90H,88H,83H ;8,9,A,B 0830 C6A1868E 46 DB 0C6H,0A1H,86H,8EH ;C,D,E,F 0834 8CC1CE91 47 DB 8CH,0C1H,0CEH,91H0838 00F7 48 DB 00H,0F7H49 ENDN A M E V A L U EDISP . . . . . . . 0800H 13 17#DTAB . . . . . . . 0824H 30 43#LOOP . . . . . . . 080AH 22# 38M1 . . . . . . . . 0109H 9# 12M2 . . . . . . . . 010EH 13# 14MAIN . . . . . . . 0100H 2 5#RS0. . . . . . . . 00D0H.3 17 39SP . . . . . . . . 0081H 5START. . . . . . . 0000H 2#。
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品特性。此外。Ｌｕｍｉｎａｒｙ公司还提供Ｓｔｅｌｌａｒｉｓ官方驱 动库和部分源代码。通过ＡＰＩ接１３完成外设的设
数据线ＳＳＩＴｘ强制为低电平，当ＳＳＩ配置为主机时， 使能ＳＳＩＣＬＫ端口，当ＳＳＩ配置为从机时，禁止ＳＳＩ．
置。简化并加快了应用程序的开发进程。
ＣＬＫ端口。
本设计利用Ｓｔｅｌｌａｒｉｓ系列ＬＭ３Ｓ３０１微控制器
３２位ＲＩＳＣ性能、内部存储器、通用定时器、遵循 送。传输信号时序如图２所示。
ＡＲＭ ＦｉＲＭ规范的看门狗定时器、同步串行接口
在Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ ＳＰＩ模式下，ＳＳＩ处于空闲周期时，
（ＳＳＩ）、ＵＡＲＴ、ＡＤＣ、模拟比较器、ＰＷＭ、ＧＰＩＯ等产 ＳＳＩＣＬＫ强制为低电平，ＳＳＩＦｓｓ强制为高电平，发送
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●
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图１动态显示驱动电路图
万方数据
基于同步串行接口（ＳＳＩ）的ＬＥＤ显示器设计
一５１一
ＬＥＤ显示要求Ｎ条Ｉ／０端口线，需占用较多的主控 断，调试测试。
器件端１３。使得端口使用率降低；软件方面：为实现
ＳＳＩ对外设器件接收到的数据进行串行到并行
串行移位及锁存输出功能，需编写专门的源程序产 的转换。ＣＰＵ访问数据、控制和状态信息。发送和接
一５０一
《国外电子元器件＞２００７－ｑ－ｇ １２期 ２００７年１２月
●主题论文
基于同步串行接口（ＳＳＩ）的ＬＥＤ显示器设计
何朝阳，吴立琴，朱忠伟 （江苏银佳企业集团有限公司，江苏扬中２１２２００）
摘要：利用Ｌｕｍｉｎａｒｙ Ｍｉｃｒｏ Ｓｔｅｌｌａｒｉｓ系列ＬＭ３Ｓ３０１微控制器的同步串行接口（ＳＳＩ）技ｇ。ＬＥＤ数码 管显示器段选码与位选码全部由７４ＨＣ５９５串行输入移位寄存器控制。设计了一种只需３根信号线
１６位值。 根据７４ＨＣ５９５工作时序的要求，选用主控器件
ＬＭ３Ｓ３０１同步串行接口技术中的Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ ＳＰＩ模
件都采用小型封装。ＳｔｅＨａｆｉｓ系列的ＬＭ３Ｓ３０１微控 式．根据所设置的数据大小。每个数据帧的长度均
制器拥有ＡＲＭ微控制器所具有的众多优点，具有 在４～１６位之间．并且从最高有效位（ＭＳＢ）开始发
数据帧大小可编程，范围为４～１６位；
的段选码与位选码由２片７４ＨＣ５９５移位寄存器控
内部回送测试（１００ｐｂａｃｋ ｔｅｓｔ）模式，可以进行诊 制：移位寄存器的控制信号由主控器件ＬＭ３Ｓ３０１产
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４显示驱动电路
独立的发送和接收ＦＩＦＯ，１６位宽，８个单元深；
