一种显示原理演示仪制造技术

一种以嵌入式微处理器为控制核心的直观的教学用的显示原理演示仪，该演示仪采用计算机和一嵌入式微处理器结构，计算机与嵌入式微处理器通过串口线相互连接，嵌入式微处理器通过其通用ＩＯ口连接ＬＥＤ显示屏的控制信号线，通过向相应的ＩＯ口输出数据，控制ＬＥＤ显示屏以不同的方式进行显示，通过输入命令来控制画面上每个象素点的显示值，调整整幅画面的显示方式，静止、左移、右移、变频显示、帧频、每帧的屏点亮时间、每幅画面显示的帧数，通过对不同显示方式的组合，可使学生对整个画面显示的原理有个深刻的认识，包括显示图像的组成；人眼的视觉暂留作用；显示器的逐行扫描原理；时间灰度调制原理等，具有观察直观的优点，益于教学应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以嵌入式微处理器为控制核心的直观的教学用的显示原理演示仪，具体地说是进行信息显示原理演示的一种仪器。
技术介绍
显示技术作为人机联系和信息展示的窗口广泛应用于娱乐、通信、工业、军事、交通、教育、航空航天、卫星遥感和医疗等各个方面。目前，学校对于显示原理方面的教学主要采用书本上文字说明和教师的口头讲解形式。学生对显示原理的直观认识，也只是基于已经大量使用的电脑显示屏或家用电视机屏幕。但这些成型产品的分辨率和帧频都已设定。其显示数据不可直观控制，扫描频率不可调，象素点过小，不易观察，不能加深学生对显示原理的理解，相反更增加了它的神秘感，使本来就对它不熟悉的学生望而却步。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以嵌入式微处理器为控制核心的直观的教学用的显示原理演示仪，该演示仪可通过输入命令来控制画面上每个象素点的显示值，并可调整整幅画面的显示方式。可调的显示方式有静止、左移、右移、变频显示、帧频、每帧画面的点亮时间、每幅画面显示的帧数。通过对不同显示方式的组合，可使学生对整个画面显示的原理有个深刻的认识。包括显示图像的组成；人眼的视觉暂留作用；显示器的逐行扫描原理；时间灰度调制原理等。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是该演示仪由上位机和下位机构成，上位机采用通用计算机，用于输入所要显示的数据和控制信号，并将之传递给下位机，下位机为一嵌入式微处理器，用于变换上位机传递过来的显示数据成为易于进行显示处理的序列，并根据上位机传递过来的控制信号，改变相应的显示函数的参数，继而控制所使用的LED显示屏按照指定的方式进行显示；计算机与嵌入式微处理器通过串口线相互连接，传递数据；嵌入式微处理器通过其通用IO口连接所述LED显示屏的控制信号线，通过向相应的IO口输出数据，控制LED显示屏以不同的方式进行显示。计算机通过RS232串口线与嵌入式微处理器连接，嵌入式微处理器通过其8位输入/输出端口(PortD)及其I/O电源地接口VSSIO与LED显示屏的控制线相连；复位电路与嵌入式微处理器连接；嵌入式微处理器通过其内置UART端口与外部串行设备接口，通过MAX232芯片实现嵌入式端TTL电平与计算机端RS232电平的转换；嵌入式微处理器配置有FlashROM和SDRAM；LED显示屏由移位寄存器，锁存器，LED交叉矩阵屏和译码器组成，其共有9根控制线，分别为DR、CLK、STB、OE、A、B、C、D、GND.其中DR为数据输入线，显示数据由DR串行输入到移位寄存器，将其与嵌入式微处理器的PortD6口连接，CLK为移位信号线，用于控制移位寄存器移一位，将其与嵌入式微处理器PortD5口连接，STB为数据锁存信号线，由于控制显示数据由移位寄存器锁存到锁存器，将其与嵌入式微处理器S3C44B0X的PortD4口连接。OE为屏点亮控制信号线，将其与嵌入式微处理器的PortD7口连接，A、B、C、D为扫描行选择控制线，通过译码器译码选通16行中的某一行，将其分别与嵌入式微处理器的PortD0、PortD1、PortD2、PortD3口连接，GND为电源地线，将其与嵌入式微处理器的I/O电源地接口VSSIO连接，嵌入式端程序中通过对嵌入式微处理器的PortD端口控制寄存器PDATD写入不同的数据来控制输入给1ED显示屏控制线DR、CLK、STB、OE、A、B、C、D的高低电平数据，从而使1ED显示屏按照不同的方式显示图像。计算机端软件采用VC++提供的MSComm控件实现串口通信，串口通信帧格式取8位数据位，1位停止位，无奇偶校验位，波特率取115200，一次发送数据为164帧，其中前160帧为要显示的数据，第161帧为显示函数的选择控制信号，第162帧为显示帧频率的选择控制信号，第163帧为每帧点亮时间与总时间比值的选择控制信号，第164帧为每幅画面显示的帧数的选择控制信号。