无线远程控制 LED 显示屏设计
发布者:巨焱光电 引领全球LED显示屏工程风范
 
    摘要 :本文设计一款智能远程控制的新型 LED 点阵屏系统,系统通过无线方式进行通讯控制,同时,采用模块化 LED 显示屏设 计,使得屏幕尺寸大小可以根据实际需要来拼装,提高其实用性。
 
    关键词 :单片机 ;点阵 LED ;无线控制
 
    Abstract:This paper design a new type of LED lattice screen system with intelligent remote control is designed. The system communicates and controls by wireless mode. At the same time, a modular LED display screen is designed. The size of the screen can be assembled according to the actual needs to improve its practicability.
 
    Keywords: single chip microcomputer; dot matrix LED; wireless control
 
    0 引言
 
    随着科学技术的发展,运用 LED 显示屏来显示信息越来越受 到人们的青睐。它以亮度高、寿命长、功耗小、工作稳定可靠等优 点迅速成为人们信息化生活中不可缺少的一部分。比如十字路口 的交通指示灯,各大超市、商场门前的广告牌,银行、机场候客厅 的显示牌,体育场的计分牌等目前大多是用 LED 显示屏。本文主 要介绍了基于 STC89C51 单片机控制 LED 点阵实现对汉字图形的 远程智能显示的设计与开发。
 
    1 主要工作内容与设计思想
 
    1.1 工作内容
 
    主要研究内容是制作一种基于无线数据传输的 LED 点阵显 示系统,系统下位机部分可以完成文字、图形、符号的显示以及 简单的滚动动画效果,用户可以通过电脑上位机进行控制,以无 线数据传输的方式远程实时改变下位机的显示内容及动画效果。
 
    用 C 语言编程实现单片机对 LED 显示屏的各种显示功能控制, 实现对汉字、图形的智能显示。设计与开发控制器硬件电路,用 Protues 软件、keil 软件等实现硬件电路的仿真和系统软、硬件 统调。在仿真基础上绘制硬件电路布线图,制作 LED 显示屏控制 器,并将程序下载到控制器中,实现对显示屏各显示功能的独立 控制。
 
    1.2 设计思想
 
    智能远程控制 LED 显示设备设计任务基本可分为两步 :一 是单片机如何正确接收由上位机远程发送的控制命令及显示代 码。二是单片机如何驱动 LED 点阵显示屏完成动态扫描显示,从 而实现 LED 流星雨灯的左右循环显示、调速、控制亮度的功能。系 统大致分为上位机部分和单片机终端两部分。上位机部分由上位 机、串口转换模块、无线发射模块组成,单片机终端部分由单片机最小系统、电源模块、LED 显示模块、无线数据接收模块组成。线 接收模块接收上位机远程发送的控制命令及显示代码,将其存入 缓存,待全部数据接收完毕后,通过驱动程序将数据发送到显示 模块,通过 LED 显示模块将数据显示出来,单片机由蓄电池供电。
 
    各个模块相辅相成,构成整个系统。分别控制流水灯的调向、加 速、减速、变亮、变暗。
 
    2 无线数据传输方式的选择
 
    目前市场上现有的比较成熟的无线数据传输方式主要有 RF 无线(Radio Frequency)、红外传输、蓝牙(Bluetooth)几种。
 
    (1)RF 射频技术目前已经较为成熟,广泛应用在小区门禁、 无线抄表、安防系统、数据传输等各种领域。数据传输距离通过增 大发送功率和延长天线最远可以达到上百米。
 
    (2)红外传输是利用 950nm 近红外波段的红外线作为传递信 息的载体。传输速度较快,但是距离很短,而且只能直线传输,不 符合本设计的要求。
 
    (3)蓝牙是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和 楼宇个人域网之间的距离数据交换。蓝牙方式也如红外传输方式 一样受到距离限制,而且传输速度一般,不适合在本设计中使用。
 
    RF 技术现今已较为成熟,无线数据传输速率与距离也可以 满足设计要求,成本较低,所以我们选用 RF 无线传输方式进行无 线数据传输。
 
    3 硬件选择
 
    无线收发模块选择 WSN-1101 无线微功率透明数据收发模 块,该模块相对一般模块具有尺寸小、灵敏度高、传输距离远、通 讯速率高、内部自动完成通讯协议转换和数据收发控制等特点。
 
    模块利用了多频段、多信道来降低传输过程中的干扰以提高传输 性能。
 
    4 测试运行结果
 
    进行软硬件系统联合测试,具体方法如下。
 
    (1)编写一个逐点扫描的显示程序,再结合硬件电路运行。这样做的目的在于检测各器件是否能够正常运行和显示屏的各个 LED 灯是否有损坏。结果显示显示屏中只有边角出有一个 LED 灯 被烧坏,其他器件逻辑功能运行正常。
 
    (2)将静态显示子程序与各种动态显示程序结合硬件电路进行测试。系统运行时,显示图像比较清晰,各动态显示效果也能够实现。
 
    (3)将串口通信和显示联合测试。按照设定的通信协议,先由PC 机向单片机发送起始控制字,接着再发送 32 比特的显示数据, 最后发送控制显示方式的显示控制字。再发送不同的显示数据和 显示控制字,观察各种显示方式的运行情况和各种显示方式之间 的切换情况。LED 屏显示所发送的内容。
 
    通过测试结果可知,本设计满足远程无线控制 LED 显示屏的要求,将无线数据传输技术应用于 LED 显示设备,可以促进无线 通信领域的发展,扩大 LED 显示在各个领域的应用范围,具有重 要的科学意义。
 
    参考文献
 
    [1] 郭天祥 . 新概念 51 单片机 C 语言教程 [M]. 北京 : 电子工业
 
    出版社 ,2009.
 
    [2] 沈红卫 . 单片机通信与组网技术实例详解 [M]. 北京 : 电子工
 
    业出版社 ,2009.
 
    [3] 夏华 . 无线通信模块设计与物联网应用开发 [M]. 北京 : 电子
 
    工业出版社 ,2011.
 
    通讯作者
 
    倪笑宇(1984.03--),男,汉族,籍贯河北张家口,讲师,硕士,研究
 
    方向机电一体化。