【正文】 緒論 3 有巨大的社會(huì)效益和豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。 在其歷史的演變過(guò)程中，出現(xiàn)了多種信息傳播媒體，但就其性能看，如陰極管 (CRT)或石英管 (DV)大型電視， 成本非常昂貴，在不需要超大畫面且在室內(nèi)使用時(shí)效果尚可；彩色液晶顯示同樣成本昂貴、電路復(fù)雜，面積有限，受視頻角的影響非常大，可視角度很??；影像投影設(shè)備亮度小、清晰度差（畫面受光不均勻）；電視墻表面有分割線，視覺(jué)上有異物感，室外應(yīng)用時(shí)亮度效果差。而 LED 顯示屏以其受空間限制較小，并可以根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)屏的大小，具有全彩色效果，視角大，可以用于顯示文字、圖案、圖像、動(dòng)畫、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的特點(diǎn)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。 二、 LED 顯示屏的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段： 年以前 LED 顯示屏的成長(zhǎng)時(shí)期。一方面， 受 LED 材料器件的限制，LED 顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域沒(méi)有廣泛開(kāi)展；另一方面，顯示屏控制技術(shù)基本上是通訊控制方式，客觀上影響了顯示效果。這一時(shí)期的 LED 顯示屏在國(guó)外應(yīng)用較廣，國(guó)內(nèi)很少，產(chǎn)品以紅、綠雙基色為主，控制方式為通訊控制，灰度等級(jí)為單點(diǎn) 4級(jí)調(diào)灰，成本較高。 2 .19901995 年，這一段是 LED 顯示屏迅速發(fā)展的時(shí)期。進(jìn)入九十年代，全球信息產(chǎn)業(yè)高速增長(zhǎng)，信息技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域不斷突破， LED顯示屏在 LED材料和控制技術(shù)方面也不斷出現(xiàn)新的成果。藍(lán)色 LED 晶片研制成功，全彩色 LED顯示屏進(jìn)入市場(chǎng)；電子計(jì)算機(jī)及微電子領(lǐng) 域的技術(shù)發(fā)展，在顯示屏控制技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了視頻控制技術(shù)，顯示屏灰度等級(jí)實(shí)現(xiàn) 16 級(jí)灰度和 64 級(jí)灰度調(diào)灰，顯示屏的動(dòng)態(tài)顯示效果大大提高，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域涉及金融證券、體育、機(jī)場(chǎng)、鐵路、車站、公路交通、商業(yè)廣告、郵電電信等諸多領(lǐng)域，特別是 1993 年證券股票業(yè)的發(fā)展更引發(fā)了 LED 顯示屏市場(chǎng)的大幅增長(zhǎng)。 LED 顯示屏在平板顯示領(lǐng)域的主流產(chǎn)品局面基本形成， LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)成為新興的高科技產(chǎn)業(yè)。 3 .1995 年以來(lái)， LED 顯示屏的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)總體穩(wěn)步提高產(chǎn)業(yè)格局調(diào)整完善的時(shí)期。進(jìn)入新世紀(jì)，光電子產(chǎn)業(yè)得到廣泛的重視，中國(guó)加入 WTO、北京申奧成功等，成為 LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的契機(jī)， LED 顯示屏必將得到飛躍發(fā)展。 LED 顯示屏特點(diǎn)： ：發(fā)光二極管的使用壽命在 10萬(wàn)小時(shí)以上。 應(yīng)速度快：半導(dǎo)體器件，延遲小。 ： LED 的單點(diǎn)直徑可達(dá) 60mm，甚至更大，可視距離 500 米以上。 ：按照使用環(huán)境 室內(nèi)顯示屏、戶外顯示屏、半戶外顯示屏；顯示顏色 有單色顯示屏、雙色顯示屏、彩色顯示屏。用途??。 、圖象逼真：顯示灰度已經(jīng)達(dá)到 625003 種。 ：全數(shù)字化，可實(shí)現(xiàn)高 分辨率圖形方式。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論 4 ：可用于戶外，如交通燈、防霧燈等。 ：室內(nèi)顯示屏可達(dá) 160 度，戶外的可達(dá) 120 度。影響力大：顯示面積大，配備音響，具有其他顯示器無(wú)法達(dá)到的感染力、轟動(dòng)效應(yīng)。驅(qū)動(dòng)電壓低：普通驅(qū)動(dòng)電壓為 5V。 LED 顯示屏的發(fā)展趨勢(shì) LED 顯示屏的技術(shù)范圍包括半導(dǎo)體光電器件技術(shù)、電子電路技術(shù)、集成電路技術(shù)、信息圖像處理技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及電子產(chǎn)品制造和電子產(chǎn)品安裝工程相關(guān)技術(shù)。 