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嵌入式工控机基于嵌入式技术的LED显示屏控制系统浅析

blog 2021-01-11 8 0

  嵌入式系统广义上认为是一个由系统硬件与系统软件有机组成并且具有高可靠性和实时性的可控系统,设计用于满足某些专用性要求比较高的工程应用场合,这些要求可以体现在对嵌入式系统的成本、嵌入式工控机,尺寸以及系统功耗等方面的特定需求,并且为了达成这种需求可以对组成嵌入式系统的软件和硬件部分进行裁剪。针对嵌入式系统的工程项目开发不仅需要专业的嵌入式系统开发工具和集成开发环境IDE,例如IAR等,并且还需要在主机与嵌入式系统开发板之间进行交叉编译过程。

  嵌入式系统的硬件系统由嵌入式处理器、存储器以及系统外围设备三部分组成。其中嵌入式处理器通常包括嵌入式微控制器MCU、嵌入式微处理器MPU以及嵌入式DSP处理器等。作为嵌入式系统组成部分硬件系统核心,嵌入式处理器的技术发展状况在很大程度上决定着嵌入式系统产品的功能和应用实现。

  嵌入式系统的软件系统可分为嵌入式操作系统、嵌入式中间件敕件、嵌入式应用软件三个部分。其中,嵌入式中间件软件是用于帮助和支持嵌入式应用软件开发的一种软件资源,通常包括数据库和相关软件开发工具。而嵌入式应用软件则是按照具体工程项目需求,基于选择的系统硬件平台而进行设计开发的用户应用程序。

  嵌入式操作系统可理解为一种被设计用于嵌入式系统的操作系统,嵌入式操作系统支持整个嵌入式系统的软硬件资源的分配问题以及多任务之间调度与协调等方面的工作。

  近年来,随着各地高速公路以及城市轨道交通的迅速修建,市场对专业设计用于智能交通领域的各种LED显示屏的需求愈来愈大。LED显示屏可以实时显示和发布反映道路交通状况的各种路况信息,可以为道路交通的参与者提供通行线路的选择,以此规避大规模的交通拥培现象,LED显示屏作为智能交通系统的信息显示发布方式,可以显着提高路网的通行速率以及合理分配交通流量。

  涉及智能交通领域的LED显示屏产品的设计功能实现大体如下:交通管理控制中心通过上位机软件向位于交通现场安装的LED显示屏控制系统发布要显示的实时道路交通信息,LED显示屏通过显示实时道路交通信息完成对行驶车辆的交通诱导工作;现场安装的LED显示屏控制系统实时反馈交通现场的各种信息回到交通管理控制中心,以便交通管理控制中也实时判别现场安装的LED显示屏的工作状态。

  传统的LED显示屏控制系统的设计方案一般是采用由单片机、闪存化及静态随机存取存储器芯片构成的最小系统,其中,LED显示屏显示数据与显示内容的更新以及LED显示屏控制系统与上位机之间的通信部分都由单片机完成,但是随着嵌入式技术的不断发展以及关于LED显示屏功能需求的日益增加,单片机系统资源有限的问题逐渐凸显,基于单片机的LED显示屏控制系统已无法满足市场需求。基于上述传统的LED显示屏控制系统的限制因素,在实际工程项目的设计应用中,可以使用功能强大的ARM和FPGA作为LED显示屏控制系统的核心部分,其中LED显示屏控制系统与上位机之间的通信部分利用ARM实现,而LED显示屏的动态扫描部分采用FPGA来完成。

  交通管理控制中心上位机与工程项目现场安装的LED显示屏控制系统之间的通信可以采用标准的计算机数据串行通讯方式以及以太网通讯方式,在通讯方式上包括RS232、RS485、LAN、光纤传输与无线传输等。

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