【正文】 最后，衷心的感謝電子通信工程系各位老師幾年來對我諄諄不諱的教導(dǎo)與培養(yǎng)，使得我順利完成學(xué)業(yè)。同時(shí)還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下電子專業(yè)知識的基礎(chǔ)；然后還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛舜蠹业闹С趾凸膭?lì)，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。在研究過程中，開闊了我的視野，為以后的學(xué)習(xí)、工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在學(xué)習(xí)中，給我提供了一個(gè)寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境，使我能充分發(fā)揮自己的思維和創(chuàng)造能力。本論文是在導(dǎo)師程琤老師的精心指導(dǎo)下完成的。借此機(jī)會(huì)，我要衷心感謝我的導(dǎo)師程琤老師對我的教誨、關(guān)心和幫助。 05 級的電子信息工程專業(yè)是一個(gè)有著積極奮進(jìn)，充分活力的集體。本系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)著重于對雙色屏的研究，對于灰度不同的真彩色 LED 顯示屏的設(shè)計(jì)以及設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，有待于進(jìn)一步的學(xué)習(xí)探討。但是由于 LED顯示屏的分析、設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境及應(yīng)用目的有很大關(guān)系，所以對其控制系 統(tǒng)的要求也是不同的。通過信息預(yù)先保存，不會(huì)因上位機(jī)的故障影響信息顯示，突然斷電也不會(huì)丟失數(shù)據(jù)?；痉项A(yù)期設(shè)想，并在實(shí)際中得到應(yīng)用。 無線 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 24 總結(jié) 通過分析 LED 顯示屏的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，完整的設(shè)計(jì)了 LED 顯 示屏控制系統(tǒng)。 其他領(lǐng)域還包括體育場館信息顯示；道路交通信息顯示；調(diào)度指揮中心信息顯示；郵政、電信、商場購物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示；廣告媒體新產(chǎn)品等等。 （ 3）港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示。 （ 2）機(jī)場航班動(dòng)態(tài)信息顯示。 這一領(lǐng)域?yàn)?LED 顯示屏的主要需求行業(yè)?；痉项A(yù)期設(shè)想，并在實(shí)際中得到應(yīng)用。本文通過分析 LED 顯示屏的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，完整的設(shè)計(jì)了 LED 顯示屏控制系統(tǒng)。新的設(shè)計(jì)方法增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的靈活性，提高了工作效率，減少了芯片的數(shù)量，縮小了系統(tǒng)的體積，減低能源的消耗 ，提高了系統(tǒng)的性能指標(biāo)和可靠性，尤其是在系統(tǒng)可編程技術(shù) (ISP)的出現(xiàn)解決了可編程器件的編程問題，簡化了器件的設(shè)計(jì)流程，極大地縮短了新產(chǎn)品的研制、開發(fā)周期、給樣機(jī)的設(shè)計(jì)、電路板的調(diào)試、無線 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 22 系統(tǒng)制造、升級帶來了革命性的變化。在輸入后，再根據(jù)仿真和適配的結(jié)果選擇器件。 ISP技術(shù)在采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行邏輯輸入時(shí)，輸入與所選器件無關(guān)。采用 ISP 技術(shù)后，硬件設(shè)計(jì)變得像軟件一樣易于修改，硬件的功能可以隨時(shí)加以修改或按預(yù)定的程序改變組態(tài)。常規(guī) PLD 在使用中通常是先編程后裝配，而采用 ISP 技術(shù)的 PLD 則是先裝配后編程，成為產(chǎn)品之后還可以反復(fù)編程。利用普通可編程的邏輯器件，雖可減少印刷電路板的設(shè) 計(jì)與制做，但在修改該邏輯時(shí)仍舊不能避免器件的反復(fù)插拔。如果電路板的邏輯功能不符合要求，就必須重新設(shè)計(jì)制作，再重新調(diào)試，直到實(shí)現(xiàn)邏輯功能為止。 