７４ＨＣ５９５是美国国家半导体公司生产的通用
Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ ＳＰＩ、Ｍｉｃｍｗｉｒｅ或Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ同
移位寄存器．并行输出端具有输出锁存功能。如图３
步串行接口的可编程操作；
所示，显示器由４个ＬＥＤ数码管构成，ＬＥＤ数码管
２ ７４ＨＣ５９５动态显示驱动电路
常见的多位数码管显示器驱动电路是将所有 的Ｎ位段选码并联．由一片７４ＨＣ５９５控制，其电路 图如图１所示。由于所有ＬＥＤ的段选码是由一个 ７４ＨＣ５９５并行输出端口控制，因此，每一时刻，Ｎ位 ＬＥＤ显示相同字符。若每位显示不同字符。就必须 采用扫描的方法，即在每一时刻只使用一位显示字
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图 ３ 显示驱动电路
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生，通过ＳＱＨ引脚和ＳＥＲ引脚级联２片７４ＨＣ５９５， 将７４ＨＣ５９５的移位时钟信号（ＳＣＫ）、锁存时钟信号 （ＲＣＫ）、串行数据信号（ＳＩ）分别接控制器ＬＭ３Ｓ３０１ 的ＳＳＩＣＬＫ、ＳＳＩＦｓｓ、ＳＳＩＴｘ引脚。
符。此时，７４ＨＣ５９５并行输出端口输出响应字符段 选码．而位选则控制Ｉ／Ｏ端口在该显示位送人的选 通电平。以保证该位显示响应字符。如此轮流，使每 位分时显示该位字符。由于７４ＨＣ５９５具有锁存功 能。而且串行输入段选码需要一定时间，因此，无需 延时即可获得视觉暂留效果。
但是，此种方法有两个缺点。硬件方面：Ｎ位
１ 引言
ＬＥＤ显示器应用广泛．是显示信息的有效仪 器。在仪器仪表中。ＬＥＤ常用于显示压力、流量、温 度、电压、电流等物理量，本文介绍的蓄电池容量监 测系统中选用了Ｌｕｍｉｎａｒｙ Ｍｉｃｒｏ Ｓｔｅｌｌａｒｉｓ系列的 ＬＭ３Ｓ３０１微控制器作为ＭＣＵ。根据应用要求，监测 系统的显示部分采用４位ＬＥＤ数码管实时显示监 测数据。针对系统外设较多、端口资源紧张等问题， 开发出一种３线驱动的显示器电路设计方案。
本设计中，将４个ＬＥＤ数码管的段选码并联。 由Ｕ２控制；Ｕ１的低４位用作位选码，高４位用于 控制发光二极管。根据实际需要．数据帧大小为１６ 位。其中第０位．第７位为段选码，第８位．第１１位 用于位选码。第１２位～第１５位用于发光二极管的 显示。结合图２，由Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ ＳＰＩ（单次传输）模式下 的时序图可知，ＳＳＩＦｓｓ（锁存时钟信号）低电平有效 时，ＳＳＩＣＬＫ（移位时钟信号）第１个周期将最高位数 据ＭＳＢ移位到８位移位寄存器Ｕ２的第Ｏ位，第２ 个周期将次高位移人到移位寄存器Ｕ１的第０位，原 第０位数据移人到８位移位寄存器Ｕ２的第２位．如 此到第８个周期将第８位数据移入到Ｕ２第０位。而 Ｕ２原第７位数据移入到级联７４ＨＣ５９５移位寄存器 Ｕ１的第０位，直至１６位帧数据发送完毕；当ＳＳＩＦｓｓ （锁存时钟信号）变高电平时，移位寄存器的数据被 锁定；输出使能一直为有效电平，输出锁存器中的 数据，数码管显示器显示相应数据。
如果ＳＳＩ使能并且在发送ＦＩＦＯ中含有有效数
的同步串行接口（ＳＳＩ）技术，ＬＥＤ数码管显示器段选 码与位选码全部由７４ＨＣ５９５串低电平，表示发送开始。 这样从机数据能够存放在主机的ＳＳＩ风输入线上。
控制．这样形成了一种只需３条信号线的多位ＬＥＤ 主机ＳＳＩＴｘ输出端口使能。
ＨＥ Ｃｈａｏ－ｙａｎｇ，ＷＵ Ｌｉ—ｑｉｎ，ＺＨＵ Ｚｈｏｎｇ—ｗｅｉ 仿佣庐ⅡＹｉｎｊｉａ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ ｌｎｃ．，Ｙａｎｇｚｈｏｎｇ ２１２２００，ｍ讥矽
