总线直接驱动LED显示系统研究——基于面向状态编程以及实时Linux技术

摘要

LED全彩显示技术是近年来新兴的一种显示技术，分为同步和异步两种显示控制方式。本论文研究了一种CPU总线直接驱动的异步LED显示系统，以及面向状态编程方法和实时Linux技术在该系统软件开发中的应用。　　 总线直接驱动LED显示技术由外部总线和通用I/O口作为CPU与LED显示模组之间的接口，直接对其进行驱动。而传统的LED显示系统的CPU与LED显示模组之间通常通过可编程逻辑器件进行连接。与之相比，总线直接驱动技术通过移除了可编程逻辑器件简化了系统结构，从而提高了系统的稳定性降低了系统成本，但同时给软件设计带来了诸多新的挑战。主要包括刷屏模块的实时性要求以及烧屏保护等问题，论文对这些问题进行了详细分析并最终给出解决方案。　　 本文研究了面向状态的编程方法在总线直接驱动LED显示系统软件设计中的应用。状态机模型在建模基于事件驱动的系统方面有着突出的优势。层次状态机模型在传统的状态机模型的基础上通过引入了继承和并发的特性,从而提高了建模能力。和面向对象方法等编程方法相比，面向状态的编程方法是一种轻量级的软件开发解决方案，更加适合嵌入式应用软件开发。此外，该设计方法能够很好地解决由于引入并发而引起的复杂的同步问题。本文通过对系统进行分析，首先建立了一个基于事件的应用，然后按照面向状态的思想将系统分解成若干个独立运行的并发层次状态机模块，最后各个状态机之间通过传递事件的方式进行协作实现系统功能。　　 本文还介绍了如何使用实时Linux技术解决软件刷屏模块的实时性需求。首先通过使用Ingo's RT patch在Linux常规版本的基础上获得实时进程的抽象工具，利用实时进程实现刷屏模块，同时使用普通进程实现软件的其它模块，并通过内存映像文件技术实现进程间通讯，最终实现了软件刷屏功能并验证了刷屏效果，证明了其在基于事件的实时嵌入式应用中的实用价值和可行性。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

2LED显示及相关技术介绍

3总线直接驱动LED显示及相关技术研究

4总线直接驱动LED显示系统的设计与实现

5总结与展望

参考文献

附录:总线直接驱动LED显示控制卡硬件电路板

致 谢

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