在早期的 LED 電子顯示屏顯示控制電路中，大量采用的是常規(guī)數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)，用數(shù)字電路組合出復(fù)雜控制邏輯。如白光配比的紅、綠、藍(lán)約 為 3: 6: 1。 無線 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 21 LED 顯示屏的實(shí)現(xiàn)技術(shù) LED 電子顯示屏最基本的顯示部件為 LED 管芯，根據(jù)人類視覺原理，可見的自然光是由紅、綠、藍(lán)三基色組成的。如果兩個(gè)時(shí)鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲(chǔ)寄存器早一個(gè)脈沖。 移位寄存器和存儲(chǔ)器是分別的時(shí)鐘。驅(qū)動(dòng)電路由集成電路 74HC595 構(gòu)成，它具有一個(gè) 8 位串入并出的移位寄存器和一個(gè) 8 位輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨(dú)立的，可以實(shí)現(xiàn)在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，即達(dá)到重疊處理的目的。 電路主要將單片機(jī)發(fā)送來的輸出點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，通過鎖存器芯片擴(kuò)展的 I/0 口，來控制 LED 點(diǎn)陣的 64 個(gè)列線端。還包括了與上位機(jī)RS232 接口電路。輸入接口電路的功能是如何獲取 CRT 的數(shù)據(jù)信號及與此相關(guān)的信號，如像素點(diǎn)時(shí)鐘、行、場同步信號等。雖然硬件電路以及軟件設(shè)計(jì)方面要求相對高了一些，更涉及到主從單片機(jī)通信問題。其中一個(gè)單片機(jī)用于控制 LED 點(diǎn)陣顯示，另外一個(gè)單片機(jī)用于擴(kuò)展鍵盤、串口與上位機(jī)通信、溫度測量、時(shí)間讀取等工作。此時(shí)，單片機(jī)的 CPU內(nèi)部資源已顯不足，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)功能 欠佳，達(dá)不到較好的性能。只用一個(gè)單片機(jī)控制點(diǎn)陣顯示屏可以使電路大大減化，軟件設(shè)計(jì)方面也容易實(shí)現(xiàn)。由于并行數(shù)據(jù)傳輸速度比串行快，所以字符閃爍的問題得到較好地解決，文字左右移動(dòng)也比較容易控制。運(yùn)用 16 片鎖存器 74HC573 來組成 8 組雙緩沖寄存器，驅(qū)動(dòng) LED點(diǎn)陣的 8 組列線，用 4/16 譯碼器 74HC595 對 LED 點(diǎn)陣的 16 行進(jìn)行掃描。此外，要實(shí)現(xiàn)文字的左右移動(dòng)和調(diào)整移動(dòng)速度等功能，都會(huì)給軟件設(shè)計(jì)帶來較多困難。但是它存在一個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是刷新速度不夠快。無線 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 18 單元顯示屏可以接收控制器 (主控制電路板 )或上一級顯示單元模塊傳輸下來的數(shù)據(jù)信息和命令信息，并可將這些數(shù)據(jù)信息和命令信息不經(jīng)任何變化地再傳送到下一級顯示模塊單元中，因此顯示屏可擴(kuò)展至更多的顯示單元，用于顯示更多的內(nèi)容。 點(diǎn)陣顯示屏顯示 串行方式可同時(shí)顯示 4 個(gè) 16 l6 點(diǎn)陣漢字或 8 個(gè) 16 8 點(diǎn)陣的漢字、字符或數(shù)字。 用 74HC595 作為列數(shù)據(jù)鎖存器，用 74HC 161 作為行計(jì)數(shù)器，以 74HC 164作為列譯碼驅(qū)動(dòng)器， TIP127 作為行驅(qū)動(dòng)管。當(dāng) N 根行線中的某一行有效時(shí) (處于 高電平 )，則該行中的發(fā)光管亮暗全由對應(yīng)的列線確定，列線為低電平，發(fā)光管就亮，列線為高電平，發(fā)光管滅。如 N 行 LED 共用一列數(shù)據(jù)，稱其為 I/N 掃描方式，或稱 1:N 掃描。理論 與實(shí)踐證明，當(dāng) T20ms，即重復(fù)頻率 50Hz，時(shí)，在常規(guī)的背景亮度下， LED 的顯示就不會(huì)有閃爍感。 LED 點(diǎn)陣顯示屏驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) 常規(guī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 由于 LED 發(fā)光管沒有余輝效應(yīng)，則 當(dāng)掃描周期 T(T1+ T2)較大時(shí)，也即亮暗重復(fù)得不夠快時(shí)，人眼就有一亮一暗的感覺，稱之為閃爍 。