【正文】 在此，向曾經(jīng)幫助過(guò)我的同學(xué)表示感謝。從論文的選題，方案的制定以及論文的撰寫(xiě)，都得到了程老師的熱心幫助。程老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，積極進(jìn)取的工作作風(fēng)以及平易近人的性格給我留下了深刻的印象。 無(wú)線(xiàn) LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 25 致謝 大學(xué)的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，在此期間，我處于緊張的學(xué)習(xí)和生活當(dāng)中。 在本次設(shè)計(jì)工作中，通過(guò)對(duì) LED 顯示屏技術(shù)的發(fā)展的分析與研究，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，采用最少的資源消耗，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中得到了應(yīng)用。并且，針對(duì)系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的分析和實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在理論上對(duì)其做了系統(tǒng)的論述和說(shuō)明。 北京站、北京西站、南昌站、大連港等國(guó)內(nèi)重要火車(chē)站和港口都安裝了國(guó)內(nèi)廠(chǎng)家提供的產(chǎn)品和系統(tǒng)。上海證券交易所、深圳證券交易所及全國(guó)上萬(wàn)家證券、金融營(yíng)業(yè)機(jī)構(gòu)廣泛使用了 LED 顯示屏。并且，針對(duì) 系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的分析和實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在理論上對(duì)其做了系統(tǒng)的論述和說(shuō)明。這種器件改變了傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法采用可編程邏輯器件對(duì)器件進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯功能，這稱(chēng)為基于芯片的設(shè)計(jì)方法。這不僅擴(kuò) 展了器件的用途，縮短了系統(tǒng)調(diào)試周期，而且根除了對(duì)器件單獨(dú)編程的環(huán)節(jié)，省卻了器件編程設(shè)備，簡(jiǎn)化了目標(biāo)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)和升級(jí)工作。 在系統(tǒng)可編程技術(shù) (In 一 Stemless program，縮寫(xiě) ISP)在用戶(hù)自己設(shè)計(jì)的目標(biāo)系統(tǒng)中或電路板上為重構(gòu)邏輯器件編程或反復(fù)改寫(xiě)的能力。在常規(guī)數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，當(dāng)電路設(shè)計(jì)完成后，須先制作電路板，然后安裝元件，調(diào)試。三種基色具有嚴(yán)格的波長(zhǎng)，不同配比可組合成自然界各種各樣的光。數(shù)據(jù)在 Schlep 的上升輸入，在 Step 的上升沿進(jìn)入的存儲(chǔ)寄存器中去。 4/16 譯碼器 74HC595 對(duì) LED 點(diǎn)陣的 16 行進(jìn)行掃描。 無(wú)線(xiàn) LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 20 LED 顯示屏的主控電路 系統(tǒng)主控電路 系統(tǒng)主控器電路如圖 42 所示，即為一單片機(jī)最小系統(tǒng)，外加擴(kuò)展槽與一些功能電路，通過(guò)鍵盤(pán)掃描來(lái)確定工作模式以及完成相關(guān)操作。相對(duì)單機(jī)工作方式，主從工作模式的處理能力大大提高，并且分工明確，執(zhí)行速度得到很大的提高。但是，將所有功能集成在一起，一片 AT89C51 單片機(jī)處理能力是不夠的。在送每一行的數(shù)據(jù)到 LED 點(diǎn)陣前，先把數(shù)據(jù)分別送到第一級(jí)的 8 個(gè) 74HC573，然后再給第二級(jí)的 8 個(gè) 74HC573 送鎖脈沖，數(shù)據(jù)一起輸出到 LED 點(diǎn)陣列中，這樣就避免了各行數(shù)據(jù)顯示不同步問(wèn)題。如果要 驅(qū)動(dòng) 64 列點(diǎn)陣顯示，通用 51 單片機(jī)會(huì)比較吃力，出現(xiàn)比較嚴(yán)重的閃爍停滯現(xiàn)象。