【正文】 LED用于顯示屏幕的應(yīng)用約占LED應(yīng)用的20%—25%，顯示屏幕可分為單色和彩色。（3）、照明應(yīng)用：便攜燈具，汽車用燈，特殊照明。由于LED尺寸小，便于動(dòng)態(tài)的亮度和顏色控制，因此比較適合用于建筑裝飾照明。背光照明：普通電子設(shè)備功能顯示背光源、筆記本電腦背光源、大尺寸超大尺寸LCD顯示器背光源等。以及投影儀用RGB光源。LED概述 LED電子顯示屏概述LED電子顯示屏（Light Emitting Diode Panel）是由幾百幾十萬(wàn)個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管構(gòu)成的像素點(diǎn)，按矩陣均勻排列組成。利用不同的半導(dǎo)體材料可以制造不同色彩的LED像素點(diǎn)。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍(lán)色和純綠色LED的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段。LED顯示屏是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的亮度的方式，來顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、行情、視頻、錄像信號(hào)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(jì)算機(jī)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?yàn)槠湎袼貑卧侵鲃?dòng)發(fā)光的，具有亮度高，視角廣、工作電壓低、功耗小、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因而被廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)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。 LED電子顯示屏的分類按顏色分類：?jiǎn)位@示屏:單一顏色（紅色或綠色）。雙基色顯示屏：紅和綠雙基色，256級(jí)灰度、可以顯示65536種顏色。全彩色顯示屏：紅、綠、藍(lán)三基色，256級(jí)灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬(wàn)種顏色。按顯示器件分類：LED數(shù)碼顯示屏：顯示器件為7段碼數(shù)碼管，適于制作時(shí)鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的電子顯示屏。LED點(diǎn)陣圖文顯示屏：顯示器件是由許多均勻排列的發(fā)光二極管組成的點(diǎn)陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。按使用場(chǎng)合分類：室內(nèi)顯示屏：發(fā)光點(diǎn)較小，一般Φ3mmΦ8mm，顯示面積一般零點(diǎn)幾至十幾平方米。室外顯示屏：面積一般幾十平方米至幾百平方米，亮度高，可在陽(yáng)光下工作，具有防風(fēng)、防雨、防水功能。按發(fā)光點(diǎn)直徑分類：室內(nèi)屏：Φ3mm、Φ5mm、室外屏：Φ10mm、Φ12mm、Φ16mm、Φ19mm、Φ21mm、Φ26mm 室外屏發(fā)光的基本單元為發(fā)光筒，發(fā)光筒的原理是將一組紅、綠、藍(lán)發(fā)光二極管封在一個(gè)塑料筒內(nèi)共同發(fā)光增強(qiáng)亮度。顯示原理及控制方式分析 LED點(diǎn)陣模塊結(jié)構(gòu)八十年代以來出現(xiàn)了組合型LED點(diǎn)陣顯示器模塊，以發(fā)光二極管為像素，它用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后，環(huán)氧樹脂和塑模封裝而成。這種一體化封裝的點(diǎn)陣LED模塊，具有高亮度、引腳少、視角大、壽命長(zhǎng)、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點(diǎn)。LED點(diǎn)陣規(guī)模常見的有445581616等等。根據(jù)像素顏色的數(shù)目可分為單色、雙基色、三基色等。像素顏色不同，所顯示的文字、圖象等內(nèi)容的顏色也不同。單色點(diǎn)陣只能顯示固定色彩如紅、綠、黃等單色，雙基色和三基色點(diǎn)陣顯示內(nèi)容的顏色由像素內(nèi)不同顏色發(fā)光二極管點(diǎn)亮組合方式?jīng)Q定，如紅綠都亮?xí)r可顯示黃色，如果按照脈沖方式控制二極管的點(diǎn)亮?xí)r間，則可實(shí)現(xiàn)256或更高級(jí)灰度顯示，即可實(shí)現(xiàn)真彩色顯示。8單色LED點(diǎn)陣顯示器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和外型規(guī)格，其它型號(hào)點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)與引腳可試驗(yàn)獲得。 