近幾年來(lái)，作為半導(dǎo)體照明領(lǐng)域的一部分，城市景觀照明及室內(nèi)外裝飾照明的霓虹燈和部分傳 統(tǒng)光源必將逐步被具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、可靠性高及可實(shí)現(xiàn)全彩變化的 LED 光源所取代。目前，在裝飾照明領(lǐng)域中用 LED 制作的各類燈具正被逐步推廣。 由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和成熟 , LED 裝飾照明控制系統(tǒng)中應(yīng)用 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)己成了一種明顯的趨勢(shì)。用 TCP/IP 協(xié)議可使整個(gè)系統(tǒng)的寬帶、距離、可靠和雙向等功能的實(shí)現(xiàn)，這意味著在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)里可同時(shí)連接的設(shè)備更多，且連接的距離更長(zhǎng)，傳輸控制協(xié)議使 LED 裝飾照明系統(tǒng)的控制質(zhì)量和可靠性更高，雙向通訊使設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制更有效，因而構(gòu)筑大規(guī)模可靠的 LED裝飾照明系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)成本 更低，這是以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支持的必然結(jié)果。 設(shè)計(jì)一種控制系統(tǒng)如能采用現(xiàn)有成熟的技術(shù)方案和產(chǎn)品是相當(dāng)明智的方法，LEDNET系統(tǒng)是以 DMX512協(xié)議和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)出來(lái)的LED 燈飾照明控制系統(tǒng)，使其更加適合 LED 燈飾行業(yè)的應(yīng)用。這樣意味著擁有大量現(xiàn)成而眾多的 DMX512 設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和軟件資源例如集線器、電纜、光纖和無(wú)線連接產(chǎn)品以及遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測(cè)技術(shù)，此外，現(xiàn)有大樓和各種場(chǎng)所已遍布以太網(wǎng)，更可方便裝飾照明系統(tǒng)工程的臨時(shí)使用。 我國(guó) LED顯示屏的技術(shù)相對(duì)領(lǐng)先， 我國(guó) LED 顯示屏產(chǎn) 業(yè)在規(guī)模發(fā)展的同時(shí)，產(chǎn)品技術(shù)推陳出新，一直保持比較先進(jìn)的水平。 90 年代初即具備了成熟的 16級(jí)灰度 256 色 視頻控制技術(shù) 及無(wú)線遙控等國(guó)先進(jìn)水平技術(shù)，近年在全彩色 LED 顯示屏、 256 級(jí)灰度視頻控制技術(shù)、集群無(wú)經(jīng)線控制、多級(jí)群控技術(shù)等方面均有國(guó)內(nèi)先進(jìn)、達(dá)到國(guó)際水平的技術(shù)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(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)并得到應(yīng)用。 LED顯示屏產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)形成了一批 LED顯示屏科技隊(duì)伍，在全國(guó) LED顯示屏行業(yè)的從業(yè)人數(shù) 6000 人中，科技人員有 2800 多人，將近 50%。 LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)正成為我國(guó)電子信息產(chǎn) 業(yè)的重要組成部分，也是平板顯示領(lǐng)域唯一立足國(guó)內(nèi)形成的民族高科技產(chǎn)業(yè)。 應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。 LED 誘人的產(chǎn)業(yè)前景： 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論 5 ， LED 光源已成為全球最熱門、最矚目的光源，特別是 LED的發(fā)光效率正在大幅度提高， LED 被認(rèn)為是 21 世紀(jì)最有可能進(jìn)入普通照明領(lǐng)域的一種新型固態(tài)冷光源和最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域之一。人們生活水平的逐步提高 ,對(duì)生存環(huán)境質(zhì)量的要求也越來(lái)越高 ,從而對(duì)照明產(chǎn)品也提出更高的要求。中國(guó)照明行業(yè)正處于高速成長(zhǎng)時(shí)期，照明行業(yè)目前產(chǎn)值超 1600 億，每年還以 20%速度成長(zhǎng) ,具有很大的發(fā)展空間。