【正文】 OF 是一類特殊的令牌包， PID 后跟的是 11 位幀編號。對于令牌包來說， PID 之后是 7 位的地址和4 位的端點號。 USB 數(shù)據(jù)包的格式： 圖 32 USB數(shù)據(jù)包格式 PID 表征了數(shù)據(jù)包的類型，分別為令牌（ Token）、數(shù)據(jù)（ Data）、握手（ Handshake）以及特殊包 4 大類，共 16 種類型的 PID。 所有的 USB 包都由同步域（ SYNC）開始，高速包的同步域?qū)挾葹?32bit，全速 /低速包的同步域?qū)挾葹?8bit。握手 包表示了傳輸?shù)某晒εc否。轉(zhuǎn)發(fā)器提供了從高速和全速 /低速通訊的轉(zhuǎn)換能力，通過 HUB 可以在高速HOST 和全速 /低速設(shè)備之間進行匹配。 HUB Repeater 是上行 PORT 和下行 PORT 之間的一個協(xié)議控制開關(guān)，它負(fù)責(zé)告訴數(shù) 據(jù)包的重生與并發(fā)。HUB 可 以 單 獨 使能 各 下 行 PORT， 不同 PORT 可 以 工 作 在不 同的 速 度 等 級（高速 /低速 /全速）。 HUB 的 上 行 PORT 面 向 HOST， 下 行 PORT 面 向設(shè) 備（ HUB 或 功 能 設(shè)備 ）。對于總線供電設(shè)備，在枚舉完成前最多可從總線獲取 100mA的電流。 HOST根據(jù) PID 和 VID 加載設(shè)備驅(qū)動程序，并對設(shè)備進行合適的配置。 枚舉是 USB 體系中的一個很重要的活動，由一系列標(biāo)準(zhǔn)請求組成（若設(shè)備屬于某個子類，還包含該子類定義的特殊請求）。 USB 設(shè)備連接到 HOST 時， HOST 必須通過默認(rèn)的控制管道對其進行枚舉，完成獲得期設(shè)備描述、進行分配地址、獲得其配置描述、進行配置等操 作方可正常使用。 端點（ Endpoint）是 USB 設(shè)備中的可以進行數(shù)據(jù)收發(fā)的最小單元，支持單向或者雙向的數(shù)據(jù)傳輸。ROOT HUB 不但實現(xiàn)了普通 HUB 的功能，還包括其他一些關(guān)于增強型主機控制器的功能，提供一個連接主控制器與設(shè)備之間的接口和通路。在實際的 USB 體系中，如果要連接 127個 USB 設(shè)備，必須使用 USB HUB，而 USB HUB 也需要占用地址，所以時間可支持的 USB 功能設(shè)備數(shù)量將小于 127。一個復(fù)合設(shè)備（ Compound Device）將同時占據(jù)兩層或更多的層。 在 USB 系統(tǒng) 中 ，要 求 使 用 屏 蔽 的 雙絞 線 。 其 中 主 機 是 一個提供 USB 接口 及 接 口 管 理 能 力 的 硬 件 、 軟 件 及 固 件 的 復(fù) 合體 ， 可以 是 PC， 也 可 以是 OTG 設(shè) 備 。 一 條 USB 總 線 上 ， 可 達到 的 最 高 傳 輸 速 度 等 級 由該 總 線 上 最 慢 的 “ 設(shè) 備 ”決 定 ， 該 設(shè) 備包 括 主 機、 HUB 以及 USB 功 能 設(shè) 備 。 在 總 線供電 模 式 下 ，設(shè)備 最 多 可 以 獲 得 500mA 的電 流 。 北京郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 第三章 USB 協(xié)議簡介 USB 體系簡介 USB 是一 種 支持熱 插 拔 的 高速串行傳 輸 總線，它 使 用差分信號 來 傳輸數(shù)據(jù) ， 最高速度可達 480Mb/S。對于一般的漢字和黑白圖像的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)提取，舉例如下： 漢字 “北京郵電大學(xué)” 圖 26 點陣顯示漢字“北京郵電大學(xué)” 圖 27 “北京郵電大學(xué)”點陣 4位 16進制數(shù)據(jù)提取結(jié)果 較小圖像像素，如取 64*16（寬 *高） 圖 2— 8 點陣顯示 64*16的簡單黑白圖像 北京郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 圖 29 上圖點陣 4位 16進制數(shù)據(jù)提取結(jié)果 以上數(shù)據(jù)提取結(jié)果圖中，從頭開始，前一半數(shù)據(jù)表示上方 8*16 得到的 16 個 8位二進制數(shù)據(jù)，后一半數(shù)據(jù) 表示下方 8*16 得到的 16 個 8 位二進制數(shù)據(jù)，相同位置上的數(shù)據(jù)對應(yīng) 16*16n 的同一列數(shù)據(jù)。 北京郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 將 16 組數(shù)據(jù)中的第二個數(shù)據(jù)作低位，第一個數(shù)據(jù)作做高位，即可得到 16 個 4為 16 進制數(shù)： 0x0001； 0x0002； 0x0004； 0x0008； 0x0030； 0x00C0； 0x3000； 0xFC00； 0x0300；0x00C0； 0x0030； 0x0008； 0x0004； 0x0002； 0x0001； 0x0000。 第二列的上半部分 全滅， 下半部分掃描時，我們 仍設(shè)計成由上往下掃描，即從 P27 向 P20 方向掃描，從圖 3 可以看到，這一列 P14 亮，即為 00000010，十六進制則為 0x02h。本例通過列掃描方法首先顯示左上角的第一列的上半部分，即第 0 列的 P00～ P07 口，方向為 P00 到 P07，顯示漢字 “人” 時，為全滅 ， 即二進制 00000000。 [1] 圖 25 漢字顯示原理 為 了弄清楚漢字的點陣組成規(guī)律，首先通過列掃描方法獲取漢字的代碼。我們可以把每一個點理解為一個象素，而把每一個字的字形理解為一幅圖像。 我們以 UCDOS中文宋體字庫為例，每一個字由 16 行 16 列的點陣組成顯示。之間的夾角。 LED 的封裝技術(shù)導(dǎo)致最大發(fā)光角度并不是法向 0176。與最大發(fā)光強度值 /2 之間的夾角。 （ 14）視角：指 LED 發(fā)光的最大角度，根據(jù)視角不同，應(yīng)用也不同，也叫光強角。 （ 12）半值角 2/1? 和視角： 2/1? 是指發(fā)光強度值為軸向強度值一半的方向與發(fā)光軸向（法向）的夾角。 +90176。由于一般 LED 的發(fā)光二強度小，所以發(fā)光強度常用燭光(坎德拉 , mcd)作單位。 （ 9）發(fā)光強度 IV：發(fā)光二極體的發(fā)光強度通常是指法線（對圓柱形發(fā)光管是指其軸線）方向上的發(fā)光強度。 （ 8）工作環(huán)境 topm：發(fā)光二極體可正常工作的環(huán)境溫度范圍。超過此值， LED 發(fā)熱、損壞。超過此值，發(fā)光二極體可能被擊穿損壞。超過此值可損壞二極體。當(dāng)電壓超過某一值后，正向電流隨電壓迅速增加，發(fā)光。在外界溫度升高時， VF 將下降。一般是在 IF=20mA 時測得的。 IFm 以下。 LED 的重要參數(shù)釋疑 （ 1）正向工作電流 IF：指發(fā)光二極體正常發(fā)光時的正向電流值。 北京郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 線性 LED 調(diào)光控制方法就是采用模擬調(diào)光控制方 法，在模擬調(diào)光控制下，通過調(diào)節(jié) LED 的正向工作電流來實現(xiàn) LED 的調(diào)光控制，調(diào)光控制范圍可達 10： 1。線性調(diào) 節(jié)則會降低效率，并引起白光 LED 朝向黃色光譜的色彩偏移。 （ 3）線性調(diào)節(jié) 最簡便的方法是在 LED 驅(qū)動控制 IC 中使用外部 SET 電阻來實現(xiàn) LED 的調(diào)光控制。 調(diào)節(jié) LED 亮度有三種常用方法： （ 1）使用 SET 電阻，在 LED 驅(qū)動控制 IC 引腳 RSET 兩端并聯(lián)不同的轉(zhuǎn)換電阻，使用一個直流電壓設(shè)置 LKED 驅(qū)動控制 IC 引腳 RSET 電流，從而改變 LED 的正向工作電流，達到 ALED 發(fā)光亮度的目的。通過世界一個 PWM 信號來控制 LED 亮度的做法允許不改變彩色的情況下完成 LED 的調(diào)光。許多應(yīng)用（例如汽車和 LCD TV 背光照明）都不能允許 LED 發(fā)生任何的色彩漂移。 LED 的調(diào)光控制 傳統(tǒng)上， LED 的調(diào)光是利用一個 DC 信號或濾液 PWM 對 LED 的正向電流進行調(diào)解來完成的。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個鏡片的時候，電子就會被推向 P 區(qū)，在 P 區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED 的發(fā)光原理。 圖 2— 1 LED燈珠 北京郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 圖 2— 2 貼片 LED 半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是 P 型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是 N 型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。如果是 5mm的 LED180 度角的白光的亮度只有幾百 MCD，如果是 15 度角的亮度就能得到一萬多 MCD 的亮度了，亮度相差好幾十倍。市面上的手電筒一般是用草帽頭做的，效果很好。小功率一般是 左右的。 LED 大功率是指發(fā)光功率大，一般指 、 1W、 3W、 5W 或更高的。將 LED與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及 T5 三基色 熒光燈進行對比，結(jié)果顯示：普通白熾燈的光效為121m/W，壽命小于 2020 小時，螺旋節(jié)能燈的光效為 601m/W，壽命小于 8000 小時， T5 熒光燈則為 961m/W，壽命大約為 10000 小時，而直徑為 5mm的白光 LED光效可以超過 1501m/W，壽命柯達與 100000 小時。據(jù)分析， LED的特點非常明顯，壽命長、光效高、無輻射與低能耗。綜述研究結(jié)果及結(jié)論，并提出有待于進一步研究和解決的幾個問 題。并對最終設(shè)計的實現(xiàn)及效果進行說明。 第五章主要介紹電路板底層控制程序的設(shè)計。 從第四章開始具體說明本文設(shè)計目標(biāo)的實現(xiàn)。 第三章對 USB 協(xié)議進行簡單研究。 本論文章節(jié)內(nèi)容安排 作為緒論，第一章簡單介紹了研究背景及意義，課題來源， LED 的特點及目前國內(nèi)外 LED 市場發(fā)展的現(xiàn)狀和我國 LED 市場存在的問題，并簡單介紹本文所做的主要工作和內(nèi)容安排。由于考慮通過 PC 控制 LED點陣屏，所以，本文設(shè)計到硬件的 LED 點陣電路板設(shè)計和 PC 上軟件編寫的相關(guān)控制程序。 本文重點是設(shè)計出顯示模式多樣、顯示內(nèi)容一定范圍內(nèi)可控的 LED 點陣研究。 本文主要工作 本文對 LED 點陣顯示器的顯示模式及顯示內(nèi)容控制進行分析。此外 ,中國的 LED照明 還存在一系列其它問題 ,例如中國目前還沒有 LED燈具國家標(biāo)準(zhǔn) ,只有一些地方的標(biāo)準(zhǔn) 。目前，我們沒有掌握核心技術(shù)，盡管我們 LED應(yīng)用產(chǎn)品制造能力在全球占到 50%,份額占到 50%,但利潤卻是最低的一環(huán)。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著 LED原材料市場的迅猛發(fā)展，表面貼裝器件從 2020 年面世，主要用在室內(nèi)全彩屏，并且以其亮度高、色彩鮮艷、溫度低的特性，可隨意調(diào)整的點間距，被不同價位需求者所接受，在短短兩年多時間內(nèi)，產(chǎn)品銷售額已超過 3 億元，表面貼裝全彩色 LED顯示屏應(yīng)用市場進入新世紀(jì)。這樣不僅節(jié)省人力、物力，加上開發(fā)出的簡單輸入控制頁面，對操作人員的技術(shù)要求也大大降低。 現(xiàn)在投入實際應(yīng)用的大多 LED顯示屏都是顯示幾個或者一系列的固定字符，如字符有更改，所需要的軟硬件工作量都十分的大，甚至造成一定程度的資源、時間的浪費 ， 靈活性比較差。目前，對于那些需要顯示的信息量不是很大，分辨率不是很高，又 要求 制造成本 相對比較低的場合，使用大、小屏幕 LED點陣顯示器是比較經(jīng)濟適用的，它可以用單片機控制實現(xiàn)顯示字符、數(shù)字、漢字和簡單圖形，可以根據(jù)需要使用不同字號、字型 。 隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展， LED顯示屏作為信息傳播的一種重 要手段成為現(xiàn)代信息化社會的一個閃亮標(biāo)志。 needs with the control of the SCM. LED contains many advantages, like energy saving, long life, no highpressure section, the screen not easy to break down with water seeping in, which represens the new trends of technologies. The display mode of LED lattice nowadays is mainly using fixed content in a fixed way, obviously short of flexibility. In this paper, we talk about mainly five topics for one purpose of our design. Firstly, we discuss about the theory of LED dot matrix and its application. Secondly, we learn USB protocol briefly. Then we research on how to achieve diverse and humancontrollable display modes of LED lattice display. Fourthly, a MFC which sends mands to the USB interface is built to achieve humanputer interface design between LED lattice display control circuit board and the puter program. By designing the LED lattice display control circuit board and writeing the corresponding program which c