微机控制LED点阵显示屏设计 第9页
CPU硬件资源，故也不十分可取。
.令牌传递方案
IDT7005有8个独立于双端口RAM的锁存器逻辑，即8个令牌，提供了
对令牌方案的硬件支持。工DT7005可最多分成8个区间段，每个区间段用一
个令牌来控制。因为令牌数目较多，还可以用来控制其它的共享硬件资源。
令牌控制原理见图3一12所示。
使用双端口RAM或其它共享资源应按这样的步骤进行:申请令牌，然
后判断申请是否成功;若成功，可使用该令牌控制的双端口RAM区间段;若
不成功，可继续申请或转向其它应用;使用这个区段后，释放令牌。下面详
述本系统是如何实现这个过程的。
(1)申请令牌
申请令牌的端口先把本端口的/SEM清0(SEM是令牌的选择信号，可连到
89C51单片机P1口的一位上，如Pl.0)。由地址线A0一A2来区分8个令牌的
位置。通过数据线D0向未用的令牌位置写0，即完成了令牌的申请。其它
的地址、数据线可任意为O或l，但不应使地址落入己使用的其它片外RAM
或接口空间内。/0E、R/W用法与标准双端口RAM一致。程序段如下:
CL尺P1.0;清0/SEM
MOVDPTR，#800OH;800OH应为一未用单元，为令牌O的地址
MOVA，#OOH
MOVX@DPTR，A;向令牌O写0申请令牌O
(2)判断令牌申请是否成功
通过读本端口令牌标识，由读入值来判断是否申请成功。读令牌标识
时，值扩展到所有数据线上，标识是0，读出地址全0，表示申请成功;否
则，读出全1，表示令牌申请失败。程序段如下:
CLR一
’
Pl.O;清0/SEMFAIL:……
MOVDPTR，#8000H:SUCCESS:……
MOVXA，@DPTR
CJNEA，#OOH，FAIL;申请令牌失败，转FAIL标号程序段
LJMPSUCCESS;申请令牌成功，转SUCCESS标号程序段
第三章主控电路
由图3一n可以看出，左右端CPU都未申请令牌时，处于初始状态
/QL二QR=O，A=B=C=O二1。这时左端口CPU向令牌写出O时，/QL=1，使C二B=O，
D=A=1，接着左端口读出令牌状态为0，申请成功。这时若右端口CPU再去
申请该令牌，使/QR=1，申请被挂起，且A、B、C、D状态不变，右端口读出
的令牌状态仍为1，右端口申请不成功。
(3)释放令牌
左端口CPU使用完双端口RAM后，通过向令牌标识写1释放令牌。程
序段如下:
CLRPl.O;清0/SEM
MOvDPTR，#8000H;8000H应为一未用单元，为令牌O的地址
MOVA，#OOH
MOvx@DPTR，A;向令牌0写l释放令牌0
如图3一n所示，左端口CPU向令牌标识写l后，/QL=0，C=1，释放令
牌。若右端口的令牌请求触发器有请求挂起，即/QR=l，左端口C即释放令
牌后，使C二B=1，D二A=0，右端口CPU马上获得令牌。因此，必须注意右端
口C尸U申请令牌失败后，要不断的读令牌标识，左端口CPU一释放令牌，右
端口就可获得令牌，进行双端口RAM操作。若右端口CPU申请令牌失败后转
去处理其它事务，则必须先释放令牌。否则左端口释放令牌后，右端口获得
令牌，但右端口己转到其它事务处理，即不撤销申请也不操作双端口RAM，
使左端口无法再次获得令牌，令牌系统被挂起。
令牌状态不能自动初始化，要在上电时通过程序初始化，即左右端口CPU
都向令牌请求触发器置l。这样初始化后，左、右端口CPU都可获取令牌。
令牌传递有一临界条件，即左、右端口同时向同一个令牌请求触发器
写O而申请同一令牌。令牌逻辑在器件上保证了同时申请同一个令牌时，固
定向一个端口分配令牌。
同其它方案相比，令牌传递方案不仅CPU不必插入等待周期而且还以
