【正文】 在此，向曾經(jīng)幫助過(guò)我的同學(xué)表示感謝。同時(shí) ，要感謝課題組的其他同學(xué)，他們給予我無(wú)私的幫助和極大的幫助，共同攻克難關(guān)的經(jīng)歷將成為我美好的回憶。從論文的選題，方案的制定以及論文的撰寫(xiě)，都得到了鄭老師的熱心幫助。在論文的研究過(guò)程中，鄭老師在學(xué)習(xí)和生活中給予我熱情的關(guān)懷與幫助。鄭老師治學(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。在這里，我感受到了濃厚的學(xué)習(xí)氣氛，接觸到了豐富的專業(yè)知識(shí)，逐漸培養(yǎng)了學(xué)習(xí)研究能力。參考文獻(xiàn) [1]，2022 年[2]. 西安電子科技大學(xué)出版社，2022 年[3]蔡美琴等. MCS51 ，1993 年[4]佘永權(quán). ATMEL89 ，1993 年[5]，2022 年[6]王守中. 51 ，2022 年[7]，2022 年※ ※ ※ ※ ※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。LED 顯示屏顯示畫(huà)面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫(huà)，動(dòng)如電影，廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證劵市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣行、工商企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。LED 顯示屏分為圖文顯示屏和視頻顯示屏，均由 LED 矩陣塊組成。LED 顯示屏：LED 就是 light emitting diode，發(fā)光二級(jí)管的英文縮寫(xiě)，簡(jiǎn)稱LED。通信距離：一般 LED 顯示屏的信號(hào)輸入是微機(jī)或其他設(shè)備，顯示屏離信號(hào)輸入設(shè)備都有一段距離，所以要求 LED 顯示屏必須支持遠(yuǎn)距離信號(hào)的輸入并還原，基本所有的 LED 顯示屏都支持 10 米以上的信號(hào)輸入。RS232C 計(jì)算機(jī)輸入輸出接口，是最常見(jiàn)的串行接口，RS232C 規(guī)標(biāo)準(zhǔn)接口有 25 條線，4 條數(shù)據(jù)線、11 條控制線、3 條定時(shí)線、7 條備用和未定義線，常用的只有 9 根，常用于 25pin DSUB 端口一同使用，其最大傳輸速率為 20kbps，線纜最長(zhǎng)為 15 米。RS232C 串口：RS232C 標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是 EIARS232C 標(biāo)準(zhǔn)，其中EIA（Electronic Industry Association）代表美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)，RS（emeded standard）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232 是標(biāo)識(shí)號(hào)，C 代表 RS232 的最新一次修改（1969） ，在這之前，有 RS232B、RS232A。 主要用于連接工作站等對(duì)掃描頻率要求很高的系統(tǒng)。BNC 接頭有別于普通 15 針 D—SUB 標(biāo)準(zhǔn)接頭的特殊顯示器接口。BNC 端口，通常用于工作站和同軸電纜連接的連接器，標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)視頻設(shè)備輸入、輸出端口。由上述關(guān)系可知，我們只需知道 Y Cr Cb 的值就能夠得到 G 的值（即第四個(gè)等式不是必要的） ，所以在視頻輸出和顏色處理過(guò)程中就統(tǒng)一忽略綠色差 Cg 而只保留 Y Cr Cb，這便是色差輸出的基本定義。視頻色差輸入接口：目前可以在一些專業(yè)級(jí)視頻工作站/編輯卡專業(yè)級(jí)視頻設(shè)備或高檔影碟機(jī)等家電上看到有 YUVYCbCr Y/BB/Y 等標(biāo)記的接口標(biāo)識(shí)，雖然其標(biāo)記方法和街頭外形各異但都是指的同一種接口色差端口（也稱分量視頻接口） 。S 視頻輸入：SVideo 具體英文全稱叫 Separate Video，為了達(dá)到更好的視頻效果，人們開(kāi)始探求一種更快捷優(yōu)秀清晰度更高的視頻傳輸方式，這就是當(dāng)前 如日中天的 SVideo（也稱二分量視頻接口） ，Separate video 的意義就是將 Video 信號(hào)分開(kāi)傳送，也就是在 AV 接口的基礎(chǔ)上將色度信號(hào) C 和亮度信號(hào) Y 進(jìn)行分離，再分別以不同的通道進(jìn)行傳輸，它出現(xiàn)并發(fā)展于上世紀(jì) 90 年代后期通常采用標(biāo)準(zhǔn)的 4 芯（不含音效）或者擴(kuò)展的 7 芯（含音效） 。AV 接口實(shí)現(xiàn)了音頻和視頻的分離傳輸，這就避免了因?yàn)橐?視頻混合干擾而導(dǎo)致的圖像質(zhì)量下降，但由于 AV 接口傳輸?shù)娜匀皇且环N亮度/色度（Y/C）混合的視頻信號(hào)，仍然需要顯示設(shè)備對(duì)其進(jìn)行亮/色分離和色度解碼才能成像，這種先混合再分離的過(guò)程必然會(huì)造成色彩信號(hào)的損失，色度信號(hào)和亮度信號(hào)也會(huì)有很大的機(jī)會(huì)相互干擾從而影響最終輸出的圖像質(zhì)量。DV 數(shù)字端比標(biāo)準(zhǔn) VGA 端子信號(hào)要好，數(shù)字接口保證了全部?jī)?nèi)容采用數(shù)字格式傳輸，保證了主機(jī)到監(jiān)視器的傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)的完整性（無(wú)干擾信號(hào)引入） ，可以得到更清晰的圖像。從前面的視頻成像原理可知VGA 的視頻傳輸過(guò)程是最短上網(wǎng)，所以 VGA 接口擁有許多的優(yōu)點(diǎn)，如無(wú)串?dāng)_無(wú)電路合成分離損耗等。顯示速度：是指 LED 顯示屏更新和轉(zhuǎn)換畫(huà)面的速度，通常用幀/秒來(lái)表示。一般 256 級(jí)灰度的圖像，顏色過(guò)渡已很柔和，而 16 級(jí)灰度的彩色圖像，顏色過(guò)渡界線十分明顯。無(wú)論用 LED 制作單色、雙色或三色屏，想顯示圖像需要構(gòu)成像素的每個(gè) LED 的發(fā)光亮度都必須調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)的精細(xì)程度就是顯示屏的灰度級(jí)。每個(gè)像素由若干個(gè)各種單色 LED 組成，常見(jiàn)的成品稱像素筒。像素：制作室內(nèi) LED 屏的像素尺寸一般是 210 毫米，常常采用把幾種能產(chǎn)生不同基色的 LED 管芯封裝成一體。本系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)著重于對(duì)雙色屏的研究，對(duì)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(duì)其控制系統(tǒng)的要求也是不同的。通過(guò)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)。基本符合預(yù)期設(shè)想，并在實(shí)際中得到應(yīng)用。 總結(jié) 通過(guò)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(chǎng)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(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；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(chǎng)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(guò)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(wèn)題，簡(jiǎn)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(kāi)發(fā)周期、給樣機(jī)的設(shè)計(jì)、電路板的調(diào)試、系統(tǒng)制造、升級(jí)帶來(lái)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(wú)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。 串行輸出口，其應(yīng)該接 SPI 總線的 MISO 接口STCP 存儲(chǔ)寄存器的時(shí)鐘脈沖輸入口SHCP 移位寄存器的時(shí)鐘脈沖輸入口OE 的非 輸出使能端MR 的非 芯片復(fù)位端Ds 串行數(shù)據(jù)輸入端 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(jué)原理，可見(jiàn)的自然光是由紅、綠、藍(lán)三基色組成的。移位寄存器有一個(gè)串行移位輸入（Ds） ，和一個(gè)串行輸出（Q7’ ）,和一個(gè)異步的低電平復(fù)位，存儲(chǔ)寄存器有一個(gè)并行 8 位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能 OE 時(shí)（為低電平） ，存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。數(shù)據(jù)在 SCHcp 的上升輸入，在STcp 的上升沿進(jìn)入的存儲(chǔ)寄存器中去。 驅(qū)動(dòng)芯片 驅(qū)動(dòng)芯片主要是 74HC595，74HC595 是具有 8 位移位寄存器和一個(gè)存儲(chǔ)器，三態(tài)輸出功能。4/16 譯碼器 74HC595 對(duì) LED 點(diǎn)陣的 16 行進(jìn)行掃描。其主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。 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。根據(jù)LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的工作原理，要使LED顯示屏同步顯示PC機(jī)CRT上的實(shí)時(shí)信息，所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)應(yīng)包括與PC機(jī)的接口電路設(shè)計(jì)、信號(hào)控制及信號(hào)轉(zhuǎn)換電路及輸出至LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的接口電路。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?！　≈鲝墓ぷ髂Ｊ讲捎弥鲝膯纹瑱C(jī)工作方式來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)。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。 LED 顯示屏的控制模式單機(jī)工作模式采用一個(gè)單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)所有功能，其中包括 LED 點(diǎn)陣顯示屏的刷新顯示、模式設(shè)定、時(shí)間讀取、溫度檢測(cè)，以及與上位機(jī)的通信等。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。并行方式顯示可以通過(guò)鎖存器芯片來(lái)擴(kuò)展 I/O 口，達(dá)到控制 LED 點(diǎn)陣的 64 個(gè)列線的目的。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。此方案為點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)中比較常用的，所用器件也比較常用，容易買到。點(diǎn)陣顯示屏每個(gè)單元由 16 個(gè) 88 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。其工作原理為:利用串行時(shí)鐘CLK信號(hào)，將第一行要顯示的數(shù)據(jù)逐位移入74HC595中，當(dāng)全行數(shù)據(jù)全部移到位后，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)STR將數(shù)據(jù)由74HC595的后臺(tái)移入前臺(tái)鎖存，同時(shí)利用STR信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)譯碼產(chǎn)生第一行有效信號(hào)，使第一行PNP管飽和導(dǎo)通，即第一行的LED 正端全部接為高電平，由于在74HC595中鎖存的數(shù)據(jù)將使對(duì)應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)三極管8050導(dǎo)通或截止，所以第一行LED的亮暗將由所移入的數(shù)據(jù)確定，在第一行有效的時(shí)期內(nèi)，移位時(shí)鐘移入第二行要顯示的數(shù)據(jù)，全部移入后，進(jìn)行數(shù)據(jù)鎖存并由計(jì)數(shù)譯碼電路產(chǎn)生第二行有效信號(hào)，顯示第二行數(shù)據(jù)一如此重復(fù)，當(dāng)移位時(shí)鐘足夠高使整屏刷新速率50Hz時(shí)，就可顯示一幅穩(wěn)定完整的畫(huà)面。當(dāng)N根行線分時(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。N常規(guī)取值有4, 8,16,32等。根據(jù)這一原理，將LED發(fā)光管排成陣列行式結(jié)構(gòu)，稱橫線為行，縱線為列。而當(dāng)重復(fù)頻率較高，即T較短時(shí)，由于人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，閃爍感消失，人眼觀察到的LED就為連續(xù)穩(wěn)定的發(fā)光。顯然，在脈沖周期的T1期間，LED處于發(fā)光狀態(tài)，而在脈沖周期T2期間，LED處于熄滅狀態(tài)。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，如汽車報(bào)站器、廣告屏以及公告牌等。再將數(shù)據(jù)輸出到控制單個(gè)LED模塊的數(shù)據(jù)鎖存器