以太网LED图文显示系统的设计 第12页
传统的基于8位八6位单片机的ELD显示系统相比，在不显著增加系统成本的情况下，
可支持更大可视区域的稳定显示，同时可存储更多的显示内容。
4.8.4LEO显示屏行驱动
行驱动用到的芯片主要有同步4位二进制计数器DM74LS161A、4线—16线译码器DM74LS154和P沟道增强型MOS管CEM4953。DM74LS161A是一个可编程的计数器，也
就是说它的输出值可以被设定为任意的电平值，本设计中DM74LS161A的数据输入管脚
A、B、C、D都接到了电源上，通过在LOAD管脚加上一个低电平信号，当CLOCK管脚
上有一个时钟脉冲时，A、B、C、D的设定值将会相应的出现在输出管脚QA、QB、QC、
QD并以此为基数开始计数，这样计数器就会通过QA、QB、QC、QD在输出管脚输出16
种组合。
DM74LS154的管脚接到了低电平，使得当DM74LS154的输入端A、B、C、D输入
信号时，在其输出端相应的输出16种互斥状态之一，也就是16个输出管脚只有一个管脚
输出低电平，剩余的巧个管脚都输出高电平，从而控制显示屏的某一行点亮。
DM74LS161A的输出接到DM74LS154相应的输入管脚，DM74LS16lA从0计数到15，
DM74LS154就会输出16种不同的状态。图4.14CME4953的输出特性
Fig.4.14OuPtutCharaeteristiesofCEM4953
行驱动的主要芯片采用了CEM4953，它是LED显示屏设计中的专用芯片，其驱动性
能较其它芯片更优，且能够提供的驱动电流范围很大，通常能够提供0~SA左右的电流，
且输出电流的稳定性较好。它内部集成了两个P沟道的MOS管，每一个管子都有两个输
出，本设计将这两个输出并到一起作为一路输出，接到LED点阵模块的某一行上，提供
行控制信号。其输出性能如图4.14所示。
基于以太网的LED图文显示系统的设计
处理器给出四位行计数信号(或者经过16进制计数器给出)，经过译码器之后产生16
路行选通信号，加到LED模块的各行上，从而实现行扫描输出。由于一个显示单元是犯
行，所以将上面16行和下面16行的对应行连接到一块，一次行信号的输出同时控制上下
两行。行驱动的电路图如图4.15所示。图4.15LED显示屏的行驱动电路图
Fig.4.15Cireuitdiagr田刀ofhteELDsereen，sorwdrive
4.8.5LED显示屏列驱动
显示屏的列驱动采用的芯片主要有串入并出移位寄存器SN扭LS595N和达林顿管
阵列芯片ULN2803AG。因为一般的ELD的工作电流在巧一2011】A，而SN74HC594的
输出最大电流只有20IllA，为了更好的保护LED显示屏，所以在SN74HC594后边又加
上了ULN2803AG，以增加列电流的最大值。
SN74LS595N是一个的8位的串行输入并行输出的移位寄存器，输出端带有8个锁存
器和8个三态输出门，管脚RCLK接收到高电平后将移位寄存器中的内容锁存到后端的锁
存器中，而移位寄存器仍可以在端口SRCLK的时钟控制下，继续进行移位操作，锁存器
中的内容保持不变。本电路中输出使能端口OE接到了低电平上，使输出使能，从而锁
存器中的内容可以马上就被输出。通过把上一个SN74Ls595N的移位输出管脚QH’接到
下一个SN74LS595N的移位输入管脚SER，可以将SN74LS595N扩展为更长的移位寄存
器。管脚sRCLR获得一个低电平信号后，可以将移位寄存器中的内容直接清零。
UNL2803AG高电压、高电流的达林顿阵列集成芯片，内部集成了8对高压NFPN达林
顿管，它们可以承受500mA的大电流，并且为开关型的电感负载提供了一个钳位二极管。
大连理工大学硕士学位论文
ULN2803AG其实是一个反相的驱动器，它的输出端的逻辑状态与输入端的逻辑状态相
反，可以将小功率微弱信号经过功率放大及驱动后变换为所需要的功率。
列驱动的整体工作过程是这样的:从处理器的SPI口送过来的显示数据，经由第一
个SN74LS595N的管脚SER串行输入到每一个级联的SN74LS595N中，等到一行显示
数据输送完毕后，处理器送出一个锁存信号将移位寄存器中的显示内容直接一起打入到
寄存器后边的锁存器中，结合上文讲的行信号，就可以控制当前行将显示信息显示出来。
送完上一行显示信息后，再送下一行，同时在行信号的配合下，通过扫描方式控制整个
LED显示屏的显示。列驱动的电路如图4.16所示。图4.16LED显示屏的列驱动电路图
Fig.4.16CcriuitdiagrmaofhteLEDserene，seolu刀比ndrive
4.9以太网接口电路
4.9.1TRL801gAS接口芯片工作原理
由台湾Reatlke公司生产的RTL8019AS，是8/16位SIA总线的网卡，集成了MAC
和物理层的功能，它能够与NE2000软件兼容。它的功能逻辑包括接收逻辑、CRC产生
校验逻辑、发送逻辑、地址识别逻辑、F正O和F正O控制逻辑、协议PCA、DMA和缓
冲控制逻辑。
(1)主要性能:
基于以太网的LED图文显示系统的设计
①符合Eht二etn与正EE802.3，10BASES，10BASEZ，1B0ASET标准;②全双工，
收发可同时达到10Mbps的速率，具有睡眠模式，可有效降低功耗;③内置16妞的SRAM，
用于收发缓冲，降低对主处理器的速度要求;④支持8/16位数据总线，8个中断申请线以
及16个FO基地址选择;⑤可自动检测UTP，AUI，BNC，还支持对IOBASET拓扑结构的
自动极性修正;⑥TRL8019AS与主机有3种接口模式，即跳线模式、PPn模式、TR模式;
⑦允许4个诊断LDE引脚可编程输出;⑧采用100脚的PQFp封装，缩小了PcB尺寸[3z]。
(2)RTL8019AS内部寄存器和内部RAM的地址划分:
表4.1RTL8019AS的内部寄存器表[331
18一IFResetPort
RTL8019AS的内部寄存器都是8位的，通过芯片管脚SAO一SA4可寻址犯个寄存器，
地址为ooH一IFH，这些地址被映像到四个页:PAGEO，PAGEI，PAGEZ，PAGE3，由命
令寄存器CR中的PSO和PSI位进行选择。前三页与NE2000的寄存器兼容，第四页是针对
RTL8019AS特别定义的，对于其他兼容NEZ000的芯片无效。10-H17H是远程DMA地址，
都可以用来做远程DMA端口，只要用其中的一个就可以了，用于复位的地址包括
18H一IFH，8个地址中的每一个都可用于RTLSO19AS复位。寄存器表如表4.1所示。
RTLSO19AS的内部RAM的大小是16K，地址从x0400o一x07月?af它是按页结构存储的，
每256字节作为一页，因此16位的RAM的地址的高8位又叫页码，从页0x40到页xo7，f一
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