【正文】 行掃描，按列控制 。靜態(tài)顯示是指將一幅畫面輸入以后要保持到下一幅畫面的輸入 。在行掃描列控制顯示時(shí)，把顯示數(shù)據(jù)從存儲(chǔ) 器中取出傳送到每一行對(duì)應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器上，這就存在一個(gè)列數(shù)據(jù)傳輸方式的問(wèn)題。 考慮到控制的方便，本設(shè)計(jì)采用的是掃描驅(qū)動(dòng)方式。各種控制信號(hào)用來(lái)使顯示屏正常工作，包括行選通信號(hào)、列數(shù)據(jù)移位信號(hào)、列數(shù)據(jù)輸出鎖存器打入信號(hào)、產(chǎn)生上下部分在時(shí)間上錯(cuò)開的 SRCLK 信號(hào)、清屏信號(hào)等。 (4) 整體電路 顯示數(shù)據(jù)輸出電路主要功能是進(jìn)行逐行掃描和將串行數(shù)據(jù)依次輸出到 LED 顯示單元模塊。復(fù)位電路的基本功能是系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后撤銷復(fù)位信號(hào)為可靠起見電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)以防電源開關(guān)或電源插頭分 合過(guò)程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位圖 所示的 RC復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)上述基本功能。 圖 晶振電路 串口通信的設(shè)計(jì) 串行通信是能把二進(jìn)制數(shù)據(jù)能夠按位傳送的通信，且 所需傳輸線極少， 8051 內(nèi)部除了含有 4 個(gè)并行 I/O 接口外，還有一個(gè)串行 I/O 接口。 1616 的點(diǎn)陣共有 256個(gè)發(fā)光二極管，顯然單片機(jī)沒有那么多端口，如果我們采用鎖存器來(lái)擴(kuò)展端口，按 8位的鎖存器來(lái)計(jì)算，1616 的點(diǎn)陣需要 256/8＝ 32個(gè)鎖存器。顯示時(shí)要把每一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器上去，這就存在一個(gè)顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題。 采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每行又一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，各行的同名列共用一個(gè)列驅(qū)動(dòng)器。 MAX232旁邊的需加四個(gè)電容，他們的作用是倍壓的 (升壓的 )，也就是說(shuō)和芯片一起共同作用把電壓從 +5 伏變到 +10伏，負(fù)的變到 10。一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般 IC的引腳都有等效輸入電容，這個(gè)不能忽略。單片機(jī)系統(tǒng) 包括電源電路，晶振電路和復(fù)位電路。 (2) 數(shù)據(jù)鎖存模塊 用 74HC595附帶輸出鎖存端子的 8 位移位寄存器。 25 單 片機(jī) 系 統(tǒng)行 掃描 電路 及控 制列 顯 示 數(shù) 據(jù)行 驅(qū)動(dòng)列 驅(qū) 動(dòng)1 6 X 3 2 點(diǎn) 陣R S 2 3 2電 源 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 控制電路采用單片機(jī)，主要負(fù)責(zé)與上位機(jī)的通訊、控制存儲(chǔ)顯 示數(shù)據(jù)模塊、安排控制信號(hào)的定時(shí)與順序、控制驅(qū)動(dòng) LED 顯示點(diǎn)陣的電路等。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)，這就需要列數(shù)據(jù)的顯示具有鎖存功能。在實(shí)際的 LED大屏幕顯示中，很少有采用靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的。當(dāng)掃描到 H2行時(shí)， L1 列的電位就應(yīng)該為低。 圖 行掃描列控制原理及波形圖 (2)掃描驅(qū)動(dòng) 掃描驅(qū)動(dòng)是通過(guò)數(shù)字邏輯電路，使若 干 LED 器件輪流導(dǎo)通，用以節(jié)省控制驅(qū)動(dòng)電路。在實(shí)際應(yīng)用中，往往需要調(diào)節(jié) LED器件的發(fā)光強(qiáng)度，通常我們是通過(guò)調(diào)節(jié)流經(jīng) LED器件的電流的平均時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 P0 口是一個(gè) 8位漏極開路的雙向 I/O 口。掉電保護(hù)方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 MCS51 單片機(jī)具有擴(kuò)展性強(qiáng)，功能強(qiáng)大，價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)，因此，采 用 Atmel公司的 AT89S52 單片機(jī)。