基于ARM的全彩LED显示屏控制设计

　　摘要：进入信息化社会以来，大屏幕显示的数字化多媒体应用已经很广泛，LED显示特别是全彩LED不仅具备了成本低的特点，还具有更好的显示效果，本文设计的ARM控制器应用技术成熟，硬件价格低廉，在全彩LED显示中将是一个很好的选择，文中分析了S3C2410全彩LED显示屏控制系统，这对于LED显示的进一步广泛应用具有一定的实践作用。

　　关键词：全彩LED,网络数据传输,S3C2410

　　1 引言

　　进入信息化社会以来，大屏幕显示的数字化多媒体已经在生活中司空见惯了。尽管如此当前数字化多媒体也存在着很多缺点：影像投影清晰度和亮度小;石英管或阴极管电视的成本高;电视墙视觉感差;彩色液晶显示成本高、电路复杂等。在这一背景下，LED显示特别是全彩LED不仅具备了成本低的特点，还具有效果更好的显示，然而LED显示控制系统一直以来都是其应用发展的一个难点，当前ARM控制器应用技术成熟，硬件价格低廉，将其应用到全彩LED屏控制系统中将是一个很好的选择，本文将以S3C2410型ARM控制全彩LED显示屏，这对于LED显示的进一步广泛应用具有一定的实践作用。

　　2系统设计

　　本文设计的LED全彩显示屏将由电源系统、软件系统、控制驱动系统、LED显示点阵等构成。系统中主要部分的功能实现为：PC机主要实现文件、图形的传输，实现PC机到LED显示屏控制器的内容传输，ARM控制系统是由ARM和FPGA共同完成最终的LED显示驱动。

　　随着LED显示的不断应用，应用ARM微处理器依据脉冲调制可实现红、绿、蓝等发光灰度的控制，这样就达到了LED全彩的控制效果。应用三色的LED为一个基本单元，且相邻发光单元的中心距要满足A≥2atan(s/2)，A是基本单元的最小中心距，a是光源部位与观察点的垂直距离，s是人的最小分辨角。这样独立控制每个单元的三色灰度级别就可以实现各自亮度。本文设计的LED控制系统可实现软件设置每个单元的颜色值，LED驱动电路是由3个输出引脚连接于LED的三色控制端，并采用DM13C恒流控制芯片，保证LED灯有稳定的供电电流，有利于延长LED的使用寿命。

　　3 数据交换

　　PC机上采用专用的视频采集卡，与ARM控制器之间采用100Mbps以太网通讯。100Mbps以太网又称为快速以太网，100M以太网的传输速率是10M以太网的10倍，同样的帧长度在100M以太网中的发送时间只有10M以太网的1/10，所以可以满足全彩屏视频、图像等大容量数据的传输，保证LED屏显示的流畅性。可采用5类非屏蔽双绞线或屏蔽双绞线作为传输介质，充分利用现有的设备资源。

　　4软件模块

　　4.1 PC软件模块

　　PC机软件模块部分是在Windows下实现多彩颜色、显示效果、编辑、信息下载等模块。其中多彩颜色模块用来实现滚动效果、单或多屏信息传输;显示效果模块实现文件传输前的预览以及效果处理等;编辑模块则是实现传输前的系统处理，可以实现视频、图片、文字、FLASH等多媒体文件的编辑。信息下载模块通过100M网络与ARM控制器进行数据通讯。

　　4.2 处理器应用

　　ARM控制器系统运行 uC-Linux 操作系统，应用S3C2410内的软件模块部分完成多彩显示、JPEG解码、数据显示、灰度显示，同时应实现系统中的进程处理、内存分配以及驱动等功能。S3C2410型ARM处理器由Samsung公司生产，采用ARM920T内核，最高主频为266MHz，具有独立的16KB数据Cache和16KB指令Cache，MMU虚拟内存管理单元，再配合FPGA(Field-Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚，充分利用FPGA高速处理数据的优势，能够满足数据的高速传输，保证LED屏的最终显示效果。控制器可以满足静态及多种动态扫描屏体的驱动方式，满足市场现有大部分芯片的时序要求，实现对各种LED屏的驱动。

　　基于以上分析应用的ARM软硬件设计，已经在实际应用系统当中得到广泛应用，采用S3C2410的ARM全彩LED显示屏控制系统运行稳定、色彩显示完全且系统运行较快，验证了设计的预期效果。

　　5 小结

　　本文设计的基于S3C2410 的ARM全彩LED显示屏控制系统，给出了系统结构和软件功能实现模块等，应用100M网络实现的传输实际应用中效果较好，通过实际成功应用可知，这款以ARM为核心的全彩LED显示屏控制器推广前景值得期待。

　　参考文献

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　　[4] 张玉杰,马立云,张贺艳.基于ARM和FPGA的LED显示屏控制系统的设计[J]. 计算机测量与控制. 2009(12)

《基于ARM的全彩LED显示屏控制设计》

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文章名称： 基于ARM的全彩LED显示屏控制设计

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