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2020 年，中國(guó) LED 照明市場(chǎng)繼續(xù)保持著近年來(lái)良好的發(fā)展勢(shì)頭，比上年增長(zhǎng)了 %。其中建筑景觀 LED照明市場(chǎng)已較為成熟，年規(guī)模達(dá) 200 億，路燈市場(chǎng)每年有 400500個(gè)億的市場(chǎng)需求。根據(jù)專家預(yù)計(jì)： LED 照明進(jìn)入通用照明市場(chǎng)將在 23年之內(nèi)必將實(shí)現(xiàn)，其潛在市場(chǎng)將是現(xiàn)有照明行業(yè)產(chǎn)值的 35倍。 ，《國(guó)家節(jié)能政策大綱》明確規(guī)劃，要大力發(fā)展城市綠色照明技術(shù)，發(fā)展城市景觀 LED 燈泛光照明。信息產(chǎn)業(yè)部將努力為 LED 產(chǎn)業(yè)營(yíng)造良好的政策環(huán)境 ,同時(shí)在鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新、擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模、加強(qiáng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)三個(gè)方面推動(dòng)產(chǎn)業(yè) 發(fā)展。 2020 年 1月 21 日，財(cái)政部和發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布《高效照明產(chǎn)品推廣財(cái)政補(bǔ)貼資金管理暫行辦法》。辦法規(guī)定：城鄉(xiāng)居民用戶使用每只高效照明產(chǎn)品，中央財(cái)政將按中標(biāo)協(xié)議供貨價(jià)格的百 50％給予補(bǔ)貼，而大宗用戶的每只高效照明產(chǎn)品，中央財(cái)政將給予 30％補(bǔ)貼。有關(guān)部門預(yù)計(jì)，在“十一五”期間，中國(guó)通過(guò)財(cái)政補(bǔ)貼方式將推廣高效照明產(chǎn)品一點(diǎn)五億只。由此可見(jiàn)，隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能和環(huán)保的高度重視，以及政策的大力支持， LED 照明產(chǎn)業(yè)將有著很好的發(fā)展前景。 城市景觀 LED 照明市場(chǎng)趨于成熟，進(jìn)入 21世紀(jì)，城市的夜晚景觀在國(guó)內(nèi)外都受到越來(lái)越多 的重視。美麗的燈光夜景是城市現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。開(kāi)發(fā)城市的夜晚景觀，是展示城市特色、促進(jìn)商業(yè)和旅游業(yè)的繁榮及邁向國(guó)際化的“硬件”條件之一?，F(xiàn)在的城市，沒(méi)有夜景照明是不可想象的，所以城市的公用性建筑、標(biāo)志性建筑，幾乎都承擔(dān)著夜間景觀照明的使命。國(guó)內(nèi)很多城市已經(jīng)意識(shí)到開(kāi)發(fā)城市夜晚景觀的重要性，并做了許多實(shí)際工作，取得初步成效。城市景觀照明的發(fā)展極大也刺激了對(duì)照明產(chǎn)業(yè)的需求，同時(shí)對(duì)照明產(chǎn)品的功能及技術(shù)提出了新的要求。 LED 在城市景觀照明領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)幾乎無(wú)可取代， LED 具備高效節(jié)能、長(zhǎng)壽命低維護(hù)、環(huán)保無(wú)污染、多彩新 穎的 LED 光源，取代傳統(tǒng)的白熾燈和充氣光源，逐漸成為城市景觀照明中的主角，其條件已趨于成熟 [11]。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） LED 顯示屏工作原理 6 1 LED 顯示屏工作原理 現(xiàn)在一般把顯示圖形或文字的 LED 顯示屏稱為圖文屏，其實(shí) LED圖文顯示屏并沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的嚴(yán)格的定義，這里所謂的圖形，是指由單色固定亮度的點(diǎn)陣線條組成的任意圖形，其中 LED 點(diǎn)陣發(fā)光器件或發(fā)光或熄滅，即只有兩種狀態(tài)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)正是基于 LED 圖文顯示屏實(shí)際應(yīng)用，著重實(shí)現(xiàn) LED 顯示屏的文字、數(shù)字顯示，并且只對(duì)系統(tǒng)硬件部分進(jìn)行研究、設(shè)計(jì)。圖文顯示屏的硬件模塊基本結(jié)構(gòu)可以分為屏體和控制器兩大部 分 。 LED 技術(shù)現(xiàn)狀 LED 顯示屏相關(guān)定義和分類 LED點(diǎn)陣顯示器亦稱 LED點(diǎn)陣或 LED矩陣板 .它是以發(fā)光二級(jí)管為像素 (亦稱像元 ),按照行與列的順序排列起來(lái)，用集成工藝制成的顯示器件 .具有亮度高且均勻 ,該可靠性 ,接線簡(jiǎn)單 ,拼裝方便等優(yōu)點(diǎn) ,被廣泛用于大屏幕 LED 智能顯示屏、智能儀器和機(jī)電一體化設(shè)備中，用先進(jìn)的智能顯示技術(shù)來(lái)取代數(shù)顯技術(shù)。 