采用S3C44B0X的大型LED显示系统设计

1．2 主控电路与LED屏的接口设计

本显示系统选用基于ARM7TDMI内核并带有内部DMA控制器的S3C44BOX作主控制器，使其工作在ARM状态，并使用16位总线。由于把LED屏虚拟的视为一段连续的存储单元，故为其分配地址空间0x2000000～Ox4000000。

主控电路与LED屏接口应能实现以下功能：

◆选通任意位置的显示模块及该模块上的第一级列数据锁存器。将该位置要显示的点阵码准确锁存，并能在第一级列数据锁存器数据刷新后，将刷新数据锁存到第二级列数据锁存器并输出。

◆能控制选通驱动16行同名行中的一行进行逐行扫描显示。

◆实现主控芯片3．3 V到LED屏5V的逻辑电平转换。

主控板与LED屏接口电路原理图如图2所示。



一个大型LED屏的结构可分为纵向级联和横向级联，这种结构类似于一个三维数组。假设一个三维数组LED[i][j][k]，其中：

i=0，1，2,…，m 表示LED屏纵向级联级的序号。

j=0，1，2,…，n 表示LED屏横向级联级的序号。

k=O，1，2,…，16 表示显示模块上16个第一级列数据锁存器的序号。

由于系统使用16位并行总线数据传输方式，并将LED屏视为一段连续的存储单元，故使用A[4：1]作显示模块上选通第一级列数据锁存器译码器(图1中U2)的译码输入，即为三维数组的k变量；使用A[8：5]作选通横向级联显示模块的译码器(图2中U7)译码输入，即为三维数组的j变量；由于LED屏要具有良好的灵活性，又由于采用DMA传输数据要求点阵码存放顺序的技术要求，纵向级联级选通不满足使用地址总线译码选通的条件，所以使用S3C44BOX的PG[2：0]作纵向级联级选通译码器的译码输入，即三维数组的i变量。

由于地址和数据总线上的状态不断变化，所以在对LED屏进行写操作时，地址和数据信号应进行锁存，主控板上分别使用U2、U3和U4锁存对LED写操作时的地址和数据总线的状态。LED屏分配首址为Ox2000000，当对其进行写操作时，S3C44BOX的nGCSl和nWE脚会出现可编程控制时延的有效低电平。nGCSl经一个非门作U2、U3和U4的锁存使能控制信号，保证仅在对LED屏访问时，地址和数据总线上的信号才被锁存。nWE经一个非门作屏端第一级列数据锁存器(图1中U3～U19)的锁存使能控制信号，保证只有当刷新数据稳定出现在列数据锁存其输入端时才被锁存。S3C44BOX的PCI0作所有屏端第二级锁存器(图1中U20～U35)的锁存使能控制信号线；S3C44BOX的PC[3：O]作16行驱动译码器(图1中U1)的译码输入。由于数据传输时只需要主控板对LED屏输出控制，不需要信号反馈，所以接口电路采用廉价的5V供电的HCT电路芯片方案，就可满足主控芯片3.3V到LED屏5V的逻辑电平转换。

在DMA传输数据时，更关心的是DMA的写操作，时序如图3所示。t1时刻DMA写操作开始，地址和数据总线上出现LED屏相应位置的地址和刷新数据；t2时刻nGCS1引脚出现有效低电平，地址和数据总线上的数据被锁存到U2～U4并输出；t3时刻nWE引脚出现有效低电平，U2～U4的输出数据被锁存到屏端第一级列数据锁存器并输出。这样主控制器就完成了一次列数据的刷新。