基于qtled大屏幕控制软件设计

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1、基于QTLED大屏幕控制软件设计　　摘要：为了设计开发一个性能良好、操作简单、跨平台、通用性强的LED大屏幕控制软件。利用QT技术，实现了从矢量字体库中获取任意大小字符的字模点阵信息，并转换成LED显示屏显示所需要的数据存储格式，完成了LED大屏幕在上位机的显示效果仿真，及上位机与控制卡通信协议的设计与实现。系统解决了目前大部分点阵LED控制软件系统字号大小固定、通用性差的问题，提高了系统的可靠性、通用性，具有较高的性价比。关键词：FreeType2；LED显示；矢量字体；QT中图分类号：TP311文献标识

2、码：A文章编号：1009-3044（2013）19-4446-03近些年，LED显示技术作为一种新兴的显示技术得到很大的提高，在媒体显示、广告宣传、道路指示等领域得到了广泛的应用。但大多LED显示屏控制软件采用是点阵字体，不能随意改变字符的大小和字体，或字符变大后出现锯齿有失真现象，在实际应用中带来了很多不便。同时控制软件单一，不能实现物联网时代的发展需要，基于这种控制软件的局限性，开发一个跨平台、通用性强、功能完善的LED控制软件显得尤为重要。1LED大屏幕显示原理6LED显示屏的主要部分是显示点阵，以及

3、行列驱动电路。显示点阵采用64×32单色显示单元拼接而成。由于LED发光器件数目较多，所以采用扫描驱动方式。采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个列驱动器。由行译码器给出行有效信号，从第一行开始，按顺序依次对各行进行扫描。另一方面，根据各列锁存的数据，确定相应的列驱动器是否将该列与电源另一端接通。接通的列就在该行该列点亮LED，未接通列对应的LED。当一行的持续扫描时间结束后，下一行又以同样的方法进行显示。全部各行都扫描过一遍（一个扫描周期），又从第一行开始下一个周期的扫。只要扫描

4、周期的时间比人眼闪烁临界时间短，就不容易感觉出数据的更替。列扫描电路主要完成的功能是从内存中读出数据，然后把数据按顺序一位一位地输出给列驱动器，把一行的各列数据传输到74HC595芯片的移位寄存器中，然后通过锁存器把该行的数据锁存到行线上进行显示，其内部同时通过移位寄存器组织第二行数据，这样数据准备和显示就可以同时进行。行扫描电路主要通过用A、B、C、D四条扫描线结合两片74HC138产生16线扫描信号，实现16线工作方式。结合OE使能信号来控制来控制选中行是否点亮进行显示。6根据上述基本原理，单元板上每1

5、6行点使用一位数据线，一块32*64的单元板需要两位数据线，LED大屏幕由多块标准单元拼接面成，当屏幕面积增大时，数据线位数增加，显示数据的组织结构不能再以串行方式向每一位数据线发送数据，需要采用并行方式一次把数据传送给屏体，才能使整个屏体刷新频率高于50Hz，不出现频闪现象。这样就需要上位机传送的数据符合控制卡的输出要求，需要把点阵字模转换成控制卡可直接输出的存储数据组织。2软件系统设计实现控制软件的整体实现流程如图1所示，首先，用户可以设置显示屏的大小，配置通信接口，设置字幕的大小，起始坐标。然后，用户

6、在编辑区输入要显示的汉字信息，通过矢量汉字字模提取模块，获取汉字的点阵信息。最后，使用Qt中QPainter类中画点函数画出汉字，显示在显示区域，并转换为LED屏幕存储数据组织，并可预览实际的显示效果。图1功能实现流程2.1汉字字模提取的实现汉字字模通常是用点阵字体表示，点阵字体优点是显示速度快，其最大的缺点是不能放大，一旦放大后就会发现文字边缘的锯齿。为了解决放大后字符失真的问题，设计使用矢量字体获取汉字的字模点阵，矢量字体（Vector6font）中每一个字形是通过数学曲线来描述的，包含了字形边界上的关

7、键点，连线的导数信息等，字体的渲染引擎通过读取这些数学矢量，然后进行一定的数学运算来进行渲染。这类字体的优点是字体实际尺寸可以任意缩放而不变形、变色。本设计从矢量字体库中获取汉字的存储信息，汉字字模的提取是通过调用FreeType2函数集来实现，矢量字体库中存储的是字符的笔画，FreeType2中结构体FT_Bitmap，存储了汉字的位图和象素信息。用笛卡尔坐标来描述FT_Bitmap结构体中存储的字符位图信息，如图2所示。2.2LED大屏幕显示字库生成实现汉字的位图信息要显示到LED屏幕上，需要与LED显

8、示屏坐标以及数据线的扫描方式联系起来，还需对数据进行进一步的处理和组织。主要考虑因素如下：①LED控制卡扫描线的条数Sw。②LED控制卡数据线的宽度Bw。根据LED大屏幕显示原理，字模数据组与存储数据组织结构不同，将位图信息转换为与存储数据组织区域一一对应的二维数组。具体实现思路，首先定义一个大于或等于显示屏大小的二维数组，然后将单个字符位图信息依次添充到二维数组中。以下是生成LED大屏幕存储数据组织二维数组的核