【正文】 ........................................................ 19 參考文獻 ................................................................... 22 致 謝 ...................................................................... 23 1 第一章 緒論 課題背景 LED 顯示屏的發(fā)展可分為以下幾個階段： 第一階段為 1990 年到 1995 年，主要是單色和 16 級雙色圖文屏。用于顯示文字和簡單圖片，主要用在車站、金融證券、銀行、郵局等公共場所，作為公共信息顯示工具。 第二階段是 1995 年到 1999 年，出現(xiàn)了 64 級、 256 級灰度的雙基色視頻屏。視頻控制技術、圖像處理技術、光纖通信技術等的應用將 LED 顯示屏提升到了一個新的臺階。 LED顯示屏控制專用大規(guī)模集成電路芯片也在此時由國 內企業(yè)開發(fā)出來并得以應用。 第三階段從 1999 年開始，紅、純綠、純藍 LED 管大量涌入中國，同時國內企業(yè)進行了深入的研發(fā)工作，使用紅、綠、藍三原色 LED 生產(chǎn)的全彩色顯示屏被廣泛應用，大量進入體育場館、會展中心、廣場等公共場所，從而將國內的大屏幕帶入全彩時代。 隨著 LED 原材料市場的迅猛發(fā)展，表面貼裝器件從 2020 年面世，主要用在室內全彩屏，并且以其亮度高、色彩鮮艷、溫度低的特性，可隨意調整的點間距，被不同價位需求者所接受，在短短兩年多時間內，產(chǎn)品銷售額已超過 3 億元，表面貼裝全彩色 LED 顯示屏應用市場進入新世紀。 國內外研究現(xiàn)狀 目前，我國半導體 LED 作為節(jié)能、環(huán)保的主要技術，已被納入國家長期科技發(fā)展規(guī)劃與“十一五”國家“ 863”高新技術產(chǎn)業(yè)化重大項目，并得到了大力支持。我國 LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)在規(guī)模發(fā)展的同時，產(chǎn)品技術推陳出新，一直保持比較先進的水平。 90 年代初即具備了成熟的 16 級灰度 256 色視頻控制技術及無線遙控等國先進水平技術，近年在全彩色LED 顯示屏、 256 級灰度視頻控制技術、集群無經(jīng)線控制、多級群控技術等方面均有國內先進、達到國際水平的技術和產(chǎn)品出現(xiàn)； LED 顯示屏 控制專用大規(guī)模集成電路也已由國內企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)并得到應用。我國的 LED 顯示應用產(chǎn)業(yè)近年將持續(xù)保持高速增長，未來發(fā)展空間巨大，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風險和機遇并存，關鍵核心技術的提升、市場環(huán)境的規(guī)范、技術標準體系的建立等影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素仍需要我們在實踐中繼續(xù)努力改進和完善。 目前國際上從事照明 LED 標準化研究的標準組織有國際電工委員會、國際照明委員會和各國對應的標準化組織及相關企業(yè)。國際電工委員會 ( IEC) 和國際照明委員會 (CIE) 都非常關注 LED 的發(fā)展及相關 LED 器件的標準化工作。 CIE 曾經(jīng) 發(fā)表過 LED 檢測方法的技 2 術報告 ,由于近年來 LED 產(chǎn)品的技術發(fā)展迅速 ,CIE 目前正在對測試方法標準進行修訂。IEC 近兩年也加大了對 LED 標準的研究 ,相繼對 LED 模塊、 LED 連接件及 LED 控制件提出了標準草案。 選題目的及意義 單片機自 20 世紀 70年代問世以來以極其高的性能價格比受到人們的重視和關注，所以應用很廣，發(fā)展很快。單片機的特點是體積小、集成度高、重量輕、抗干擾能力強，對環(huán)境要求不高，價格低廉，可靠性高，靈活性好，開發(fā)較為容易。正因為單片機有如此多的優(yōu)點，因此其應用領域之廣，幾乎到 了無孔不入的地步。在我國，單片機已被廣泛地應用在工業(yè)自動化控制、自動檢測、智能儀表、智能化家用電器、航空航天系統(tǒng)和和國防軍事、尖端武器等各個方面。 我們可以開發(fā)利用單片機系統(tǒng)以獲得很高的經(jīng)濟效益。更重要的意義是單片機的應用改變了控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的設計思想和方法。以前采用硬件電路實現(xiàn)大部分控制功能，而現(xiàn)在正在用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)。這種以軟件結合硬件或取代硬件并能提高系統(tǒng)性能的控制技術稱為微控制技術。本文所要論述的就是通過單片機來控制 LED 點陣顯示。 生產(chǎn)需求狀況 信息化社會的到來，促進了現(xiàn)代信息顯示 技術的發(fā)展，形成了 CRT、 LCD、 PDP、 LED、 EL、 DLP 等系列的信息顯示產(chǎn)品，縱觀各類顯示產(chǎn)品，各有其所長和適宜的市場應用需求。隨著 LED 材料技術和工藝的提升， LED 顯示屏以突出的優(yōu)勢成為平板顯示的主流產(chǎn)品之一，并在社會經(jīng)濟的許多領域得到廣泛應用，其生產(chǎn)需求主要包括： （ 1）證券交易、金融信息顯示 :這一領域的 LED 顯示屏占到了前幾年國內 LED 顯示屏需求量的 50%以上，目前仍有較大的需求。 （ 2）機場航班動態(tài)信息顯示 :民航機場建設對住處顯示的要求非常明確， LED 顯示屏是航班住處顯示 系統(tǒng) FIDS（ Flight information Display system）的首選產(chǎn)品。 （ 3）體育場館信息顯示 :LED 顯示屏作為比賽信息顯示和比賽實況播放的的主要手段已取代了傳統(tǒng)的燈光及 CRT 顯示屏，在現(xiàn)代化體育場館成為必備的比賽設施。 （ 4）道路交通信息顯示 :智能效通系統(tǒng)（ ITS）的興起，在城市效通、高速公路等領域， LED 顯示民間作為可變情報板、限速標志等，得到普遍采用。 （ 5）郵政、電信、商場購物中心等服務領域的業(yè)務宣傳及信息顯示。 （ 6）廣告媒體新產(chǎn)品 :除 單一大型戶內、戶外 LED 顯示屏 作 為廣告媒體外，集群 LED顯示屏廣告系統(tǒng)、列車 LED 顯示屏廣告發(fā)布系統(tǒng)等也已得到采用并正在推廣。 （ 7）演出和集會 :大型 LED 顯示屏越來越普遍的用于公共和政治目的的視頻直播，如 3 在我國建國 50 周年大慶、世界各地的新千年慶典等重大節(jié)日中，大型 LED 顯示屏在播放實況和廣告信息發(fā)布方面發(fā)揮了卓越的作用。 LED 電子顯示屏概述 LED 電子顯示屏（ Light Emitting Diode Panel）是由幾百到幾十萬個半導體發(fā)光二極管構成的像素點，按矩陣均勻排 列組成。利用不同的半導體材料可以制造不同色彩的 LED像素點。目前應用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍色和純綠色 LED 的開發(fā)已經(jīng)達到了實用階段。 LED 顯示屏是一種通過控制半導體發(fā)光二極管的亮度的方式，來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。 LED 顯示屏分為圖文顯示屏和條幅顯示屏，均由 LED 矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計算機同步顯示漢字、英文文本和圖形；而條幅顯示屏則適用于小容量的字符信息顯示。 LED顯示屏因為其像素單元是主動發(fā)光的，具有亮度高，視角廣、工作電壓低、功耗小、 壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定等優(yōu)點。因而被廣泛應用于車站、碼頭、機場、商場、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場、建筑市場、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場所。 LED 顯示屏的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高氣候耐受性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。 4 第二章 系統(tǒng)方案設計與論證 從控制電路到列驅動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式。 ：采用并行方式時，數(shù)據(jù)的各個位同時傳送，可以字或字節(jié)為單位并行進行。并行通信速度快 ，但控制電路到列驅動器的線路數(shù)量大，相應的硬件數(shù)目多。當列數(shù)很多時，成本也就更高，并列傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉摹? ：采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路可以只用一根信號線，將列數(shù)據(jù)逐位地傳往列驅動器，在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟的。但是，串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)按順序逐位地輸出給列驅動器，只有當一行的各列數(shù)據(jù)都已傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能并行地進行顯示。這樣，對于一行的顯示過程就可以分解成列數(shù)據(jù)準備（傳輸）和列數(shù)據(jù)顯示兩部分。對于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準備時間可能相對要長一些，在行掃描周期確定的情況下，行顯 示的時間就會縮短，以致影響到 LED 的亮度效果。 解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)準備和列數(shù)據(jù)顯示的時間矛盾問題，可以采用重疊處理的方法來解決。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時，傳送下一行的列數(shù)據(jù)。為了達到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有鎖存功能。經(jīng)過上述分析，可以歸納出列驅動器電路應具有的主要功能；對于列數(shù)據(jù)準備來說，它應能實現(xiàn)串入并出的移位功能；對于列數(shù)據(jù)顯示來說，應具有并行鎖存的功能。這樣，本行已準備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進行顯示時，串并移位寄存器就可以準備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會影響本行的顯示。 圖 21 顯示屏電路框圖 5 大多數(shù)的 LED 顯示屏都在戶外，所以對硬件的質量要求非常的高。為方便檢修和維護硬件電