點(diǎn)陣顯示屏每個(gè)單元由 16 個(gè) 8 8 點(diǎn)陣 LED 顯示模塊、行信號(hào)選擇譯碼器 74HC13驅(qū)動(dòng)器 74HC24數(shù)據(jù)移位寄存器 74HC595 和行驅(qū)動(dòng)器組成。當(dāng) N 根行線(xiàn)分時(shí)工作且刷新速率足夠高時(shí)，就能顯示出一幅穩(wěn)定完整的文字或圖形。 根據(jù)這一原理，將 LED 發(fā)光管排成陣列行式結(jié)構(gòu)，稱(chēng)橫線(xiàn)為行，縱線(xiàn)為列。 無(wú)線(xiàn) LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 17 第四章 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) LED 點(diǎn)陣電子顯示屏制作簡(jiǎn)單，安裝方便，被廣泛應(yīng)用于各種公共場(chǎng) 合，如汽車(chē)報(bào)站器、廣告屏以及公告牌等。 顯示過(guò)程是這樣的 :首先控制顯示的單片機(jī)接收 LED屏主控微機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)(按照通信 協(xié)議組織的數(shù)據(jù) )。這種掃描方式從每行模塊的第一行 LED 順次到該行模塊的最后一行 LED依次點(diǎn)亮模塊的每一行?？刂齐娐凡捎脛?dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng) LED 器件，每?jī)尚幸粋€(gè)控制器，控制完成整個(gè)顯示電路的行列驅(qū)動(dòng)。在掃描板控制下， 顯示單元模塊重復(fù)顯示的頻率不低于 120Hz，且控制輸出引腳上輸出的是一個(gè)帶有非線(xiàn)性視覺(jué)糾正的具有 256 級(jí)灰度的以占空比形式表示的灰度值。由于在級(jí)聯(lián)中加入了定位信息，所以行控制器無(wú)須外部設(shè)臵即可自動(dòng)定位。也就是說(shuō)，幀控制器將計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口獲取控制信號(hào)，使用戶(hù)能通過(guò)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用軟件（ LED 管理工具）完成對(duì) LED 屏的控制和調(diào)節(jié)，使幀控制器不但能適應(yīng)各種不同規(guī)格的LED 屏，還能調(diào)節(jié)整屏的亮度和各色的全屏亮度功能，使 LED 屏具有出色的節(jié)能效果。 LED 點(diǎn)陣顯示模塊的顯示一般采用動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方式，每次最多只能 點(diǎn)亮一行 LED。 靜態(tài)顯示每一個(gè)像素需要一套驅(qū)動(dòng)電路，如果顯示屏為 N*M 個(gè)像素，則需要 N*M 套驅(qū)動(dòng)電路 。 (3)從顯示的效果可分為無(wú)灰度級(jí)顯示及多灰度級(jí)顯示兩類(lèi)： 無(wú)灰度級(jí)顯示是指 LED 顯示屏的每像素點(diǎn)都只有亮與不亮兩種狀態(tài)，且全屏點(diǎn)亮的刷新時(shí)間一樣長(zhǎng)。 (2)從顯示的實(shí)時(shí)性可分為同步顯示及異步顯示兩種 : 同步顯示方式是指 LED 顯示屏能同步顯示計(jì)算機(jī) CRT 上的信息，可將 LED顯示屏當(dāng)作一個(gè)計(jì)算機(jī)的外接大顯示器。 (1)從實(shí)現(xiàn)控制的方式來(lái)看，系統(tǒng)控制電路可分為集中式和分散 式兩種 : 集中式控制系統(tǒng)是指 LED 顯示屏僅受一個(gè)控制系統(tǒng)指揮，各個(gè)顯示單元具有共同的數(shù)據(jù)信號(hào)，外同步信號(hào)和特別控制時(shí)基信號(hào)。鎖存型驅(qū)動(dòng)如采用常規(guī)型的設(shè)計(jì)方法，則所用元器件較多，成本較高，如采用專(zhuān)用型或功能型 IC 設(shè)計(jì)，則成本將大幅度降低。 (2)從實(shí)現(xiàn)信息刷新的原理上分， LED 顯示屏驅(qū)動(dòng)電路又分為掃描型及鎖存型兩種 : 掃描型是指顯示屏 4 行、 8 行、 16 行等 n 行發(fā)光二極管共享一組列驅(qū)動(dòng)寄存器，通過(guò)行驅(qū)動(dòng)管的分時(shí)工作，使得每行 LED 的點(diǎn)亮?xí)r間占總時(shí)間的 1/n，只要整屏的刷新速率大于 50HZ，利用人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，就可形成一幅完整的文字或畫(huà)面。這些專(zhuān)用型的驅(qū)動(dòng) IC，有的比較簡(jiǎn)單，僅僅是提高了原來(lái)通用型驅(qū)動(dòng) IC 的集成度或驅(qū)動(dòng)能力 。 (1)從采用的器件來(lái)分有常規(guī)型、專(zhuān)用型及功能型 : 常規(guī)型驅(qū)動(dòng)電路是采用通用的集成電路，如 74HC154,74HC595,74LS374 等作為數(shù)據(jù)裝載的主要器件。 LED 點(diǎn)陣顯示模塊的顯示一般采用動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方式，每次最多只能點(diǎn)亮一行 LED。 按發(fā)光點(diǎn)直徑分類(lèi) 室內(nèi)屏：Φ 3mm、Φ 、Φ 5mm、 室外屏：Φ 10mm、Φ 12mm、Φ 14mm、Φ 16mm、Φ 18mm、Φ 20mm、Φ25mm、Φ 、Φ 36mm 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。 按顯示器件分類(lèi) : 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。 綜上所述 ， LED 顯示技術(shù)作為一種電子信息顯示技術(shù)，相信隨著各種科學(xué)技術(shù)的發(fā) 展， LED 顯示系統(tǒng)以其優(yōu)異的性能將會(huì)有更為廣闊的發(fā)展前景。 顯示部分的掃描采用掃描控制技術(shù)，顯示部分被分成不同的單元，獨(dú)立進(jìn)行掃描。一般刷新周期可控 制在幾十毫秒范圍之內(nèi)。同時(shí)調(diào)整行列順序，就能得到對(duì)角線(xiàn)平移的效果。 為了吸引觀(guān)眾增強(qiáng)顯示效果，可以有多種顯示模式。LED 圖文顯示屏的外觀(guān)可以做成條形，叫做條屏，也可以按一定高度比例做成矩形的平面圖文顯示屏。 用于制造顯示屏的發(fā)光二極管產(chǎn)品有單管、矩陣塊、象素管三種規(guī)格，以滿(mǎn)足不同使用場(chǎng)合的要求。 無(wú)線(xiàn) LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 9 第二章 LED 電子顯示屏的介紹 LED 顯示屏簡(jiǎn)介 LED 電子顯示屏是由幾萬(wàn) 幾十萬(wàn)個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管像素點(diǎn)均勻排列組成。信息技術(shù)自然成為優(yōu)先發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。封裝及應(yīng)用，尤其是國(guó)際應(yīng)用產(chǎn)品加工有向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。要在國(guó)內(nèi)發(fā)展高亮 LED 產(chǎn)業(yè)，可以充分利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的研發(fā)和生產(chǎn)力量，走合作發(fā)展的道路。歐、美及日本等先進(jìn)技術(shù)國(guó)家 也投注許多人力，成立專(zhuān)門(mén)的機(jī)構(gòu)推動(dòng)白光 LED 研發(fā)工作。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。藍(lán)色 LED 芯片研制成功，全彩色 LED 顯示屏進(jìn)入市場(chǎng)， LED顯示屏在國(guó)內(nèi)的發(fā)展速度非常迅速， 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)。而且，顯示屏控制技術(shù)基本上是通信控制方式，客觀(guān)上影響了顯示效果。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，對(duì)信息傳播有越來(lái)越高的要求。 近年來(lái)，隨著高亮度發(fā)光二極管技術(shù)的發(fā)展， LED 顯示屏從室內(nèi)走到室外，其顯示內(nèi)容也從沒(méi)有層次的計(jì)算文字動(dòng)畫(huà)發(fā)展到能顯示有層次的 電視圖像。進(jìn)入 90 年代以后，由于半導(dǎo)體工業(yè)的迅猛發(fā)展，帶動(dòng)了 LED 制造材料和工藝的改進(jìn)，在顏 色與亮度方面都有了質(zhì)的飛躍。當(dāng)系統(tǒng)受到外界激發(fā)后，會(huì)從穩(wěn)定的 低能態(tài)躍遷到不穩(wěn)定的高能態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)由不穩(wěn)定的高能態(tài)重新回到穩(wěn)定的低能態(tài)時(shí)，能量差以光的形式輻射出來(lái)，就會(huì)產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。 關(guān)鍵詞 LED；數(shù)據(jù)傳輸；信息發(fā)布系統(tǒng)；單片機(jī) 無(wú)線(xiàn) LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 2 Abstract LED panel systems gains rap