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深圳pcb抄板嵌入式μC/OS2II制作LED显示屏控制器

2012年06月11日11:42

    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,如图1所示。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。
    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实时操作系统实现电路板克隆软件程序主要由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。
    2 控制系统硬件部分设计
    数据处理模块由NiosII软核CPU、1片SDRAM和1片Flash存储器组成。NiosII软核CPU是整个控制器的核心,负责数据的处理;SDRAM作为CPU处理数据时的缓存使用;Flash存储器用于存储点阵信息数据和LED屏显示控制参数。
    扫描控制模块由用户自定义的PWMIP核和显存组成。显存采用1片SRAM实现,用来保存当前显示的一帧点阵信息数据。PWM模块通过Avalon总线和NiosIICPU连接,将从CPU接收到的数据按指定地址写入显存,然后再按一定的寻址方式从显存中读取点阵信息数据进行扫描。
    串口控制器、定时器、存储器控制器、CF卡控制器通过SOPCBuilder软件定制集成IP核自动生成。本控制器的硬件结构如图2所示。
    3 控制系统软件部分设计
    控制系统软件是基于实时操作系统μC/OS2II进行设计的。该操作系统利用高效任务调度算法调度每个任务,而每个窗口的显示由单个任务完成。主函数创建了2个任务:一个用于读取CF卡数据;另一个用于接收来自不同显示模块的场景数据和播放显示文件。
    3.1 数据结构
    数据在存储器中的存储形式直接影响数据的存取速度和控制的复杂度。本系统对显存中的数据和缓存中的数据均重新组织,降低了数据处理和扫描控制的复杂度。
    3.1.1 显存数据的组织
    LED显示屏的每个像素点都包括红、绿、蓝3种基色,每种颜色的灰度级均为256级(即由8位数据对像素点灰度级进行编码),故每个像素点需要占用3字节的存储空间。显示时,每个像素的红管、绿管、蓝管是同时点亮的,也就是说,3种颜色的数据是并行上屏的。
    可将红、绿、蓝3种颜色对应的数据分开存储,以方便操作。数据存储方式如图3所示。同一种颜色的数据集中存放在某个区域中,区域的首地址作为该颜色的基址。在进行数据存放时,每个像素点只需给出相对变化地址(变址),pcb抄板加上不同颜色的

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