【正文】 （ 1）使用環(huán)境 LED 顯示屏按使用環(huán)境分為室內(nèi) LED 顯示屏和室外 LED 顯示屏。 （ 2）顯示顏色 LED 顯示屏按顯示顏色分為單基色 LED 顯示屏（含偽彩色 LED 顯示屏），雙基色 LED 顯示屏和全彩色（三基色） LED 顯示屏。 （ 3）顯示性能 3 LED 顯示屏按顯示性能分為文本 LED 顯示屏、圖文 LED 顯示屏，計算機視頻 LED 顯示屏，電視視屏 LED 顯示屏和行情 LED 顯示屏等。行情 LED 顯示屏一般包括證券、利率、期貨等用途的 LED 顯示屏。 （ 4）發(fā)光點直徑 室內(nèi) LED 顯示屏采用的 LED 單點直徑可分為 Φ3mm、 、 Φ5mm等顯示屏，室外 LED 顯示屏按采用的 LED 單 點直徑可分為 Φ10mm、 Φ12mm、Φ16mm、 Φ19mm、 Φ21mm、 Φ26mm等顯示屏。 LED 顯示屏的優(yōu)點 LED 顯示屏性能超群，主要優(yōu)點有： （ 1） 發(fā)光亮度強 在可視距離內(nèi)陽光直射屏幕表面時 ,顯示內(nèi)容清晰可見。 （ 2）超級灰度控制 具有 10244096 級灰度控制 ,顯示顏色 以上 ,色彩清晰逼真 ,立體感強。 （ 3）靜態(tài)掃描技術(shù) 采用靜態(tài)鎖存掃描方式 ,大功率驅(qū)動 ,充分保證發(fā)光亮度。 （ 4）自動亮度調(diào)節(jié) 具有自動亮度調(diào)節(jié)功能 ,可在不同亮度環(huán)境下獲得最佳播放效果。 （ 5）可靠、方 便 全面采用進口大規(guī)模集成電路，可靠性大大提高 ,便于調(diào)試維護。 （ 6）全天候工作 完全適應(yīng)戶外各種惡劣性環(huán)境 ,防腐 ,防水 ,防潮 ,防雷，抗震整體性能強、性價比高、顯示性能好 ,像素筒可采用 P10mm、 P16mm等多種規(guī)格。 （ 7）自動調(diào)節(jié)亮度 先進的數(shù)字化視頻處理，技術(shù)分布式掃描，模塊化設(shè)計 /恒流靜態(tài)驅(qū)動，亮度自動調(diào)節(jié)。 （ 8）超高亮純色像素。 （ 9）影像畫面清晰、無抖動和重影，杜絕失真。 （ 10）視頻、動畫、圖表、文字、圖片等各種信息顯示、聯(lián)網(wǎng)顯示、遠程控制。 4 LED 顯示屏應(yīng)用范圍 （ 1）廣 告應(yīng)用 —— 新媒體，新效果，新業(yè)務(wù) LED 條屏幕作為新的媒體，也是新型的裝飾材料，可以嵌入到很多室內(nèi)裝飾當(dāng)中，使裝飾更加富有動感，不斷更新的字幕，可以作為新告示板，宣傳優(yōu)惠和促銷信息等。極大地提高了室內(nèi)裝飾的檔次，有著良好的視覺效果。由于 LED條屏幕的安裝和使用有一定的技術(shù)含量，制約了在廣告行業(yè)的發(fā)展。掌握 LED技術(shù)，可以提高室內(nèi)裝飾的技術(shù)含量，擴展業(yè)務(wù)。 （ 2）系統(tǒng)集成 —— 2 次開發(fā) LED 條屏幕，由于控制簡單，嵌入到各類面向大眾的設(shè)備。字體大，富有動感，信息量大，適合遠距離觀看，及時向大眾播報最新消息，吸 引大眾注意。廣泛應(yīng)用到 排隊系統(tǒng)，報站系統(tǒng)，飲水機等。 LED 條屏控制卡，功能簡單穩(wěn)定，可以很方便地嵌入到系統(tǒng)里面，為開發(fā)者省去了開發(fā) LED 顯示的煩瑣工作，將注意力更多地集中在系統(tǒng)的功能和創(chuàng)新。 LED 條屏控制卡開發(fā)包，提供了詳細的開發(fā)例子，為你系統(tǒng)集成和 2 次開發(fā)提供了很好環(huán)境。 LED 顯示屏發(fā)展史及趨勢 顯示屏的發(fā)展史 LED 顯示屏的發(fā)展可分為以下幾個階段： 第一階段： 1970 年代最早的 Gap、 GaAsP 同質(zhì)結(jié)紅、黃、綠色低發(fā)光效率的 LED 已開始應(yīng)用于指示燈、數(shù)字和文字顯示。 第二階段 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。 第三階段是 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(shù)、圖像處理技術(shù)、光纖通信技術(shù)等的應(yīng)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(nèi)企業(yè)開發(fā)出來并得以應(yīng)用。 第四階段從 1999 年開始，紅、純綠、純藍 LED 管大量涌入中國，同時國內(nèi)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(yīng)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(nèi)的大 5 屏幕帶入全彩時代。 國內(nèi) LED 產(chǎn)業(yè)可簡化為兩個階段，第一個階段生產(chǎn)除高亮藍綠以外的各類光色芯片；目前是第二個階段，即在高亮藍綠芯片外延，制程產(chǎn)業(yè)化技術(shù)方面取得突破，這是企業(yè)在 LED 高亮藍，綠，紅芯片領(lǐng)域領(lǐng)先的重要標(biāo)志。 