最后掃描鎖存器中的數(shù)據(jù)，刷新屏幕。接著，主控程序?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成屏幕顯示的圖形，存儲(chǔ)到顯存；再按照掃描順序與屏幕對應(yīng)關(guān)系，將顯存內(nèi)容轉(zhuǎn)換成掃描內(nèi)容 。這個(gè)過程由硬件驅(qū)動(dòng)程序來控制和實(shí)現(xiàn)。對于由 8xS 的模塊構(gòu)成的點(diǎn)陣來說，只要 8 次即可將每個(gè)模塊刷新一次，也就是將屏幕刷新一次。為了避免列掃描的不足，可以采用行掃描方式。 LED 大屏幕是由眾多點(diǎn)陣模塊排列而成。系統(tǒng)顯示點(diǎn)陣采用 8X8 單色顯示單元。 無線 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 16 LED 顯示屏的硬件原理 LED 顯示屏由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和顯示器件組成，其中微處理器控制系統(tǒng)是整個(gè)顯示屏的核心。顯示單元模塊也是以串行級聯(lián)方式來完成顯示數(shù)據(jù)在 LED 屏上的另一個(gè)方向上的數(shù)據(jù)分配。因此在全系列的 LED 控制系統(tǒng)中，行控制器就成為一種通用的標(biāo)準(zhǔn)部件。各行控制器能從其級聯(lián)總線上獲取其所需的顯示數(shù)據(jù)。當(dāng)主 控計(jì)算機(jī)與 LED 屏相距較遠(yuǎn)時(shí)，可利用幀控制器上的長線發(fā)送電路和長線接收卡完成幀控制器與掃描板之間的數(shù)據(jù)傳輸。幀控制器從數(shù)據(jù)采集器上獲得數(shù)字化的顯示信號后，經(jīng)過篩選、拾取后，將需要在LED 顯示屏上顯示的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為掃描板所需要的數(shù)據(jù)格式。處理器通過和驅(qū)動(dòng)器的協(xié)同工作來完 成對每一個(gè) LED 點(diǎn)陣顯示模塊內(nèi)每個(gè) LED 顯示點(diǎn)的亮、熄滅控制操作。在實(shí)際使用的 LED 大屏幕顯示器中，很少采用靜態(tài)驅(qū)動(dòng)。動(dòng)態(tài)掃描顯示則采用多路復(fù)用技術(shù)，如果是 P 路復(fù)用，則每P 個(gè)像素需一套驅(qū)動(dòng)電路， N*M 個(gè)像素僅需 N*M/P 套驅(qū)動(dòng)電路。 無線 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 15 顯示類型 LED 大屏幕顯 示可分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示兩種。 多灰度級顯示是指 LED顯示屏中每像素點(diǎn)的亮度是可控的如 16級灰度就是指每點(diǎn)的亮度從暗到亮可分為 16 級。這類顯示屏的功能比較單一，只適用于簡單的文字及圖形顯示。 異步顯示方式常用于由單片機(jī)控制的顯示系統(tǒng)中。其結(jié)構(gòu)形式大多為半移動(dòng)式結(jié)構(gòu)，但采用這種方式時(shí)，元器件的成本較高。采用這種方式，需要處理的整屏信息量大，工作時(shí)時(shí)鐘頻率較高，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較復(fù)雜，但易于管理，系統(tǒng)可靠性高，成本低。控制系統(tǒng)是 LED 顯示屏中的一個(gè)至關(guān)重要的組成部分，它的性能以及所能 實(shí)現(xiàn)的功能，也直接代表了顯示屏產(chǎn)品的性能水平。一般室外 LED 顯示屏大多用鎖存型驅(qū)動(dòng)。 鎖存型驅(qū)動(dòng)是指顯示屏上的每一個(gè) LED 都對應(yīng)于一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，與掃描型不同，驅(qū)動(dòng)寄存器無需時(shí)分工作，每個(gè) LED 的亮度占空比接近 100%。這種設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)比較簡單，使用元器件較少，成本較低，但由于是分時(shí)工作，使得每一行 LED 的點(diǎn)亮?xí)r間減少，使 LED 的亮度有所降低。它不僅可以使顯示屏的功能增強(qiáng)，而且還大大簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度 ，提高了 LED顯示屏的整體穩(wěn)定性，是 LED 顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)展趨勢。有的則比較復(fù)雜，是根據(jù)自己的產(chǎn)品特點(diǎn)開發(fā)