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ＳＳＩ（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｓｅｒｉａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ＬＭ３Ｓ３０１， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａ ｍｅｍｂｅｒ ｏｆ ｌｕｍｉｎａｒｙ ｍｉｃｒｏ ｓｔｅｌｌａｒｉｓ ｆａｍｉｌｙ，ｌｉｇｈｔ—ｅｍｉｔｔｉｎｇ—ｄｉｏｄｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ’８ ｓｅｇｍｅｎｔ－ ｓｅｌｅｃｔｅｄ－ｃｏｄｅ ａｎｄ ｃｈａｎｎｅｌ－ｓｅｌｅｃｔｅｄ—－ｃｏｄｅ ａｒｅ ａｌｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｓｅｒｉａｌ－ｉｎ ｓｈｉｆｔ ｒｅｇｉｓｔｅｒｓ－－７４ＨＣ５９５．Ａ ｔｙｐｅ ｏｆ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｒｉｖｉｎｇ ｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎｎｅｌ ｄｉｇｉｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｈａｔ ｎｅｅｄ ｏｎｌｙ ｔｈｒｅｅ ｓｉｇｎａｌ ｗｉｒｅｓ，ａｎｄ ｓｏｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｄｅ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＡＲＭ；ＬＭ３Ｓ３０１；ＧＨＯ；ＳＳＩ；７４ＨＣ５９５
生７４ＨＣ５９５所需的标准工作时序．代码冗长，且调 收路径利用内部ＦＩＦＯ存储单元进行缓冲，该ＦＩＦＯ
试升级繁琐。
能够在发送模式和接收模式下独立存储多达８个
Ｌｕｍｉｎａｒｙ Ｍｉｃｒｏ Ｓｔｅｌｌａｒｉｓ系列微控制器是首款 基于ＡＲＭ Ｃｏｄｅｘ—Ｍ３的控制器。它将高性能的３２ 位计算引入到嵌入式微控制器应用中，并且所有器
图２ Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ ＳＰＩ模式传输信号时序图
万方数据
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《国外电子元器ｇｔ）２００７年第１２期 ２００７年１２月
ＳＳＩＣＬＫ ＳＳＩＦｓｓ
尺１ ＿＿一 ＪＲ２ ＿一 月３
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Ｖ１＋ Ｖ２＋ Ｖ３＋ Ｖ４＋
Ｍｉｃｒｏｗｉｒｅ或Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ同步串行接口的外设 ＳＳＩＣＬＫ的下降沿传输数据。在传输完成数据字的所
器件进行同步串行通信的主机或从机接口。
有位后，ＳＳＩＦｓｓ在捕获最后一位数据后的一个ＳＳＩ．
Ｓｔｅｌｌａｒｉｓ ＳＳＩ具有以下特性：
ＣＬＫ周期内返回其空闲状态。
主机或从机操作： 时钟位速率和预分频可编程；
５ ＬＥＤ数码管显示器的软件设计
ＭＣＵ ＬＭ３Ｓ３０１的软件编程以Ｃｒｏｓｓ Ｗｒｏｋｓ的
集成开发环境作为开发平台，采用Ｃ语言编写。 Ｃｒｏｓｓ Ｗｒｏｋｓ是一套完善的专门针对ＡＲＭ７微处理 器的Ｃ语言开发系统。它包括ＡＲＭ ＧＣＣ Ｃ语言编 译器、Ｃｒｏｓｓ Ｗｒｏｋｓ Ｃ函数库和Ｃｒｏｓｓ Ｓｔｕｄｉｏ集成开
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基于同步串行接口（ＳＳＩ）的ＬＥＤ显示器设计
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