LED电子显示屏的数据存储和处理

　　引言

　　采用发光二极管(LED)点阵模块构成的电子显示屏已经越来越广泛地应用于生产、生活、公共场所等各个方面。其规模和复杂程度各有所异，投入成本也差别很大。按照微处理器工作原理，可将电子显示屏分为两大类：同步型和异步型。前者的微处理器就是一台电脑，显示屏在电脑支持下工作。其优点是规模大、显示花样多，可用于彩色显示。很显然，其缺点是成本高、体积大，须专业人员操作。异步型电子显示屏的微处理器一般采用单片机(MCU)，显示内容由电脑通过通信方式发送到单片机系统的数据存储器，显示控制完全由单片机完成。异步型电子显示屏具有结构简单、维护方便、显示刷新简单、无需专业人员操作、成本低等优点，但对于大规模、彩色、显示花样复杂的动态显示它却无能为力。

　　用于小型公示场所(例如公交车的到站提示等)的电子显示屏是规模最小的一种，自然采用异步型系统比较合适。设计这类电子显示屏的原则是，在满足显示要求的前提下，尽量节省投入，缩短开发周期，以降低成本。为此，选择通用型51系列单片机为核心是明智的选择。

　　1 原理概述

　　本电子显示屏的整体硬件结构如图1所示。本系统采用的是共阴极(AS)的LED点阵模块，行、列驱动方法上与一般资料所述不同。由于篇幅限制，本文不作详细论述。

　　由图1可以看出，本系统的片外数据存储器(RAM)与MCU通过地址锁存器交换数据。小规模电子显示屏的显示内容一般在几十个到几百个汉字，按一个汉字字模占用32字节计算，故32 KB的数据存储器可存储900个汉字。实际上，由于汉字在动态显示时(例如左移、上移等)，需要进行数据处理，故需在片外数据存储器预留3 KB左右的空间作为数据处理缓冲空间。这是对片外数据存储器的容量要求。

　　有时候数据处理量是很大的。例如，一屏32个汉字左移，一次需处理32×32=1024个字节，处理过程有读也有写，因此对片外数据存储器的读/写速度有严格要求。否则，会因为数据处理消耗大量时间而造成闪烁。这是对片外数据存储器读/写速度的要求。

　　电子显示屏一次显示的内容通常希望重复显示几天、几个星期甚至几个月才得以更新。为此，片外RAM中汉字字模数据至少要能保存一个更新周期，不能因停电、下班而丢失。因此对片外数据存储器有掉电不丢失数据(即“不挥发”)的要求。

　　2 存储器选择

　　2.1 数据存储器性能比较

　　开发试验过程中，关注过如表1所列的各种可能用于单片机扩展的片外数据存储器芯片。