嵌入式微处理器端软件包括一个I/O端口的初始化配置单元，串口的初始化单元，串口中断单元，外层while循环单元，由初始化配置单元把PortD端口配置为输出口，然后进行串口的初始化，设置串口波特率与计算机端相，并使能串口中断，之后程序进入外层的无条件while循环，永远的执行下去，直到系统关机，开始等待中断的到来；外层while循环的内部还有一个有条件的while循环单元，它的执行条件是串口接收完一整组数据，即计算机一次传来的164帧数据，若串口已经接收完了这一组的164帧数据，则进入控制变量单元，执行变量控制，首先根据接收的第162、163、164帧的数据改变一系列控制变量，这些变量在所有的显示函数中分别用来控制帧频率、每帧点亮时间与总时间的比值、每幅画面显示的帧数，然后根据第161帧的数据选择使用哪个显示函数，这些显示函数包括显示静止画面、显示右移画面、显示左移画面、逐行变频扫描演示，其中每个显示函数都是由全局变量backInt控制的循环体，通过改变backInt的值来使程序退出显示函数，若串口接收到数据，则开始执行串口中断函数，先判断是否开始接收到下一组数据，若收到则改变变量backInt，使中断之后程序能够退出原来的显示函数，并改变接收计数arrayNum为0，然后存储接收到的这帧数据，并使接收计数arrayNum加1，然后清除中断挂起位，退出中断。本专利技术的有益效果是1)本专利技术提出的显示原理演示仪采用LED屏作为显示屏，显示象素点较大，易于观察到组成图像的象素点。2)本专利技术提出的显示原理演示仪可通过对计算机端的软件输入命令来控制画面上每个象素点的显示值，进而加深使用者对显示画面组成的理解。3)本专利技术提出的显示原理演示仪可通过输入调节整幅画面的显示方式，包括静止、左移、右移、变频显示、帧频、每帧的屏点亮时间、每幅画面显示的帧数。通过对不同显示方式的组合，可使学生对整个画面显示的原理有个深刻的认识。包括显示图像的组成；人眼的视觉暂留作用；显示器的逐行扫描原理；时间灰度调制原理等。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的仪器连接示意图；图2是本专利技术采用三星公司的S3C44B0X实现的硬件框图；图3是本专利技术中LED屏的内部构造图；图4是本专利技术中嵌入式端软件主程序流程图；图1中1.计算机，2.RS232串口线，3.嵌入式微处理器S3C44B0X，4.LED显示屏5.复位电路；图2中1.计算机，3.嵌入式微处理器S3C44B0X，4.LED显示屏，5.复位电路，6.MAX232芯片，7.SDRAM，8.FlashROM。图3中31.移位寄存器，32.锁存器，33.LED交叉矩阵屏，34.译码器。具体实施例方式硬件部分在图1中，计算机(1)通过RS232串口线(2)与嵌入式微处理器S3C44B0X(3)连接，嵌入式微处理器S3C44B0X(3)通过其8位输入/输出端口(PortD)及其I/O电源地接口VSSIO与LED显示屏(4)的控制线相连。为了增加系统的可靠性，采用复位电路(5)，用于在系统发生死机的时候手动复位嵌入式微处理器S3C44B0X(3)。为缩小设备体积、降低成本及易于观察考虑，LED显示屏(4)采用简易的16×80象素点阵屏。在图2中，嵌入式微处理器S3C44B0X(3)通过其内置UART与外部串行设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示原理演示仪，该演示仪由上位机通用计算机和下位机一嵌入式微处理器构成，其特征在于：计算机通过ＲＳ２３２串口线与嵌入式微处理器连接，嵌入式微处理器通过其８位输入／输出端口ＰｏｒｔＤ及其Ｉ／Ｏ电源地接口ＶＳＳＩＯ与ＬＥＤ显示屏的控制线相连；复位电路与嵌入式微处理器连接；嵌入式微处理器通过其内置ＵＡＲＴ端口与外部串行设备接口，通过芯片实现嵌入式端ＴＴＬ电平与计算机端ＲＳ２３２电平的转换；嵌入式微处理器配置有ＦｌａｓｈＲＯＭ和ＳＤＲＡＭ；ＬＥＤ显示屏由移位寄存器，锁存器，ＬＥＤ交叉矩阵屏和译码器组成，其共有９根控制线，分别为ＤＲ、ＣＬＫ、ＳＴＢ、ＯＥ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、ＧＮＤ，其中ＤＲ为数据输入线，显示数据由ＤＲ串行输入到移位寄存器，将其与嵌入式微处理器的ＰｏｒｔＤ６口连接，ＣＬＫ为移位信号线，用于控制移位寄存器移一位，将其与嵌入式微处理器ＰｏｒｔＤ５口连接，ＳＴＢ为数据锁存信号线，由于控制显示数据由移位寄存器，锁存到锁存器，将其与嵌入式微处理器Ｓ３Ｃ４４ＢＯＸ的ＰｏｒｔＤ４口连接，ＯＥ为屏点亮控制信号线，将其与嵌入式微处理器的ＰｏｒｔＤ７口连接，Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ为扫描行选择控制线，通过译码器译码选通１６行中的某一行，将其分别与嵌入式微处理器的ＰｏｒｔＤ０、ＰｏｒｔＤ１、ＰｏｒｔＤ２、ＰｏｒｔＤ３口连接，ＧＮＤ为电源地线，将其与嵌入式微处理器的Ｉ／Ｏ电源地接口ＶＳＳＩＯ连接，嵌入式端程序中通过对嵌入式微处理器的ＰｏｒｔＤ端口控制寄存器ＰＤＡＴＤ写入不同的数据来控制输入给ｌＥＤ显示屏控制线ＤＲ、ＣＬＫ、ＳＴＢ、ＯＥ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ的高低电平数据，从而使ｌＥＤ显示屏按照不同的方式显示图像。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张明庆，滕枫，梁春军，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]