基于虚拟仪器技术的LED点阵设计与实现

摘 要本设计通过虚拟仪器技术，构建LED点阵显示系统。上位机使用虚拟仪器技术，控制系统运行与显示数据；下位机由单片机系统构成，包括单片机控制器与驱动模块，具有使用便捷，设置简单，显示效果好的特点。

【关键词】虚拟仪器 LabVIEW 单片机 LED点阵显示 字模

LED点阵显示屏性能稳定，并且亮度高、色彩丰富，适合应用于各种室内外公共场所显示，其控制技术为研究热点与市场重点。当前代表性的是单片机控制法与GPRS控制法，前者优点在于电路简单，硬件成本较低，缺点是显示数据更改困难；后者具有远程控制，数据更换灵活的优点，但存在设计复杂，成本较高的缺点。

本文介绍一种基于虚拟仪器技术的LED点阵显示方法，具有显示效果优秀，控制简单，成本低廉的特点。本设计包含上位机与下位机两个部分，如图1所示。上位机使用虚拟仪器技术，控制系统运行与显示数据；下位机由单片机系统构成，包括单片机控制器与驱动模块。

1 下位机设计

下位机采用AT89S51单片机作控制器，主要由单片机控制电路、LED点阵屏及驱动电路、RS232C通信电路等部分组成。AT89S51通过串行通信与上位机进行数据交换，通过I/O扩展芯片来驱动LED显示器的电路。系统中采用串行移位寄存器扩展并行口，构建点阵显示的行、列驱动。

下位机随时接收上位机传送的数据，并替换数据显示，否则一直保持原有数据显示。图2为下位机系统流程图。

2 上位机设计

2.1 上位机流程

上位机通过虚拟仪器实现字模转换，并控制下位机显示。上位机还能提供优秀的人机交互界面，数据处理与保存的功能，以及不同的显示方式及功能选择。具体功能的设计，流程如图3所示。

2.2 上位机取模设计

在汉字显示取模处理中，首先根据汉字字模库原理进行汉字取模区码定位设计。每个汉字的内部区位码分解成32字节的空间，每页94个汉字，且添加161的偏移数据，防止汉字与ASCII码混淆。此部分程序设计如图4所示。

在定位汉字位置的基础上，调用系统汉字字库文件。以Windows系统宋体汉字库文件HZK16为例，为从文件中读取指定位置、指定数量的数据，具体程序如图5所示。

从字库中取出的数据需根据硬件设计整理成所需字模形式，如本设计中采用16×16的字模，逐行逆序显示。图6中所示“数组”为每一行的显示码，“数组2”为整个字的显示码，多个字则重复这个过程。

3 系统调试

在上位机选择字模模式，输入“2016学年”，下位机流动显示对应信息，两者按RS232C协议通过串行通信连接。具体传输时，下位机串口号为COM4，波特率采用115200bps。上位机测试效果如图7所示。

下位机由于点阵大小限制，采用流动显示的方式，显示“2016学年”字样。如图8所示，下位机流动显示为“学”，能够全部显示完整字段，并且能够显示汉字与ASCII码。在上位机不工作的情况下，下位机能够独立离线显示，具有良好的节能环保优势。

参考文献

[1]田锦明，龚成龙，陈瑞，纪林海.基于LabVIEW的LED自动化测试[J].仪表技术与传感器（研究与开发），2013（10）.

[2]马雪雪，王春阜，吴为敬，彭俊彪.基于LabVIEW的AM-OLED显示屏测试系统[J].液晶与显示，2014（05）.

作者单位

淮安信息职业技术学院 江苏省淮安市 223003