引言
    采用發(fā)光二極管(LED)點陣模塊構(gòu)成的電子顯示屏已經(jīng)越來越廣泛地應用于生產(chǎn),、生活、公共場所等各個方面,。其規(guī)模和復雜程度各有所異,，投入成本也差別很大。按照微處理器工作原理,，可將電子顯示屏分為兩大類：同步型和異步型,。前者的微處理器就是一臺電腦,，顯示屏在電腦支持下工作,。其優(yōu)點是規(guī)模大、顯示花樣多,，可用于彩色顯示,。很顯然，其缺點是成本高,、體積大,，須專業(yè)人員操作。異步型電子顯示屏的微處理器一般采用單片機(MCU),，顯示內(nèi)容由電腦通過通信方式發(fā)送到單片機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲器,，顯示控制完全由單片機完成,。異步型電子顯示屏具有結(jié)構(gòu)簡單、維護方便,、顯示刷新簡單,、無需專業(yè)人員操作、成本低等優(yōu)點,，但對于大規(guī)模,、彩色、顯示花樣復雜的動態(tài)顯示它卻無能為力,。
    用于小型公示場所(例如公交車的到站提示等)的電子顯示屏是規(guī)模最小的一種,，自然采用異步型系統(tǒng)比較合適。設計這類電子顯示屏的原則是,，在滿足顯示要求的前提下,，盡量節(jié)省投入，縮短開發(fā)周期,，以降低成本,。為此，選擇通用型51系列單片機為核心是明智的選擇,。

1 原理概述
    本電子顯示屏的整體硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示,。本系統(tǒng)采用的是共陰極(AS)的LED點陣模塊，行,、列驅(qū)動方法上與一般資料所述不同,。由于篇幅限制，本文不作詳細論述,。

    由圖1可以看出,，本系統(tǒng)的片外數(shù)據(jù)存儲器(RAM)與MCU通過地址鎖存器交換數(shù)據(jù)。小規(guī)模電子顯示屏的顯示內(nèi)容一般在幾十個到幾百個漢字,，按一個漢字字模占用32字節(jié)計算,，故32 KB的數(shù)據(jù)存儲器可存儲900個漢字。實際上,，由于漢字在動態(tài)顯示時(例如左移,、上移等)，需要進行數(shù)據(jù)處理,，故需在片外數(shù)據(jù)存儲器預留3 KB左右的空間作為數(shù)據(jù)處理緩沖空間,。這是對片外數(shù)據(jù)存儲器的容量要求。
    有時候數(shù)據(jù)處理量是很大的,。例如,，一屏32個漢字左移，一次需處理32×32=1024個字節(jié),，處理過程有讀也有寫,，因此對片外數(shù)據(jù)存儲器的讀／寫速度有嚴格要求,。否則，會因為數(shù)據(jù)處理消耗大量時間而造成閃爍,。這是對片外數(shù)據(jù)存儲器讀／寫速度的要求,。
    電子顯示屏一次顯示的內(nèi)容通常希望重復顯示幾天、幾個星期甚至幾個月才得以更新,。為此,，片外RAM中漢字字模數(shù)據(jù)至少要能保存一個更新周期，不能因停電,、下班而丟失,。因此對片外數(shù)據(jù)存儲器有掉電不丟失數(shù)據(jù)(即“不揮發(fā)”)的要求。

2 存儲器選擇
2．1 數(shù)據(jù)存儲器性能比較
    開發(fā)試驗過程中,，關注過如表1所列的各種可能用于單片機擴展的片外數(shù)據(jù)存儲器芯片,。

