基于移动数据的LED显示屏设计与仿真

摘 要： 提出了一种基于移动数据的LED显示系统。在MCU的控制下，使用GSM无线模块TC35I接收合法用户通过短消息发送的显示信息，并按要求的方式在LED屏幕上显示出来，解决了传统LED显示屏使用有线传输的不便性问题。系统在Proteus软件中进行了模拟仿真调试，并制作出实物，取得了良好效果。
　LED电子显示屏幕作为一种信息显示设备，主要用于播放广告、新闻、通知、天气预报、时间、股票信息、航班信息、售票信息等，在站牌、交通路口、公交车、售票大厅、营业大厅、等候大厅、证券公司、机场、体育、气象、交通控制等场所得到了越来越多的应用，具有广阔的应用前景。

　　但是，传统的LED显示屏使用有线通信方式传输数据，受到地域和布线的严重限制。如果有大量的LED显示屏同时工作，为LED显示屏传输更新的数据就成为很麻烦的事，并且在没有其他附加控制设备的情况下，LED显示屏的管理部门也无法监控LED显示屏的实际运行情况。

　　基于移动数据的LED显示屏使用目前覆盖范围最广、最稳定的GSM/GPRS/CDMA/小灵通网络，在任何有移动网络覆盖的地方都可实时方便地通过短消息方式更新LED显示屏的内容，有效解决了LED显示屏数据更新麻烦、无法监控的困难，减轻了管理部门的工作负担。随着移动通信技术的发展及LED显示屏幕应用范围的进一步推广，此种基于移动数据的LED显示屏幕具有较大应用价值。

　　1 系统构成及原理

　　此种基于移动数据的LED显示屏幕系统由GSM无线收发模块、MCU(单片机)、LED驱动电路、LED显示屏幕四部分组成。原理框图如图1所示。

　　系统的控制中心为MCU(单片机)，本设计使用ATMEL公司的AT89C51芯片，它通过串口控制GSM无线模块收发移动数据，并控制LED驱动电路及显示屏幕将需要显示的内容用适当的方式显示出来。GSM无线收发模块使用西门子公司的TC35I，配一张市面上常见的普通SIM卡，负责接收合法用户通过移动网络发过来的显示内容，并将LED显示屏的状态数据通过移动网络回传给用户。LED驱动电路及显示屏幕与传统方式基本相同[1，2]，采用具有“16 PIN 08接口”的LED单元板，可拼接成需要的屏幕尺寸。

　　使用时，用户只需将希望在LED屏幕上显示的内容在手机或电脑上按短信格式编辑好，然后像普通短信一样发送给插在TC35I模块中的SIM卡所对应的号码。带SIM卡的TC35I模块接收到发来的短信后，首先检查短信的发送者是否为合法用户。若不是合法用户，TC35I丢弃该短信；若是合法用户，则取出要显示的内容，并按要求的方式控制LED屏幕将信息显示出来。同时，TC35I可将LED屏幕的状态数据以短信格式发送给合法用户。如此，利用移动通信网络实现了显示内容及状态数据的双向实时传输。

　　考虑到简便性，本文以一块32×64点阵的LED单元板显示16×16点阵的汉字为例说明系统原理。至于更大尺寸的LED屏幕，只要将类似的多块LED单元板通过“16 PIN 08接口”依次级联即可。

　　2 硬件实现

　　2.1 TC35I模块与单片机的硬件接口电路

　　本系统中移动数据的收发都依靠TC35I模块进行。TC35I模块集射频电路和基带处理于一体，可工作在GSM 900 MHz和DCS 1 800 MHz两个频段，使用RS232串口与MCU(单片机)连接，其RS232数据接口符合GSM07.05和GSM07.07规范，使用标准的AT命令集。模块通过50 Ω的天线连接器连接天线，还通过40引脚的ZIF连接器实现电源和SIM卡支架的连接，以及指令、数据、语音信号及控制信号的双向传输[3]。

　　图2显示了单片机和TC35I接口的关键部分。

　　需要注意，系统加电后，为使TC35I进入工作状态，必须给IGT引脚加一延时大于100 ms的低脉冲，并且电平下降持续时间不可超过1 ms。启动后，IGT应保持高电平(3.3 V)。驱动IGT时，TC35I供电电压不能低于3.3 V，否则TC35I不能激活。另外，ZIF连接座的SIMPRES引脚用来检测SIM卡是否插好，如果连接正确，则SIMPRES引脚输出高电平，否则为低电平。