led點陣塊具有亮度高、發光均勻、可靠性好、拼裝方便等優點，能構成各種尺寸的顯示屏。目前，led顯示屏已被廣泛應用于文字顯示并取得了很好的效果，但是大部分僅能顯示滾動的文字信息而不能顯示圖像，并且還存在系統復雜等缺點。本文提出了一種主從式單片機的LED顯示屏解決方案，該設計方案利用AVR單片機自身的FLASHROM和RAM，外部無需任何存儲電路，電路結構簡單。該系統實現了圖像的16階灰度顯示，可廣泛用于商場、車站等公共場合。
1 AVR單片機簡介
AVR單片機是增強型內置FLASH的RISC(ReducedInstructionSetCPU)精簡指令集高速8位單片機，硬件采用哈佛(Harward)結構，達到一個時鐘周期可以執行一條指令，絕大部分指令都為單周期指令。支持在系統編程ISP，其中MEGA系列還支持在應用編程IAP。內置的FLASH程序存儲器可擦寫1000次以上，給用戶的開發生產和維護帶來方便。可擦寫10萬次的E2PROM，為掉電后數據的保存帶來方便。AVR單片機有豐富的片內資源，如RTC，WATCHDOG，AD轉換器，PWM，USART，SPI，TWI接口等，I/O口功能強、驅動能力強。
2 系統整體設計方案
LED顯示系統主要由3部分構成：PC上位機圖像文字轉換與數據發送單元、主控單元以及顯示子模塊。
主控單元與顯示子模塊的數據通信采用標準的異步串口格式，每幀數據包括1個起始位，8個數據位，1個地址/數據標示位，1個停止位共11位。數據傳輸碼率為625kb/s，字節傳輸速率為56.8kB/s。每個子模塊由256個LED構成，實現16階灰度每個LED需要4b空間，因此每個顯示子模塊全屏數據量為128B，外加1B的尋址字節共129B。主控單元更新顯示子模塊的顯示內容時，對所有子模塊按地址逐個發送顯示數據，更新完所有子模塊數據后，再發送一個特殊的地址字0xFF作為控制字，使所有子模塊同時更新顯示數據，這樣可以避免當屏幕較大，顯示子模塊數量較多時各子模塊畫面更新不同步的問題。對本設計中完成的6×4個顯示子模塊而言，由于通訊速率限制，畫面更新速度最高可達56800/(129×24+1)=18.34幀/s，由于主控單元還要完成全屏數據的分割和顯示內容的移動控制，所以其實際幀數低于上述值，不過用于普通的圖片顯示已經可以達到要求。