目前， LED 顯示屏的主要制造廠商集中在日本，北美等地，我國 LED 制造廠商出口的份額在其中微不足道。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界上目前至少有 150 家廠商生產(chǎn)全彩屏，其中產(chǎn)品齊全，規(guī)模較大的公司約有 30 家左右。 顯示屏發(fā)展趨勢 LED 的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全踩化方向發(fā)展。 （ 1）全彩化在紅、綠、藍三基色， 256 級灰度／基色加色彩校正的情況下，顯示效果可與其他方式的顯示屏媲美； （ 2）大型化 LED 顯示屏的最突出優(yōu)點是顯示尺寸可隨意組合拼接，適合于大型、超大型應(yīng)用場合； （ 3）高亮化戶外使用，白天使用，如運動場，高速公路； （ 4）降低成本采用大規(guī)模、超大規(guī)模專用集成電路，降低生產(chǎn)、安裝、調(diào)試成本。 現(xiàn)代信息社會中，作為人 — 機信息視覺傳 播媒體的顯示產(chǎn)品和技術(shù)得到迅速發(fā)展，進入二十一世紀(jì)的顯示技術(shù)將是平板顯示的時代， LED 顯示屏幕作為平板顯示的主導(dǎo)產(chǎn)品之一無疑會有更大的發(fā)展，并將成為二十一世紀(jì)平板顯示的代表性主流產(chǎn)品 。 2. 總體方案設(shè)計 任務(wù)設(shè)計 制作一臺簡易 LED16*64 點陣顯示的電子顯示屏，并實現(xiàn)從右至左滾動顯示一行漢字 “十年樹木，百年樹人 ”。 總體分析 LED 顯示屏系統(tǒng)用單片機作控制器，由 PC 軟件控制、單片機控制及其接口電路、 LED 點陣顯示電路（包括行、列驅(qū)動顯示電路） 、 電源等部分組成。 基本結(jié)構(gòu)如圖 1。 6 圖 1 LED 顯示屏系統(tǒng)框圖 PC 軟件控制的任務(wù)是在 PC 機上完成漢字和字符顯示信息的編輯，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的點陣顯示數(shù)據(jù)傳給 LED 顯示屏 ， 硬件控制系統(tǒng)中 LED 點陣的主要任務(wù)是通過電流控制完成信息顯示，由單片機掃描驅(qū)動方式的控制對 LED 點陣進行行、列驅(qū)動，實現(xiàn)設(shè)備的驅(qū)動并最終實現(xiàn)接收的文字顯示功能。 單片機的選擇 通過 AT89S52， AT89C51， AT89S51 的性能比較，來選擇單片機的型號。 AT89S52 與 AT89C51 相 比 ， AT89S52 能 通過 下載線進行在線編程，使用簡單的電路，就可以通過程序來進行對單片機的編程，是無須拆下來放到笨重的編程器上面寫的。 AT89S52 與 AT89S51，兩款單片機是都是 AT89S 系列的， AT89S52 的內(nèi)存較大， 8K 的字節(jié) flash 存儲器比 AT89S51 要多 4K，它可在線編程，可在線仿真的功能，這讓調(diào)試變得方便。單片機軟件編程的自由度大，可通過編程實現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制。靈活性大，給后面的軟件編輯帶來方便 [1]。 這三款類型的單片機價格差不多， AT89S52 比其他兩款資源多一倍， 而且AT89S52 有功能強大的全雙工串行通信端口，所以最終采用的是 AT89S52 系列單片機來作核心控制。 AT89S52 是一種低功耗、高性能且系統(tǒng)內(nèi)帶 8KB flash 存儲器的 8 位 CMOS單 片 機 行 驅(qū) 動 器 列 驅(qū) 動 器 其 他 功 能模塊 LED 點陣顯示 PC 軟 件 控 制 7 微處理器。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。它是一種高靈活性、花費有限資源就可以產(chǎn)生許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)的高性能微處理器，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 LED 點陣顯示 本設(shè)計中的屏幕采用的是 LED16*64 點陣模塊，由 4 片 LED16*16 點陣模塊組成，而一片 LED16*16 點陣模塊是由 4 片 LED8*8 點陣模塊拼成的。 顯示部分 LED顯示屏控制系統(tǒng)顯示信息的刷新技術(shù)有靜態(tài)鎖存和動態(tài)掃描兩種方式。 方案一：靜態(tài)鎖存就是顯示驅(qū)動電路具有輸出鎖存功能，單片機將要顯示的數(shù)據(jù)送出后就不再控制 LED，直到下一次顯示時再傳送一次新的數(shù)據(jù)，就是每一個二極管需要一個驅(qū)動電路，一副畫面輸入以后，所有 LED 的狀態(tài)保持到下一幅畫。