常見(jiàn)的有５ 179。 ７（其中５代表列數(shù)，７代表行數(shù)）、８ 179。 ８點(diǎn)陣。 下面是 LED 相關(guān)的定義： 一、 LED：發(fā)光二極管 Light Emitting Diode 二 、 LED 顯示屏 ： LED Panel 由 LED 器件組成的顯示屏幕 三、雙基色 LED 顯示屏： Doublecolor LED Panel 由紅綠雙基色 LED 器件組成并可以調(diào)出橙色的 LED 顯示屏 四、全彩色 LED 顯示屏： Allcolor LED Panel 由紅、綠、藍(lán)三基色 LED器件組成并可調(diào)出多種色彩的 LED 顯示屏 顯示屏的分類： 一、 按發(fā)光管發(fā)光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色（又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠）、藍(lán)光等。另外，有的發(fā)光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。 根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻散射劑、有 色還是無(wú)色，上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無(wú)色透明、有色散射和無(wú)色散射四種類型。散射型發(fā)光二極管和達(dá)于做指示燈用。 按灰度級(jí)又可分為 16， 32， 128， 256 級(jí)灰度 LED顯示屏等。 二、 按發(fā)光管出光面特征分 ， 分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、表東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） LED 顯示屏工作原理 7 面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為 φ2mm 、 、 φ5mm 、 φ8mm 、 φ10mm及 φ20mm 等。國(guó)外通常把 φ3mm 的發(fā)光二極管記作 T1；把 φ5mm 的記作 T1（ 3/4）；把 的記作 T1（ 1/4）。 三、 從發(fā)光強(qiáng)度角分布圖來(lái)分有三類： :一般為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。半值角為 5176。 ～ 20176。 或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或與光檢出器聯(lián)用以組成自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。 .標(biāo)準(zhǔn)型 :通常作指示燈用，其半值角為 20176。 ～ 45176。 。 .散射型 :這是視角較大的指示燈，半值角為 45176。 ～ 90176。 或更大，散射劑的量較大。 4．按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結(jié)構(gòu)。 四、 按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分 ， 有普通亮度的 LED（發(fā)光強(qiáng)度 100mcd）；把發(fā)光強(qiáng)度在 10～ 100mcd 間的叫高亮度發(fā)光二極管。 一般 LED 的工作電流在十幾 mA至幾十 mA，而低電流 LED 的工作電流在 2mA以下（亮度與普通發(fā)光管相同）。 除上述分類方法外，還有按芯片材料分類及按功能分類的方法。 LED的應(yīng)用由于發(fā)光二極管的顏色、尺寸、形狀、發(fā)光強(qiáng)度及透明情況等不同，所以使用發(fā)光二極管時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行恰當(dāng)選擇。 由于發(fā)光二極管具有最大正向電流 IFm、最大反向電壓 VRm 的限制，使用時(shí)，應(yīng)保證不超過(guò)此值。為安全起見(jiàn)，實(shí)際電流 IF 應(yīng)在 以下；應(yīng)讓可能出現(xiàn)的反向電壓 VRRm。 LED被廣泛用 于種電子儀器和電子設(shè)備中，可作為電源指示燈、電平指示或微光源之用。紅外發(fā)光管常被用于電視機(jī)、錄像機(jī)等的遙控器中。 下表 1 表示幾種單色、彩色 LED 點(diǎn)陣顯示器的主要參數(shù)： 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） LED 顯示屏工作原理 8 表 1： 幾種單色、彩色 LED點(diǎn)陣顯示器的主要參數(shù) 型號(hào) 規(guī)格 像素 /個(gè) 發(fā)光顏色 PM/ mW IF/ mA IFM/ mA UF/ V IV/ mcd λ P/ nm 單色 光 復(fù)合 光 BFJOR 5*7 35 紅 60 10 30 ≤ 2。 5 ≥ 0。2 630 8*8 64 BJTG 5*7 35 綠 60 10 30 ≤ 2。 5 ≥ 0。3 565 8*8 64 BJTOR/G 8*8 64 紅 橙 60*2 10 30 ≤ ≥ 0。2 630 綠 ≥ 0。3 565 KSM8