從上文可以得到這樣的啟示：在LED控制電路的設(shè)計中，可借助于SPI 模式讀取數(shù)據(jù)，即增加一塊SPI 模式的FLASH 存儲器，一方面可以保存重要文檔，另一方面可以利用SPSCK 產(chǎn)生的信號，通過計數(shù)器電路實(shí)現(xiàn)對存儲器高速讀數(shù)據(jù)，并且復(fù)用此信號產(chǎn)生屏幕顯示的控制信號。在給定了輸出數(shù)據(jù)的首地址并啟動SPI 后，此方式使數(shù)據(jù)的讀出到屏幕顯示這一過程自動進(jìn)行，同一信號源的全硬件方式大大減少了以往分別產(chǎn)生各控制信號方式時的銜接延時。圖3 為SPI 在LED大屏幕控制電路中的運(yùn)用示例。
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圖3 SPI 模式下的L ED 大屏幕控制電路圖
級聯(lián)計數(shù)器的個數(shù)根據(jù)RAM 的容量大小，即地址線的數(shù)目來確定。微處理器通過驅(qū)動器連接SPI 串行存儲器， 驅(qū)動器可以選擇7407 或7417 的型號。RM_MODE 用來區(qū)別不同的讀寫操作方式。當(dāng)RM_MODE = 1 時，是普通讀寫外部存儲器的方式，當(dāng)RM_MODE = 0 時，就可以讓主機(jī)作為主器件，串行FLASH 存儲器作為從器件，兩者以SPI 方式進(jìn)行通信，利用此時產(chǎn)生的SPSCK信號對存儲器進(jìn)行高速讀數(shù)據(jù)操作。同時SPSCK信號經(jīng)過變換與延時處理，可以供給LED做SCK 移位信號用。在計數(shù)脈沖的輸入端，可以使用跳線做加、減方式的選擇處理。當(dāng)脈沖接于計數(shù)器UP 端時， 為加計數(shù)方式， 接于DOWN 時，為減計數(shù)方式。圖3 也可擴(kuò)展并接多組計數(shù)器，多組RAM.
減計數(shù)器方式的運(yùn)用大大增強(qiáng)了數(shù)據(jù)輸出的靈活性。在LED大屏幕顯示中，加、減計數(shù)器配合使用，可以使相同一塊控制卡輸出數(shù)據(jù)的顯示長度提高一倍。當(dāng)使用減計數(shù)器方式時，為了與使用加方式時LED大屏幕上顯示的圖文一致，必須對與減計數(shù)器連接的RAM 的數(shù)據(jù)進(jìn)行上、下半屏交換處理，并且在輸出時要在程序中改變數(shù)據(jù)的起始點(diǎn)，給出的行控制信號(RCK) 也應(yīng)做倒序處理(見圖4)。
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圖4 加、減法模式下的數(shù)據(jù)組織與顯示
4 本方式使用時的注意事項(xiàng)
本方式使用時要注意計數(shù)器及RAM 芯片的讀寫速度必須與SPSCK 相匹配。SPI 方式的速率比較高，電路各器件讀取速度越高，數(shù)據(jù)出錯的幾率就會越小。
此外還有其他一些原因也會引起讀數(shù)據(jù)時的錯誤。如軟件編寫不當(dāng)導(dǎo)致數(shù)據(jù)地址超出RAM空間，電路設(shè)計未重視計數(shù)器高速工作時發(fā)熱對周邊器件與布線帶來的影響等。
使用SPSCK 信號讀取外部儲存器時，同樣會產(chǎn)生SPI 主、從模式下的溢出錯誤，即連續(xù)傳輸多個數(shù)據(jù)時， 后一個數(shù)據(jù)覆蓋了前一個數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的錯誤。這種錯誤產(chǎn)生的原因是從器件的傳輸標(biāo)志SPIF從相對于主器件的傳輸標(biāo)志SPIF主有一定的滯后，在主器件連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)時，會導(dǎo)致從器件的傳輸標(biāo)志和主器件下一個數(shù)據(jù)的傳輸標(biāo)志相重疊，而利用SPSCK 觸發(fā)計數(shù)器使地址遞加讀取數(shù)據(jù)，第一個收到的數(shù)據(jù)也會被覆蓋。
這種傳輸錯誤可以用軟、硬件的方法進(jìn)行改進(jìn)。在本文的設(shè)計中，后期在軟件編寫上采用了如下解決方法：先啟動SPI 模式，再進(jìn)入計數(shù)器讀并行RAM ,浪費(fèi)一個時序?；蚴窃赗AM 中存入數(shù)據(jù)時，全部存到它后一位的地址單元上，再用SPI 方式產(chǎn)生的脈沖去讀RAM ,就可得到正確的數(shù)據(jù)。
理論上本文方式可使顯示數(shù)據(jù)的輸出速度高至fOSC的1/ 4 ,但實(shí)際運(yùn)用時卻受到了RAM、鎖存器等輸出電路器件的參數(shù)限制。SPSCK 的速率設(shè)定要根據(jù)所選擇RAM 的參數(shù)確定，即要滿足RAM 最小的地址有效時間與數(shù)據(jù)有效時間的要求。
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圖5 主、從SPIF 時序下的數(shù)據(jù)溢出錯誤
5 結(jié) 語
通過此方法對輸出電路進(jìn)行改造，可極大地使原有控制系統(tǒng)滿足數(shù)據(jù)高速輸出的要求。本文給出的例子雖是基于LED大屏幕應(yīng)用的，但在LCD 或是其他對數(shù)據(jù)有高速輸出要求的系統(tǒng)中，同樣具有借鑒運(yùn)用意義。