88單色LED模塊內(nèi)部電路LED點(diǎn)陣顯示器單塊使用時(shí)，既可代替數(shù)碼管顯示數(shù)字，也可顯示各種中西文字及符號(hào)．如5x7點(diǎn)陣顯示器用于顯示西文字母．58點(diǎn)陣顯示器用于顯示中西文，8x8點(diǎn)陣可以用于顯示簡(jiǎn)單的中文文字，也可用于簡(jiǎn)單圖形顯示。用多塊點(diǎn)陣顯示器組合則可構(gòu)成大屏幕顯示器，但這類實(shí)用裝置常通過PC機(jī)或單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)。 LED 動(dòng)態(tài)顯示原理LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式： 有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示原理簡(jiǎn)單、控制方便，但硬件接線復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中一般采用動(dòng)態(tài)顯示方式，動(dòng)態(tài)顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖電壓驅(qū)動(dòng)，從上到下逐次不斷地對(duì)顯示屏的各行進(jìn)行選通，同時(shí)又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù)信號(hào)，反復(fù)循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。點(diǎn)陣式LED漢字廣告屏絕大部分是采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于24幀/秒，人眼看起來就是一個(gè)完整的，相對(duì)靜止的畫面。最典型的例子就是電影放映機(jī)。在電子領(lǐng)域中，因?yàn)檫@種動(dòng)態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號(hào)線數(shù)量，因此在LED顯示技術(shù)中被廣泛使用。以88點(diǎn)陣模塊為例，說明一下其使用方法及控制過程。，紅色水平線Y0、Y1……Y7叫做行線，接內(nèi)部發(fā)光二極管的陽(yáng)極，每一行8個(gè)LED的陽(yáng)極都接在本行的行線上。相鄰兩行線間絕緣。同樣，藍(lán)色豎直線X0、X1……X7叫做列線，接內(nèi)部每列8個(gè)LED的陰極，相鄰兩列線間絕緣。在這種形式的LED點(diǎn)陣模塊中，若在某行線上施加高電平（用“1”表示），在某列線上施加低電平（用“0”表示）。則行線和列線的交叉點(diǎn)處的LED就會(huì)有電流流過而發(fā)光。比如，Y7為1，X0為0,則右下角的LED點(diǎn)亮。再如Y0為1，X0到X7均為0，則最上面一行8個(gè)LED全點(diǎn)亮?，F(xiàn)描述一下用動(dòng)態(tài)掃描顯示的方式，顯示字符“B”的過程。 用動(dòng)態(tài)掃描顯示字符“B”的過程 LED常見的控制方式目前常見的是并行傳輸方式（），通過8位鎖存器將8位總線上的列數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存顯示，各8位鎖存器的片選信號(hào)由譯碼器提供。此種方式的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快，對(duì)微控制器（MCU）的通信速度要求較低。但是這種方案最大的缺點(diǎn)是不便于隨意擴(kuò)展顯示單元的數(shù)目。每增加一個(gè)1616點(diǎn)陣的全角漢字顯示單元，就需要在之前的電路上多增加兩根地址線，這就要求在PCB布線的時(shí)候要留有充足的地址線冗余量。再一個(gè)缺點(diǎn)是，每個(gè)單元的PCB隨著安放位置的不同，布線結(jié)構(gòu)也不相同，不利于廠家批量生產(chǎn)。并行傳輸需要的芯片較多，因此市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)用FPGA,CPLD等高密度可編程邏輯器件（PLD）來取代傳統(tǒng)鎖存器IC的方案。成本有所下降，但可擴(kuò)展性仍舊較差。因此，并行傳輸方式適用于顯示單元數(shù)目確定的條屏。隨著廣告屏顯示內(nèi)容的多媒體化，對(duì)控制器傳輸速度，運(yùn)算能力的要求越來越高。因此控制器的種類也在不斷發(fā)展以適應(yīng)要求，從最初的8051單片機(jī)，到PIC單片機(jī)，又到FPGA，直到現(xiàn)在的ARM處理器。不同功能檔次的廣告屏對(duì)應(yīng)著不同的處理器。一．以傳統(tǒng)8051單片機(jī)為控制器的LED顯示屏。因受到單片機(jī)運(yùn)算速度及通信速率的限制，LED動(dòng)態(tài)顯示的刷新率不可能做得太高。對(duì)顯示效果和移動(dòng)算法的處理也比較吃力，在實(shí)際顯示效果上有比較明顯的閃爍感。除此之外，傳統(tǒng)8051單片機(jī)的內(nèi)部資源貧乏，僅128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，幾K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器，無E2PROM，SPI。這就需要對(duì)單片機(jī)擴(kuò)展外設(shè)，無疑增加了硬件成本。因此，8051控制的條屏只能用于顯示內(nèi)容及其簡(jiǎn)單，不需要經(jīng)常更改顯示內(nèi)容的場(chǎng)合。二．以PIC單片機(jī)為控制器的LED顯示屏。因PIC單片機(jī)是RISC架構(gòu)的工業(yè)專用單片機(jī)，處理指令的速度有所增加，抗干擾能力優(yōu)秀，型號(hào)種類繁多。作為條屏的控制器，可以明顯的改善顯示效果，同時(shí)PIC單片機(jī)內(nèi)部的資源較豐富，可節(jié)省外部電路設(shè)計(jì)難度，同時(shí)降低了硬件成本。因此，以PIC單片機(jī)為控制器的條屏目前仍是單色條屏市場(chǎng)的主流。三．以FPGA（復(fù)雜可編程邏輯門陣列）為控制器的LED顯示屏。FPGA以高速、并行著稱。是近年來新興的可編程邏輯器件。用他作為L(zhǎng)ED顯示屏的控制器，能夠高速的處理色階PWM信號(hào)、高速的完成動(dòng)態(tài)掃描邏輯、高速的完成字符移動(dòng)算法。因此被運(yùn)用于雙基色、三基色的顯示系統(tǒng)。但是其成本較高，開發(fā)難度較大。四．以ARM（32位RISC架構(gòu)高性能微處理器）為控制器的LED顯示屏。ARM有著極高的指令效率，極高的時(shí)鐘頻率。因此其運(yùn)算能力非常強(qiáng)大，內(nèi)部資源也十分豐富，極大的簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)的難度，縮短了開發(fā)周期。在條屏的運(yùn)用中，能用ARM來實(shí)現(xiàn)花樣繁多的顯示方式，以及高色階，多像素的全彩屏驅(qū)動(dòng)。ARM與FPGA的組合更是功能強(qiáng)大，除了海量存儲(chǔ)技術(shù)，無線更新技術(shù)外，還能實(shí)時(shí)地顯示視頻信號(hào)。因此，以ARM為控制器的顯示屏常為視頻全彩屏。硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件概述整個(gè)電路由單片機(jī)89C51，8個(gè)74LS373，1個(gè)74HC154，1個(gè)74LS138,4個(gè)1616的LED。該電路所設(shè)計(jì)的電子屏可顯示多個(gè)漢字，需要4個(gè)1616 LED點(diǎn)陣模塊，可組成1664的條形點(diǎn)陣。AT89C51是一種帶4KB可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 AT89C51的管腳圖譯碼器是組合邏輯電路的一個(gè)重要的器件，74LS138的輸出是低電平有效，故實(shí)現(xiàn)邏輯功能時(shí)，輸出端不可接或門及或非門，74LS138與前面不同，其有使能端，故使能端必須加以處理，否則無法實(shí)現(xiàn)需要的邏輯功能。發(fā)光二極管點(diǎn)亮只須使其正向?qū)纯?，根?jù)LED的公共極是陽(yáng)極還是陰極分為兩類譯碼器，即針對(duì)共陽(yáng)極的低電平有效的譯碼器；針對(duì)共陰極LED的高電平輸出有效的譯碼器。74LS373是低功耗肖特基TTL8D鎖存器，內(nèi)有8個(gè)相同的D型(三態(tài)同相)鎖存器，由兩個(gè)控制端(11腳G或EN；1腳OUT、CONT、OE)控制。當(dāng)OE接地時(shí)，若G為高電平，74LS373接收由PPU輸出的地址信號(hào)；如果G為低電平，則將地址信號(hào)鎖存。工作原理：74LS373的輸出端O0—O7可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端OE為低電平時(shí)，O0—O7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。當(dāng)OE為高電平時(shí)，O0—O7呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端LE為高電平時(shí)，O隨數(shù)據(jù)D而變。當(dāng)LE為低電平時(shí)，O被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。 74LS373引腳圖74HC154為 4 線－12 線譯碼器，當(dāng)選通端（GG2）均為低電平時(shí)，可將地址端（ABCD）的二進(jìn)制 編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端，以低電平譯出。