LED大屏幕输出电路的优化设计

图4 　加、减法模式下的数据组织与显示

4 本方式使用时的注意事项

本方式使用时要注意计数器及RAM 芯片的读写速度必须与SPSCK 相匹配。SPI 方式的速率比较高，电路各器件读取速度越高，数据出错的几率就会越小。

此外还有其他一些原因也会引起读数据时的错误。如软件编写不当导致数据地址超出RAM空间，电路设计未重视计数器高速工作时发热对周边器件与布线带来的影响等。

使用SPSCK 信号读取外部储存器时，同样会产生SPI 主、从模式下的溢出错误，即连续传输多个数据时， 后一个数据覆盖了前一个数据而产生的错误。这种错误产生的原因是从器件的传输标志SPIF从相对于主器件的传输标志SPIF主有一定的滞后，在主器件连续发送数据时，会导致从器件的传输标志和主器件下一个数据的传输标志相重叠，而利用SPSCK 触发计数器使地址递加读取数据，第一个收到的数据也会被覆盖。

这种传输错误可以用软、硬件的方法进行改进。在本文的设计中，后期在软件编写上采用了如下解决方法：先启动SPI 模式，再进入计数器读并行RAM ,浪费一个时序。或是在RAM 中存入数据时，全部存到它后一位的地址单元上，再用SPI 方式产生的脉冲去读RAM ,就可得到正确的数据。

理论上本文方式可使显示数据的输出速度高至fOSC的1/ 4 ,但实际运用时却受到了RAM、锁存器等输出电路器件的参数限制。SPSCK 的速率设定要根据所选择RAM 的参数确定，即要满足RAM 最小的地址有效时间与数据有效时间的要求。

图5 　主、从SPIF 时序下的数据溢出错误

5 结 语

在LED大屏幕的显示过程中，读取数据频繁，且随着显示面积的增加与色彩变化的丰富，对数据输出速度的要求越来越高。普通方式读取一个字节的RAM 数据，至少需要两个机器周期，即24 T (时钟周期)。而使用SPI 方式，数据的输出速度由SPSCK(最高可设置为f OSC的1/ 4) 决定，而普通方式读RAM 的速度只有1/ 24 f OSC ,即在SPI 模式下，此LED大屏幕电路的数据输出速度最大可提高6 倍。通过此方法对输出电路进行改造，可极大地使原有控制系统满足数据高速输出的要求。本文给出的例子虽是基于LED大屏幕应用的，但在LCD 或是其他对数据有高速输出要求的系统中，同样具有借鉴运用意义。