基于PSoC的精简尺寸型LED点阵系统设计方案
1.2.5 PSoC 与PC 机之间的通信
PSoC与PC机之间的通信如图3 所示，采用Si4432无线收发模块通信，在这里采用的是Si4432 芯片是Silicon Labs 公司推出的一款高集成度、低功耗、多频段的EzRadioPRo 系列无线收发芯片。其工作电压为1.9~3.6 V,可工作在315/433/868/915 MHz 四个频段;内部集成分集式天线、功率放大器、唤醒定时器、数字调制解调器、64 字节的发送和接收数据FIFO,以及可配置的GPIO 等。Si4432 在使用时所需的外部元件很少，仅需30MHz 的晶振、几个电容和电感就可组成一个高可靠性的收发系统，设计简单，且成本低。
Si4432 的接收灵敏度达到-117 dB,可提供极佳的链路质量，在扩大传输范围的同时将功耗降至最低;最小滤波带宽达8 kHz,具有极好的频道选择性;在240~960 MHz 频段内，不加功率放大器时的最大输出功率就可达+20dBm,设计良好时收发距离最远可达2km.
Si4432 可适用于无线数据通信、无线RS485/RS232 数据通信等诸多领域。
图3 基于PSoC 的多功能精简尺寸型LED 点阵系统和PC 机通信的硬件框图
该系统组成了一个星型网络，PC 与多个LED 显示屏间的通信属于多机通信。采用主从式结构：主机是PC 机通过查找相应的地址控制不同的从机，作为从机的PSoC 控制无线收发模块不主动发送命令或数据，由主机控制并且在一个多机系统中，只有一台主机即PC 机，各台从机之间不相互通信，即使要信息交换也必须经过主机转发。最后经过无线收发模块以数据包的形式，发送到LED 显示屏。本系统定义的数据包格式如下表2 所示：其中，前导码是0XFFAA55.
数据包在传输过程中会在每个包的前面加上可设置好长度的前导码;接收端为了识别帧的到来，需要前导码进行帧同步，从而确定收发系统之间何时发送和接收数据。同步字在前导码之后，要用设定好的同步字作为同步模式的标志码。本系统设定的同步字为2 个字节，同步字内容为0x2DD4,接收端在检测到同步字后才开始接收数据。数据载荷长度为1 字节，有效数据载荷是用户所发送的数据。CRC 校验和由内置CRC 校检。Si4432 内部集成有调制/解调、编码/解码等功能，从而前导码、同步字、数据载荷长度和CRC校验和都通过硬件自动加上去的，用户只需设定数据包的组成结构和部分结构的具体内容如前导码和同步字就可以。
表2 数据包格式
1.3 系统软件设计
利用中断分时处理的原理构成系统主程序和中断服务程序。其中主程序如图4,该主程序不断的判断相应的flag 是否为1 只要flag 等于1 就通过中断进入相应的子程序。中断子程序(Timer8 Interrupt)， 作时间间断、计数器标志单元为70H、每当?t=100ms 到了就是相应的flag 置1.
1.4 主机应用程序
应用程序如图5 所示是利用Delphi 开发编制。
Delphi 是Windows 平台下简单、易学、强大、简便易用和代码执行速度快、高效的可视化开发环境(IDE)，其具有所见即所得的可视化界面设计风格和面向对象的程序设计等特点，已广泛应用于各个领域。
Delphi 提供了良好的界面设计能力，在PC 串口通信方面也有很强的功能。
图5 上位机软件界面之一
1.4.1 取模
显示汉字必然要用到汉字的点阵字形信息， 也叫做汉字的字模。即汉字字形的数字化。根据汉字的显示清晰度，本应用软件多种字模供用户选择。以16×6点阵字模来举例，每一个字由16 行16 列的点阵组成显示。即国标汉字库中的每一个字均由256 点阵来表示。
我们可以把每一个点理解为一个像素，而把每一个字的字形理解为一幅图像。事实上这个显示屏不仅可显示汉字， 也可显示在256 像素范围内的任何图形。通过建立位图的方法来取模可方便显示各种特殊字符。
取模方式可分成横向，纵向取模，供用户选择。
1.4.2 Delphi 环境下串口通信实现方法
本系统选用了MSComm 控件，它通过串行端口传送和接收数据为应用程序提供基本的串口通信功能，使得程序员不必花费大量的时间去了解较为复杂的API 函数。本系统：采用的是发送二进制数，需要使用Variant变量矩阵，矩阵大小自动调节mscomm1.Settings :='9600,N,8,1';//参数设置，返回波特率、奇偶校验、数据位、停止位mscomm1.SThreshold:= 0;//一次发送所有数据mscomm1.PortOpen:=true; // 打开端口mscomm1.RThreshold := 16;//设置接收多少字节并产生OnComm 事件，捕获并处理通信中发生的事件或错误。
2 结论
采用PSoC 芯片设计的多功能精简尺寸型LED 点阵系统的功能强大，硬件设计简单，软件编程只需要调用API 函数而且系统可配置可以灵活多变无需外加芯片从而大大提高了性价比。
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