這種顯示方法每一個發(fā)光一極管都對應(yīng)有一個驅(qū)動寄存器，無需時分工作，從而保證了每一個發(fā)光一極管的亮度占空比為 100%。 方案二：動態(tài)掃描是 對一幅畫面進行分割 ,對組成畫 面的各部分分別顯示。顯示屏上的一行發(fā)光二極管公用一組行驅(qū)動寄存器，然后通過行驅(qū)動管分時工作，來使每行 LED 的點亮?xí)r間占總時間的一定比例。動態(tài)掃描法可以大大減少控制器的 I/O 口，因此應(yīng)用比較廣范。 對于本設(shè)計使用的是 LED16*16 點陣顯示來說 ， 靜態(tài)鎖存雖然數(shù)據(jù)穩(wěn)定 ， 占用很少的 CPU 時間 ， 但由于每個顯示單元都需要單獨的顯示驅(qū)動電路 ,使用的硬件較多，成本高；而動態(tài)顯示雖然有閃爍感 ， 占用的 CPU 時間多 ,但使用的硬件少 ,能節(jié)省線路板空間 ， 當(dāng)只要每行的刷新速率大于一個定值時，利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，人們就可以看到一幅 完整的文字或畫面，且顯示亮度好，無閃爍感。所以選擇的是方案二 [2]。 行、列驅(qū)動 LED 顯示屏的數(shù)據(jù)傳輸方式主要有并行傳輸和串行傳輸兩種。 并行傳輸 將傳輸?shù)母魑煌瑫r 在多跟并行傳輸線上進行傳輸。其特點就是傳輸速度快 ，效率高，必須傳輸雙方靠的很近，且每一跟傳輸線另加控制線。單片機內(nèi)部或外部擴展在一塊電路板上的個功能部。器件之間均采用并行傳輸方式。 8 串行傳輸 數(shù)據(jù)的各位按時間順序依次在一根傳輸線上傳輸。 串行傳輸只需一根傳輸線，大大節(jié)省傳輸數(shù)據(jù)線，成本低，傳輸距離較遠，但傳輸速度慢、 效率較低。 行驅(qū)動采用并行輸出，但并行口不夠，所以采用一片 8255 用來擴展 AT89S52的端口，輸出行碼， 8255 芯片是一個典型的可編程通用并行接口芯片。 由于 AT89S52 的并行口的 I/O 資源有限，要進行串 —行轉(zhuǎn)換，又設(shè)計要求進行漢字的移位，這里可以使用 74LS164 把串行口擴展為并行口，輸出列碼，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。 74LS164 是一個串行輸入并行輸出的移位寄存器 [3]。 PC 機與單片機間的通信 本顯示系統(tǒng)需要與 PC 機進行通訊，單片機主要通過并行口與串行口與外設(shè)交換數(shù)據(jù)，而 中已經(jīng)也介紹了并行傳 輸與串行傳輸，串行傳輸只需一根數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)傳輸，節(jié)省資源。這里我們就是采用串行通訊方式，為了減少通信及電源干擾，我們采用 RS232 標(biāo)準(zhǔn)進行通信，即通過與 PC 機配置的 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串行接口 COMl， COM2 等相連接來實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)與 PC 機之間的數(shù)據(jù)交換。 為了能使微機與單片機之間能通信，必須遵守相同的通信協(xié)議。由于單片機的串行口以 TTL電平進行輸入輸出，而微機的 RS232 接口則采用 +12V和的 12V電平方式，與 PC 機 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串行接口的電氣規(guī)范不一致，因此要實現(xiàn)單片機與 PC 機之間的數(shù)據(jù)通讀，必須進 行電平轉(zhuǎn)換。一般常用的平轉(zhuǎn)換器件有MC1488, MC1489 及 MAX232 等，但 MC1488, MC1489 需要正負(fù) 12V 電源，這對于不具備正負(fù) 12V 電源的單片機系統(tǒng)是非常不便的，而 采用單電源電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX232 可以使電路變得簡單，可靠 [4]。 系統(tǒng)工作原理 行驅(qū)動 列驅(qū) 動 圖 2 LED 顯示屏系統(tǒng)具體框圖 PC機 RS232串口 串行口芯片MAX232A AT89S52 8255 74LS164 LED16*64 點陣顯示 9 通過單片機、顯示方式、行列驅(qū)動器、串行通信芯片的選擇，圖 1 的 LED顯示屏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖可以具體化了。如圖 2 所示 。 3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計 AT89S52 單片機控制系統(tǒng) AT89S52 單片機 AT89S52 是一種低功耗、高性能且系統(tǒng)內(nèi)帶 8KB 可編程 Flash 存儲器的 8位 CMOS 微處理器。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié)