【正文】 系列。　　在行掃描工作方式下，每一片LED點(diǎn)陣片都有一組列驅(qū)動(dòng)電路，列驅(qū)動(dòng)電路中一定有一片鎖存器或移位寄存器，用來鎖存待顯示內(nèi)容的字模數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)掃描又分為行掃描和列掃描兩種方式，常用的方式是行掃描。 8X8 LED點(diǎn)陣的外觀及引腳如圖31，等效電路圖如圖32所示。 LED顯示屏通常由若干LED點(diǎn)陣顯示模塊組成，用于顯示的8x8單色LED顯示點(diǎn)陣模塊，每塊有64個(gè)LED。因此LED的驅(qū)動(dòng)就是如何使它的PN結(jié)處于正偏狀態(tài)，而且為了控制它的發(fā)光強(qiáng)度，還要解決正向電流的調(diào)節(jié)問題。LED器件通常用砷化鎵（GaAs）、磷化鎵（GaP）等半導(dǎo)體材料制成。其核心部分是具有注入復(fù)合發(fā)光功能的PN結(jié)。按照發(fā)光燈強(qiáng)度又可以分為普通亮度發(fā)光燈、高亮度發(fā)光燈等。早期LED產(chǎn)品是單個(gè)的發(fā)光燈，隨著數(shù)字化設(shè)備的出現(xiàn)，LED數(shù)碼管和字符管得到了廣泛的應(yīng)用。但是平面的LED顯示屏是難以突破這種技術(shù)的，解決的方法就是立方體的LED顯示器，讓它實(shí)現(xiàn)裸眼3D。3D技術(shù)也有缺點(diǎn)，觀看時(shí)需佩戴3D眼鏡?，F(xiàn)在商家們都會(huì)把3D技術(shù)作為一項(xiàng)亮點(diǎn)來推銷，而消費(fèi)者在購(gòu)買時(shí)也都接受這一技術(shù)，甚至愿意為之買單，享受其提供的視覺享受。LED顯示屏不僅畫面亮度高、對(duì)比度大，色彩鮮艷，而且可顯示動(dòng)態(tài)畫面和文字，它主動(dòng)光發(fā)，遠(yuǎn)距離分辨率高，即使在百米以外，視覺效果跟在家里看電視一樣，已廣泛用于人流量多的公共場(chǎng)所、交通要道承擔(dān)著信息發(fā)布實(shí)時(shí)更新的重任。戶外廣告市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)將是品牌價(jià)值、客戶管理和專業(yè)品質(zhì)的較量，于是，LED開始浮出水面。目前全世界都在尋求解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源短缺的矛盾，給整個(gè)綠色照明生產(chǎn)行業(yè)帶來廣闊的市場(chǎng)前景與新的機(jī)遇。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)。國(guó)內(nèi)企業(yè)通過規(guī)范股權(quán)架構(gòu)、加大研發(fā)，采取并購(gòu)和合作的方式將海外先進(jìn)技術(shù)引入國(guó)內(nèi)，可爭(zhēng)取與國(guó)際大廠基本在同一技術(shù)水平進(jìn)行產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。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。隨著能源緊缺問題越來越突出，LED的重要性和市場(chǎng)空間更加顯著。歐、美及日本等先進(jìn)技術(shù)國(guó)家也投注許多人力，成立專門的機(jī)構(gòu)推動(dòng)白光LED研發(fā)工作。 二十一世紀(jì)的顯示技術(shù)將是平板顯示的時(shí)代，LED顯示屏作為平板顯示的主導(dǎo)產(chǎn)品之一將有更大的發(fā)展，并有可能成為二十一世紀(jì)平板顯示的代表性主流產(chǎn)品。近年來，在國(guó)家的政策支持下游應(yīng)用需求的帶動(dòng)下，國(guó)內(nèi)LED行業(yè)發(fā)展迅速，形成了較為完整的LED產(chǎn)業(yè)鏈體系，業(yè)內(nèi)掀起一股建設(shè)熱潮。%。2008年、2009年度的產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)中，北京奧運(yùn)會(huì)、國(guó)慶60周年慶典活動(dòng)、上海世博會(huì)等重大活動(dòng)的拉動(dòng)因素不容忽視。國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部委托藍(lán)通電子科技有限責(zé)任公司制定的《LED顯示屏技術(shù)條件》也于1998年正式頒布實(shí)施。1995年以來，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)加劇，形成了許多中小企業(yè)，產(chǎn)品價(jià)格大幅回落，應(yīng)用領(lǐng)域更為廣闊，產(chǎn)品在質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化等方面出現(xiàn)了一系列新的問題，有關(guān)部門對(duì)LED顯示屏的發(fā)展予以重視并進(jìn)行了適當(dāng)?shù)囊?guī)范和引導(dǎo)，目前這面的工作正在逐步深化。藍(lán)色LED晶片研制成功，全彩色LED顯示屏進(jìn)入市場(chǎng)；電子計(jì)算機(jī)及微電子領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，在顯示屏控制技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了視頻控制技術(shù)，顯示屏灰度等級(jí)實(shí)現(xiàn)16級(jí)灰度和64級(jí)灰度調(diào)灰，顯示屏的動(dòng)態(tài)顯示效果大大提高。 （2）19901995年，這一階段是LED顯示屏迅速發(fā)展的時(shí)期。這一時(shí)期的LED顯示屏在國(guó)外應(yīng)用較廣，國(guó)內(nèi)很少，產(chǎn)品以紅、綠雙基色為主。在分辨率方而，由于受當(dāng)時(shí)數(shù)字技術(shù)、集成電路技術(shù)和控制技術(shù)等技術(shù)的限制，很難作出高密度的LED顯示屏。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。它是自發(fā)輻射發(fā)光，不需要較高的注入電流產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，也不需要光學(xué)諧振腔，發(fā)射的是非相干光。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，就會(huì)產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。63致謝61 實(shí)物圖26第5章 系統(tǒng)調(diào)試18 主程序18 檢測(cè)程序1512 放大三極管S85507 LED屏的衍生LED立方體相信這種富有科技感和實(shí)用性的LED顯示技術(shù)在未來會(huì)是一大亮點(diǎn)。其最大的特點(diǎn)，就是帶給你未來3D技術(shù)的科技體驗(yàn)，在夜晚有讓人震撼的3D效果給人眼前一亮的感覺。在舉世矚目的北京奧運(yùn)會(huì)上，在開幕式上出現(xiàn)了一個(gè)新名詞“光立方”它是北京奧運(yùn)會(huì)開幕式的亮點(diǎn)。這塊屏幕其實(shí)是迄今為止世界上面積最大的LED顯示屏，它代表著LED屏發(fā)展的技術(shù)方向。“它不僅超大，且非常輕和通透。它可以實(shí)時(shí)顯示或循環(huán)播放文字、圖形和圖像信息，具有顯示方式豐富、色彩鮮艷、顯示內(nèi)容修改方便、亮度高、顯示穩(wěn)定且壽命長(zhǎng)等多種優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于商業(yè)廣告、體育比賽、交通信息報(bào)導(dǎo)等諸多領(lǐng)域。先后研制出藍(lán)色LED、全彩色LED，LED屏的顯示技術(shù)取得很大的提升。 云南廣播電視大學(xué) 云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課 題 基于51單片機(jī)的LED立方體顯示器 教 研 室 機(jī)械電子工程學(xué)院教研室 專 業(yè) 電氣自動(dòng)化技術(shù) 2012年10月 10 日摘要隨著科技的不斷發(fā)展LED(Lighting Emitting Diode）, 發(fā)光二極管)技術(shù)在10多年間取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，1990年前LDE以紅綠雙基色為主運(yùn)用住處很少而且制造成本高昂。19901995年，這一階段是LED顯示屏迅速發(fā)展的時(shí)期。而今高亮度的三基色LED電子顯示屏作為一種高科技產(chǎn)品日益引起人們的重視。在上海世博會(huì)開幕式上，豎立在黃浦江邊的9500平方米的巨型LED顯示屏價(jià)值高達(dá)人民幣1億元，是特別為上海世博會(huì)定制的?！贝送?，這塊屏幕還能抗震和防火?，F(xiàn)在LED在實(shí)際的運(yùn)用中有了很寬廣的范圍，而且越來越收到人們的重視。本文所要介紹的LED的另一種應(yīng)用也叫光立方，運(yùn)用高亮的LED顯示出不同的3D圖案、動(dòng)畫和文字，運(yùn)用51單片機(jī)進(jìn)行控制長(zhǎng)、寬、高由888個(gè)LED燈組成的真實(shí)3D立方體顯示器。該光立方在顯示3D圖片和動(dòng)畫時(shí)從立方體的各各面都可以看到立體動(dòng)畫，富有科技感，讓人覺得就像是在看3D電影一般而且還是不用3D眼鏡的裸眼3D全方位不受視角限制的3D?！娟P(guān)鍵詞】LED；單片機(jī)；3D；51單片機(jī)目錄第一章 緒論4 LED顯示技術(shù)的發(fā)展史及意義4 LED顯示技術(shù)的發(fā)展規(guī)模5 LED顯示技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)5第2章 LED顯示技術(shù)的理論基礎(chǔ)7 LED器件的應(yīng)用基礎(chǔ)7 LED屏的工作原理9第3章 硬件1010 單片機(jī)STC89C5210 鎖存芯片74HC57315 單片機(jī)最小系統(tǒng)拆分15 驅(qū)動(dòng)模塊17 信號(hào)放大17 顯示模塊18第4章 軟件設(shè)計(jì)60 檢測(cè)LED60 60 調(diào)試LED能否正常發(fā)光61 調(diào)試最小系統(tǒng)62參考文獻(xiàn)63附錄A電路原理圖64第1章 緒論發(fā)光二極管((Lighting Emitting Diode）)，是一種把電能變成光能的特種器件，主要由PN結(jié)芯片、電極和光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。當(dāng)在PN結(jié)上加以正向電壓之后，P區(qū)的空穴注入至N區(qū)，N區(qū)的電子注入至P區(qū)，相互注入的電子與空穴相遇后即產(chǎn)生復(fù)合，這些多數(shù)載流子在結(jié)的注入和復(fù)合中產(chǎn)生輻射而發(fā)光。LED顯示屏發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：（1）LED大約是在80年代中期開始在電子顯示屏中使用的。早期的LED顯示屏，由于受材料和工藝的限制，視角僅有200一300左右，從而制約了LED顯示屏的發(fā)展。今后隨著半導(dǎo)體工業(yè)的不斷發(fā)展，無論是材料，還是加工工藝，都會(huì)不斷地提高，LED顯示屏在顏色、視角、亮度、密度、壽命等方面也會(huì)逐步完善，價(jià)格也會(huì)進(jìn)一步降低一方面，受LED材料器件的限制，LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域沒有廣泛展開，另一方面，顯示屏控制技術(shù)基本上是通訊控制方式，客觀上影響了顯示效果。進(jìn)入九十年代，全球信息產(chǎn)業(yè)高速增長(zhǎng)，信息技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域不斷突破，LED顯示屏在LED材料和控制技術(shù)方面也不斷出現(xiàn)新的成果。（3）1995年以來，LED顯示屏的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)總體穩(wěn)步提高產(chǎn)業(yè)格局調(diào)整完善的時(shí)期。近年來，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)容也從沒有層次的計(jì)算文字動(dòng)畫發(fā)展到能顯示有層次的電視圖像。進(jìn)入新世紀(jì)，光電子產(chǎn)業(yè)得到廣泛的重視，中國(guó)加入WTO、北京奧運(yùn)成功舉辦等，成為L(zhǎng)ED顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的契機(jī)，我國(guó)LED顯示屏及相關(guān)的技術(shù)必將得到飛躍發(fā)展。對(duì)此，一方面要有理性認(rèn)識(shí)，另一方面要以此為契機(jī)，認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，積極推廣技術(shù)創(chuàng)新成果，拓展新市場(chǎng)，方能保持行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，%。產(chǎn)品行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大，在交通安全領(lǐng)域，顯示屏應(yīng)用日漸普及越來越得到大家認(rèn)可，正全力充當(dāng)智能交通得力助手。白光LED是LED產(chǎn)業(yè)中最被看好的新興產(chǎn)品，在全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下，白光LED在照明市場(chǎng)的前景備受矚目?？梢妵?guó)外LED顯示屏技術(shù)主要集中在新材料的開發(fā)上，以新發(fā)光材料來提高顯示屏的視覺效果、能耗等各種性能。鑒于我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，不論技術(shù)還是產(chǎn)能短期內(nèi)達(dá)到世界先進(jìn)水平都有相當(dāng)大的難度。 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的全球化發(fā)展，是每個(gè)企業(yè)都要面對(duì)和無法回避的。繼上海、廈門、大連、南昌和深圳成為首批五個(gè)國(guó)家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化基地，國(guó)內(nèi)封裝和應(yīng)用企業(yè)形成快速的市場(chǎng)適應(yīng)能力和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，我國(guó)大陸已經(jīng)成為世界上重要的LED封裝生產(chǎn)基地。在封裝和應(yīng)用領(lǐng)域中國(guó)已經(jīng)完全有可能、有能力在高端市場(chǎng)占據(jù)一席之地，但必須加大產(chǎn)品的創(chuàng)新、加強(qiáng)品牌的培育。 隨著社會(huì)科技的進(jìn)步和戶外廣告的發(fā)展，人們對(duì)戶外廣告媒體的要求也越來越高，傳統(tǒng)的路牌、燈箱、單立柱、霓虹燈等表現(xiàn)形式單一的戶外廣告媒體已經(jīng)無法滿足受眾的需求。LED大型顯示屏是科技與媒體的完美結(jié)合，能把該理念充分發(fā)揮，當(dāng)仁不讓地成為未來戶外廣告媒體發(fā)展趨勢(shì)。3D一詞，現(xiàn)在在顯示業(yè)可謂大行其道，顯示器巨頭們也是爭(zhēng)相推出了自家的當(dāng)家花旦—3D電視。3D顯示技術(shù)顯然受到了消費(fèi)者的追逐。這就制約了它在生機(jī)磅礴的戶外廣告業(yè)的發(fā)展，試想如果讓3D顯示技術(shù)出現(xiàn)在戶外廣告中，人們對(duì)觀看廣告興趣會(huì)提高，對(duì)于廣告投放者來說就是莫大的福音，因?yàn)閺V告效果將會(huì)事半功倍。第二章 LED顯示技術(shù)的理論基礎(chǔ) LED器件種類繁多。LED發(fā)光燈可以分為單色發(fā)光燈、雙色發(fā)光燈、三色發(fā)光燈、面發(fā)光燈、閃爍發(fā)光燈、電壓型發(fā)光燈等多種類型。LED發(fā)光燈的外形由PN結(jié)、陽極引腳、陰極引腳和環(huán)氧樹脂封裝外殼組成。環(huán)氧樹脂封裝外殼除具有保護(hù)芯片的作用外，還具有透光聚光的能力，以增強(qiáng)顯示效果。當(dāng)向LED器件施加正向電壓時(shí)，器件內(nèi)部的電子與空穴直接復(fù)合而產(chǎn)生能量，以光的形式釋放出來，產(chǎn)生半導(dǎo)體發(fā)光。具體的驅(qū)動(dòng)方法可以分為直流驅(qū)動(dòng)、恒流驅(qū)動(dòng)、脈沖驅(qū)動(dòng)和掃描驅(qū)動(dòng)等。為了減少引腳且便于封裝，LED顯示點(diǎn)陣模塊采用陣列形式排布，即在行列線的交點(diǎn)處接有顯示LED 。 圖231 8*8LED點(diǎn)陣的外觀及引腳圖232 8*8LED點(diǎn)陣等效電路圖 LED顯示屏的基本工作原理是動(dòng)態(tài)掃描。行掃描方式又分為8行掃描和16行掃描兩種。在行掃描工作方式下，同一排LED點(diǎn)陣片的同名行控制引腳是并接在一條線上的，共8條線，最后連接在一個(gè)行驅(qū)動(dòng)電路上；行驅(qū)動(dòng)電路中也一定有一片鎖存器或移位寄存器，用來鎖存行掃描信號(hào)。LED顯示屏顯示的內(nèi)容一般按字模的形式存放在單片機(jī)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，字模是8位二進(jìn)制數(shù)。按LED點(diǎn)陣片在屏幕上的排列順序，單片機(jī)先對(duì)第1排的第1片LED點(diǎn)陣片的列驅(qū)動(dòng)鎖存器，寫入從外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀得的字模數(shù)據(jù)，接著對(duì)第2片、第3片……直到這一排的最后一片都寫完字模數(shù)據(jù)后，單片機(jī)再對(duì)這一排的行驅(qū)動(dòng)鎖存器寫行掃描信號(hào)，于是第1排第1行與字模數(shù)據(jù)相關(guān)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮。各排第1行都點(diǎn)亮后，延時(shí)一段時(shí)間，然后黑屏，這樣就算完成了單片機(jī)對(duì)LED顯示屏的一行掃描控制。對(duì)全部8行的控制過程都完成后，LED顯示屏也就完成了1幀圖像的完整顯示。 LED屏日益受到青睞的今天，憑借自身色彩鮮艷、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、高節(jié)能、利于環(huán)保、可顯示動(dòng)態(tài)畫面和文字、廣告模式更趨近于電視、可承擔(dān)信息發(fā)布等特點(diǎn)大有取代傳統(tǒng)廣告的趨勢(shì)。然而要把3D技術(shù)融入到戶外領(lǐng)域那就很有難度了，3D實(shí)現(xiàn)是需要借助3D眼鏡來實(shí)現(xiàn)的。第3章 硬件 單片機(jī)STC89C52STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能COMOS8的微處理器，俗稱單片機(jī)。表331給出了其主要功能。ALE/PROG(30)：地址鎖存允許信號(hào)PSEN(29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)EA/VPP(31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。PO口(39～32)：～。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平（晶體管晶體管邏輯電平）。P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL 邏輯電平。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8