    表中所列的前3類都有掉電不丟失數(shù)據(jù)功能。第一類為光擦除程序存儲器,，不能在線寫入,，只能用作只讀存儲器，顯然不適用于本系統(tǒng),。第二類為電擦除程序存儲器,，在線寫入數(shù)據(jù)不多時，也可以作為不揮發(fā)數(shù)據(jù)存儲器使用,。它是按頁(16字節(jié))寫入,，頁之間須有一定延時。由于本系統(tǒng)要求一次連續(xù)寫入的數(shù)據(jù)可能多達1 KB,，故寫入速度不能滿足要求,。第三類為閃爍(Flash)存儲器，其讀／寫速度應該很快,，但是在寫入時也是和第二類一樣分塊寫入,。一塊為64字節(jié)，塊之間寫入需要一定延時(ms級),，故不能在指定地址連續(xù)大量數(shù)據(jù),，經(jīng)過試驗以后，本系統(tǒng)也摒棄了這類存儲器,。表中所列最后兩類都屬于靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器,，讀／寫速度都很快,，其引腳完全和單片機愛好者所熟悉的6264(8KB)兼容,，只要增加兩條地址線即可。HKl235-7實際上是62256加上保持數(shù)據(jù)的電池組成的模塊,。廣告宣傳數(shù)據(jù)可以保持10年不丟失,，實際上,，我們在以前的課題中使用發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不能保持這么長時間，而且價格昂貴,，是62256的10倍!無論開發(fā)試驗或者產(chǎn)品生產(chǎn)都不宜選擇HK1235-7模塊,。
2．2 對62256的評價
    表中所列的62256屬于51系列單片機典型的片外數(shù)據(jù)存儲器，一片62256的容量為32 KB,，完全可以滿足小規(guī)模顯示系統(tǒng)的要求,。若用戶嫌容量不夠還可以擴展第二片、第三片,。62256的讀／寫速度與單片機匹配,，可以達到最快。而且,，可以對任意指定地址進行單個字節(jié)或者連續(xù)寫入,，一次寫入的字節(jié)數(shù)沒有限制。和其他RAM芯片一樣,，其缺點是掉電不能保持數(shù)據(jù),。在試驗中，我們另辟蹊徑解決了這一問題,。

3 實現(xiàn)方法和效果
3．1 實現(xiàn)62256數(shù)據(jù)不揮發(fā)的方法
    參照HK1235-7模塊的方法,，在靠近62256的電路板上增加了一顆專用于保持數(shù)據(jù)的電池，如圖2所示,。圖中二極管有兩方面作用：一是在電源停電時,，防止鋰電池對其他元件放電，縮短保持數(shù)據(jù)時間,；二是在電源對鋰電池充電時,，對電源電壓進行鉗位。因為鋰電池最高電壓為4．2 V左右,，電源電壓為5 V,，二極管正向飽和壓降為0．7 V左右，故可防止鋰電池的過充電,。

3．2 調(diào)試中遇到的問題
3．2．1 二極管選型問題
    開始試驗時,，選用檢波二極管4148作為鉗位二極管，使用不到一個星期發(fā)現(xiàn)被擊穿短路,，無法保持數(shù)據(jù),。后來改用整流二極管1N4007，長期使用,，未發(fā)現(xiàn)擊穿問題,。可能是在鋰電池充電電流比較大，特別是當鋰電池剛充電時,，本身電壓比較低,，充電電流最大，故檢波二極管容易損壞,。
3．2．2 片外數(shù)據(jù)存儲器讀／寫技巧
    剛開始調(diào)試顯示程序的時候,，為了節(jié)省時間，沒有使用串口通信向62256注入漢字編碼(漢字字模),，而是將程序存儲器(ROM)的漢字字模傳送給62256,。
    這樣的傳送過程必須有兩個地址指針才能完成，AT89S52正好滿足了這一要求,。例如,，將ROM中512字節(jié)的字模傳送給62256，程序流程如圖3所示,。

    以下為此段子程序?qū)拇a全文,。
           
   
    由上述程序清單可以看出，AT89S52并沒有實際獨立的兩個地址指針,，而是通過修改特殊功能寄存器OA2H中的數(shù)據(jù)(0或者1)使一個地址指針指向兩個不同的16位地址,，就像操作兩個地址指針一樣。
    程序清單中第一條指令對于讀／寫片外數(shù)據(jù)存儲器是必要的,。如果不對P2口初始化,，可能出現(xiàn)讀／寫錯誤，這一點是經(jīng)過反復試驗得出的結(jié)論,。
3．3 使用效果
    LED電子顯示屏的片外數(shù)據(jù)存儲器的擴展方案經(jīng)調(diào)試后試運行半年,，工作正常。讀／寫速度完全和MCU匹配,，數(shù)據(jù)保持時間為2天到1星期(視鋰電池充電容量而定),。這一數(shù)據(jù)保持周期完全能滿足實際使用需要。

4 結(jié)論
    ①用于LED電子顯示屏的片外數(shù)據(jù)存儲器的芯片不但要滿足存儲容量要求,，更加重要的是要滿足讀／寫速度要求,，還要能在一定周期內(nèi)保持數(shù)據(jù)不丟失。
    ②試驗證明,，采用62256加保持數(shù)據(jù)電池是最佳方案,。此方案已經(jīng)試運行半年，完全符合使用要求,，其成本也是最低的,。