较高的效率解决了两个CPU的争用问题。故在实际应用中本设计采用了此种
方案。
第四章显示单元
第四章显示单元
显示单元是系统中负责将用户所示的内容显示出来的部件，所以它是系
统与用户交互最直接的部分。因此显示单元性能的优劣在很大程度上决定着
整个系统的好坏。
由于在不同的场合需要不同尺寸大小的点阵显示屏，这就要求在系统设
计上采用模块化设计。本系统是以24*24点阵为一个单元，根据实际需要拼
装成所需尺寸的显示屏。
点阵显示单元的电路原理结构图如图4一1所示。RS一485通信总全
图4一l显示单元电路原理结构图
第四章显小单儿
夸4.1显示单元电路
每一个显示单元都有一个89C51作为其微处理器，一片6264(SK*8bit)
的RAM作为其显示缓冲区。显示单元采用74HC373实现数据和地址总线的分
离，74HC138作为地址译码器，用X25045来监控微处理器的复位、死机及
存储少量的非易失性信息。以RS一485总线标准作为显示单元与主控电路的
通信标准。显示单元采用74HC273作为点阵的行驱动器，MC1413作为列驱
动器，用4051作为行到列的译码器。
显示单元中采用的X25045是美国Xicor公司生产的可编程看门狗
畔PROM。X25045把三个在微控制器为基础的系统中常用的外部功能元件集成
为单一的低成本、低功耗器件。X25045把精密的RESET(复位)控制器，可
编程的、灵活的看门狗和4K位的EZPROM存储器组合成单一的8引脚封装的
器件。它与微控制器的接口是常用于大多数先进微控制器的SP工(串行外设
接口)。
复位(RESET)控制器监视系统中Vcc电平且在上电、掉电期间与电压
降低的情况下产生一个复位(RESET)脉冲。如果在设置的超时周期内看门
狗定时器未被复位，那么它将产生一个RESET(复位)脉冲。EZPROM按512
字节组织，且具有先进的数据保护，例如软件数据保护(SoftwareData
Proteetion)和块锁定写保护(BloekLoekWriteProteetion)的特点。
显示单元主要工作原理:
当微处理器的串行中断接收到显示命令后，置相应的标志。主程序查询
标志后进行必要的初始化。显示单元的刷新功能由单片机的定时中断来完
成，其流程图如图4一2所示。
当定时中断产生后，首先判断当前有无显示内容，若有则计算当前显示
指针的位置，然后读取显示数据，按照约定好的行列规范送出数据进行扫描
显示。由于电路采用动态扫描技术，因此扫描频率必须大于50赫兹，否则
在观看时就会有明显的闪烁感，特别是在字幕滚动时，对扫描刷新的时间要
求就更为严格。
由于显示屏由许多显示单元组成，且采用分布式扫描方式，这样各显示
第四章显示单元
单元都是相互独立的，即使某一个显示单元在某一时刻受到千扰，造成这个
单元显示有误，但对整个屏幕的影响并不很大，使得显示屏在整体上仍然可
定时中断入口
计计算显示指针针
送送行列值值值显示黑屏屏
图4一2显示单元定时中断流程
看;在下一时刻，随着扫描电路的刷新，系统又会全面恢复正常。所以，这
种分布式扫描的模块化设计极大的提高了系统的稳定性。
在显示单元的电路中，其行列选通信号的译码电路如图4一3所示。
在电路中，单片机的高两位地址线A13、A14经74HC138进行二一4译
码，译码后的信号用来选通行驱动器(74HC273)。为了节省单片机的口线及
简化电路，电路中再次使用74HC138的译码信号，将信号送至4051的A、B、
C切换端，这样经二次译码后的信号就可直接送至MCI413(列驱动器)，从
而达到行列选通信号的同步。
上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] ... 下一页 >>