型號(hào)為 22AWG的四芯電纜。即：邏輯 “1” ， 5— 15V；邏輯 “0” +5 — +15V。 RS232串口通信的設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通訊和并行通訊二種方式。當(dāng)對(duì)于 n個(gè) LED器件進(jìn)行掃描驅(qū)動(dòng)時(shí)，假定切換電路在切換過(guò)程中沒有時(shí)間延遲，且每 個(gè) LED的導(dǎo)通時(shí)間是相等的，則占空比為1/n。該點(diǎn)陣為共陽(yáng)極紅綠雙基色的點(diǎn)陣模塊（白的為綠色，黑的表示紅色）。而當(dāng)給 PN 結(jié)加以正向電壓時(shí)，導(dǎo)帶中的電子 17 則可越過(guò) PN 結(jié)的勢(shì)壘進(jìn)入到 P 區(qū)一側(cè)。依次類推， 2424點(diǎn)陣和 3232 點(diǎn)陣的漢字 則依次要用 72 個(gè)字節(jié)和 128 個(gè)字節(jié)存放一個(gè)漢字，構(gòu)成它在字庫(kù)中的字模信息。據(jù)此可以描繪出 “ 豪 ” 字的位（ bit）信息。具體組織安排如下： 第 2章：系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 第 3章 ：硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 第 4章：系統(tǒng)調(diào)試 第 5章：在完成系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作后，對(duì)整體工作進(jìn)行總結(jié)。另外，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展， LED 顯示屏在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的使用情況越來(lái)越多，在多媒體、多種顯示設(shè)備組成的信息顯示系統(tǒng)中，采用智能化網(wǎng)絡(luò)控制，聯(lián)網(wǎng)控制多屏技術(shù)也在實(shí)際中得到應(yīng)用。但是，也應(yīng)該看到，我國(guó)各個(gè) LED制造商設(shè)計(jì)開發(fā)的LED 專用驅(qū)動(dòng) IC 基本上是自用，批量規(guī)模不夠，導(dǎo)致產(chǎn)品的開放性差，另外，過(guò)分追求一些實(shí)際意義不大的功能的設(shè)計(jì)，從價(jià)值成本方 面分析也不盡合理。通用 IC 設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路在室內(nèi)外單色、雙基色顯示屏方 面應(yīng)用成熟，目前仍然是主流的驅(qū)動(dòng)電路。為使顯示效果更符合人眼的視覺 特性，出現(xiàn)了非線性級(jí)差調(diào)灰技術(shù)，即在低亮度區(qū)級(jí)差小，增加級(jí)數(shù)， 逐步到高亮度區(qū)時(shí)增大級(jí)差，形成視覺效果上的 “ 級(jí)差一致性 ” 。目前 LED 顯示屏作為信息傳播的一種重要手段，已經(jīng)成為城市信息現(xiàn)代化建設(shè)的標(biāo)志。 RS422 專用設(shè)計(jì)接口。調(diào)試難度、維護(hù)難度大大降低，可靠性高。系統(tǒng)原理圖如圖 所示： 圖 LED 電子顯示屏控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 (二 )系統(tǒng)功能該系統(tǒng)具備如下功能： (1)以計(jì)算機(jī)為處理控制中心，電子屏幕與電腦顯示器 (VGA)窗口某一區(qū)域逐點(diǎn)對(duì)應(yīng)，顯示內(nèi)容實(shí)時(shí) 同步，屏幕映射位置可調(diào)，可方便隨意地選擇顯示畫面的大小。行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系的形成，對(duì)產(chǎn)品的檢測(cè)有了相對(duì)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)和評(píng)判依據(jù)，生產(chǎn)條件 差、技術(shù)性不強(qiáng)、售后服務(wù)體系不完善的企業(yè)將受到市場(chǎng)的淘汰，預(yù)計(jì)今后幾年內(nèi)一批小規(guī)模 LED 顯示屏廠商會(huì)逐步淡出，行業(yè)的發(fā)展趨于有序。 LED 顯示屏的發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)代信息社會(huì)中，作為人一機(jī)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(jìn)入二十一世紀(jì)的顯示技術(shù)將是平板顯示的時(shí)代， LED 顯示屏作為平板顯示的主導(dǎo)產(chǎn)品之一無(wú)疑會(huì)有更大的發(fā) 展，并有可能成為二十一世紀(jì)平板顯示的代表性主流產(chǎn)品。 ⑦ 郵政、電信 、商場(chǎng)購(gòu)物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示。 ③ 港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示。 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)際先進(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)開發(fā)生產(chǎn)并得到應(yīng)用。 (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。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、圖象、動(dòng)畫、視頻、錄象信號(hào)等各種信息的特點(diǎn)得到了突飛 5 猛進(jìn)的發(fā)展。軟件拼接系統(tǒng)是用軟件來(lái)分割圖像，采用軟件方法拼接圖像，可十分靈活的對(duì)圖像進(jìn)行特技控制，如在任意位置開窗口；任意放大、縮小；利用鼠標(biāo)即可對(duì)所開的窗口任意拖動(dòng)，在控制臺(tái)上控制屏幕墻，如同控制自己的顯示器一樣方便。 ③ 燈泡壽命短，約 10006000 小時(shí)，與所選投影機(jī)有關(guān)。行情 LED 顯示屏一般包括證券、利率、期貨等用途的 LED顯示屏。可以在顯示新聞、廣告、信息發(fā)布的各種場(chǎng)所使用。 LED 信息顯示屏采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有耗電省、使用壽命長(zhǎng)、成本低、亮度高、視角大、可視距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。 綜上所述，基于系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)方案以及硬件設(shè)備的支持，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做了深入淺 1 出的分析，設(shè)計(jì)了軟件控制系統(tǒng)以及硬件模塊的功能點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)算法以及程序的設(shè)計(jì)。另外，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展， LED 顯示屏在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的使用情況越來(lái)越多，在 多媒體、多種顯示設(shè)備組成的信息顯示系統(tǒng)中，采用智能化網(wǎng)絡(luò)控制，聯(lián)網(wǎng)控制多屏技術(shù)也在實(shí)際中得到應(yīng)用。即系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、串行通訊的設(shè)計(jì)以及單片機(jī)的功能控制。但是，實(shí)際應(yīng)用的要求對(duì)系統(tǒng)的分析與算法的設(shè)計(jì)起著決定性的作用。在生產(chǎn)和生活中對(duì)大屏幕 LED 的大量需求，展示了大屏幕 LED點(diǎn)陣顯示器的光明應(yīng)用前景。 LED 顯示產(chǎn)品系列 A、單色、彩色條形顯示屏、 B、計(jì)算機(jī)控制數(shù)碼顯示屏、 C、單色圖文顯示屏、 D、三色（紅、綠、黃）圖文顯示屏、 E、點(diǎn)陣和數(shù)碼混合顯示屏（證券屏）、 F、雙基色（紅、綠）多媒體視頻同步顯示屏、 G、三基色（紅、綠、 藍(lán)）多媒體視頻同步顯示屏 LED 顯示屏分類方式按顯示顏色分為：?jiǎn)渭t色、單綠色、紅綠雙基色、紅綠藍(lán)三色按使用功能分為：圖文顯示屏、多媒體視頻顯示屏、行情顯示屏、條形顯示屏按使用環(huán)境分為：室內(nèi)顯示屏、室外顯示屏、半戶外顯示屏按 2 發(fā)光點(diǎn)直徑分 為： 、 、 、 、 、 ph ph ph1 ph20 等。大屏幕顯示屏業(yè)績(jī) —— 上海市八萬(wàn)人體育場(chǎng)、上海大眾汽車公司、上海國(guó)際信托投資公司、上海房產(chǎn)交易所、寶山鋼鐵公司等大屏幕拼接顯示屏系統(tǒng) 一般用戶在需要同時(shí)觀看的信源較少時(shí)，適合選擇單機(jī)大屏幕。大屏幕拼接系統(tǒng)不再受單機(jī)分辨率和亮度的影響，例如一個(gè) 22 四個(gè)單機(jī)的拼接系統(tǒng)，單機(jī)分辨率為 1024768 ，亮度為 500lm，則拼接后的系統(tǒng) 分辨率為 20481536 ，亮度為2021lm。 與傳統(tǒng)的顯示設(shè)備相比，正是這種未來(lái)的巨大需求讓大屏幕顯示技術(shù)成為眾人目光的焦點(diǎn)： (1) LED 顯示屏色彩豐富，顯示方式變化多樣（圖形、文字、三維、二維動(dòng)畫、電視畫面等）、亮度高、壽命長(zhǎng)，是信息傳播設(shè)施劃時(shí)代的產(chǎn)品。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。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至 1998 年底，年度銷售總額在 1000 萬(wàn)元以上的企業(yè)有 20 多家，其銷售總額達(dá) 6億元左右，占行業(yè)市場(chǎng)總額的 85%以上。 (2) LED 顯示屏的應(yīng)用涉及社 會(huì)經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，主要包括： ① 證券交易、金融信息顯示。 LED 顯示屏已取代了傳統(tǒng)的燈泡及 CRT 顯示屏，四十三屆世乒賽主場(chǎng)地天津體育中心首次采用了國(guó)產(chǎn)彩色視頻 LED 顯示屏，受到普遍好評(píng)，上海體育中心、大連體育場(chǎng)等許多國(guó)內(nèi)重要體育場(chǎng)館相繼采用了 LED 顯示屏作為信息顯示的主要手段。除單一大型戶內(nèi)、戶外顯示屏做為廣告媒體外，國(guó)內(nèi)一些城市出現(xiàn)了集群 LED顯示屏廣告系統(tǒng)；列車 LED 顯示屏廣告發(fā)布系統(tǒng)也已在全國(guó)數(shù)十列旅客列車上得到采用并正在推廣。使 LED 全彩色顯示產(chǎn)品成本下降，應(yīng)用加快。 LED 顯示系統(tǒng)控制原理及相關(guān)技術(shù) LED 電子顯示屏控制原理 （一）系統(tǒng)組成本系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)專用設(shè)備、顯示屏幕、視頻輸入端口和系統(tǒng)軟件等組成。播放軟件顯示信息的方式有覆蓋、合攏、開簾、色彩交替、放大縮小等十多種形式。每個(gè)單元之間的信號(hào)傳遞采用信號(hào)鎖存技術(shù)進(jìn)行同步控制。軟件功能強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便。在 LED 顯示屏技術(shù)中，以下方面的技術(shù)在實(shí)踐中不斷提高并普遍受到關(guān)注和重視。 驅(qū)動(dòng)電路 LED 正向?qū)妷旱牡湫椭?~，驅(qū)動(dòng)電流為 20mA。 LED 顯示屏專用的 IC 在國(guó)內(nèi)外一直受到關(guān)注。發(fā)送功能涉及到上端與下端方面 的通訊。通過(guò)串口采用串行通訊方式，完成信息的傳輸。我國(guó) 1981年公布了《通訊用漢字字符集 (基本集 )及其交換碼標(biāo)準(zhǔn) GB231280 方案，把高頻字、常用字和次常用字集合成漢字基本字符集（共 6763 個(gè)），在該字符集中按漢字使用的頻度，又將其分為一級(jí)漢字 3755個(gè)（按拼音排序）、二級(jí)漢字 3008 個(gè)（按部首排序），再加上西文字母、數(shù)字、圖形符號(hào)等 700個(gè)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的漢字字符集（ GB231280）在漢字操 作系統(tǒng)中是以漢字庫(kù)的形式提供的。由于漢字?jǐn)?shù)量多且字形變化大，對(duì)不同字形漢字的輸出，就有不同的點(diǎn)陣字形。我們知道，發(fā)光是一種能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。 LED 發(fā)光二極管分為正負(fù)二個(gè)腳當(dāng)正負(fù)之間加入一定的電壓時(shí) LED 會(huì)點(diǎn)亮。 屏體的主要部分是顯示點(diǎn)陣，還有行列驅(qū)動(dòng)電路。 圖 系統(tǒng)組成 上位計(jì)算機(jī)可選擇工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或者普通個(gè)人計(jì)算機(jī)。 RS232C接口（又稱 EIA RS232C）是目前最常用的一種串行通訊接口。 (3) 接口的物理結(jié)構(gòu) RS232C接口連接器一般使用型號(hào)為 DB25的 25芯插頭座 ,通常插頭在 DCE端 ,插座在 DTE端 . 一些設(shè)備與 PC機(jī)連接的 RS232C接口 ,因?yàn)椴皇褂脤?duì)方的傳送控制信號(hào) ,只需三條接口線 ,即 “ 發(fā)送數(shù)據(jù) ” 、 “ 接收數(shù)據(jù) ” 和 “ 信號(hào)地 ” 。RS232C總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有 25條信號(hào)線，包括一個(gè)主通道和一個(gè)輔助通道，在多數(shù)情況下主要使用主通道，對(duì)于一般雙工通信，僅需幾條信號(hào)線就可實(shí)現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。片上 Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。單片機(jī)的串口與計(jì)算機(jī)串口相連，用來(lái)進(jìn)行與上位機(jī)通信。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0口也被作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。采用這種驅(qū)動(dòng)方式需要對(duì)以下兩個(gè)方面進(jìn)行考慮 :脈沖電流的幅值和其重復(fù)頗率。也可以按列掃描，按行控制。動(dòng)態(tài)顯示是指將畫面分為若干部 分分別進(jìn)行刷新。從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式，它們各有優(yōu)缺 :數(shù)據(jù)并行傳輸?shù)乃俣缺容^快，但是隨著屏幕