若將 G1 和 G2 中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端，由 ABCD 對(duì)輸出尋址，還可作 1 線－16 線數(shù)據(jù)分配器。工作環(huán)境溫度為0～70℃，對(duì)社會(huì)的要求非常適合。LED,50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于1960年。LED是英文light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧7樹脂密封，即固體封裝，所以能起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好該電路的顯示采用逐行掃描方式。工作時(shí)，由單片機(jī)取出第一行需要顯示的內(nèi)容經(jīng)延時(shí)一段時(shí)間后再進(jìn)行下一行點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的顯示。需要注意的是，每次只能選通一行數(shù)據(jù)，即要通過不斷的逐行掃描來實(shí)現(xiàn)漢字或字符的顯示。 1616LED點(diǎn)陣顯示制作 1616LED點(diǎn)陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理以UCDOS中文宋體字庫(kù)為例，每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。即國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)漢字庫(kù)中的每一個(gè)字均由256點(diǎn)陣來表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素，而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素范圍內(nèi)的任何圖形。這里我們以“高”字說明。 16*16LED漢字顯示用8位的AT89C51單片機(jī)控制，由于單片機(jī)的總線為8位，一個(gè)字需要拆分為2個(gè)部分。一般把它拆分為上部和下部，上部由816點(diǎn)陣組成，下部也由816點(diǎn)陣組成。在本例中單片機(jī)首先顯示的是左上角的第一列的上半部分，即第0列的p00—p07口。方向?yàn)閜00到p07 ,顯示漢字“高”時(shí),p02點(diǎn)亮,由上往下排列, 滅， 滅, 滅, 滅, 滅, 亮, 滅。即二進(jìn)制00000100，轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制為 04h。上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，為了接線的方 便，我們?nèi)栽O(shè)計(jì)成由上往下掃描，即從p27向p20方向掃描，從上圖可以看到，這一列全部為不亮，即為00000000，16進(jìn)制則為00h。然后單片機(jī)轉(zhuǎn)向上半部第二列，仍為p01點(diǎn)亮，為00000100，p20點(diǎn)亮，為二進(jìn)制00000010，繼續(xù)進(jìn)行下面的掃描，一共掃描32個(gè)8位，可以得出漢字“高”的掃描代碼為：02h，00h，01h, 04h,0FFh,0FEh, 00h, 00h，1Fh,0F0h, 10h, 10h, 10h, 10h, 1Fh,0F0h，00h, 04h, 7Fh,0FEh, 40h, 04h, 4Fh,0E4h，48h, 24h, 48h, 24h, 4Fh,0E4h, 40h, 0Ch。由這個(gè)原理可以看出，無論顯示何種字體或圖像，都可以用這個(gè)方法來分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。不過現(xiàn)在有很多現(xiàn)成的漢字字模生成軟件，就不必自己去畫表格算代碼了。 用88LED點(diǎn)陣構(gòu)成1616LED點(diǎn)陣Proteus中只有57和88等LED點(diǎn)陣，并沒有1616LED點(diǎn)陣，而在實(shí)際應(yīng)用中，要良好地顯示一個(gè)漢字，則至少需要1616點(diǎn)陣。下面我們就首先介紹使用88點(diǎn)陣構(gòu)建1616點(diǎn)陣的方法，并構(gòu)建一塊1616LED點(diǎn)陣，用于本例的顯示任務(wù)。首先，“MATRIX8X8RED”元器件，并將四塊該元器件放入Proteus文檔區(qū)編輯窗口中。此時(shí)需要注意,如果該元器件保持初始的位置（沒有轉(zhuǎn)動(dòng)方向），我們要首先將其左轉(zhuǎn)90176。，使其水平放置，那么此時(shí)它的左面8個(gè)引腳是其行線，右邊8個(gè)引腳是其列線（當(dāng)然，如果你是將右轉(zhuǎn)，則右邊8個(gè)引腳是行線）。然后我們將四個(gè)元器件對(duì)應(yīng)的行線和列線分別進(jìn)行連接，使每一條行線引腳接一行16個(gè)LED，列線也相同。并注意要將行線和列線引出一定長(zhǎng)度的引腳，以便下面我們使用。連