【正文】 基色全彩色顯示屏幕成本有大幅下滑，應(yīng)用速度加快。 LED顯示屏的發(fā)展趨勢據(jù)CCID微電子研究所預(yù)計，在未來的5年時間內(nèi)，我國LED顯示屏將在電信、郵政、金融系統(tǒng)、商業(yè)系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、體育場館等領(lǐng)域不斷開拓市場，尋求新的發(fā)展空間以及應(yīng)用領(lǐng)域，與此同時LED顯示屏在市場上的需求正以大約平均每年30%的速度遞增，發(fā)展趨勢如下：1高亮度、全彩化在藍色及純綠色的led顯示屏出現(xiàn)以后，LED顯示屏的成本在隨著時間的推移越來越低，已具備成熟的商業(yè)化條件。2003年LED顯示屏行業(yè)整體的發(fā)展速度相比之前要快很多 ，很多企業(yè)都已經(jīng)具有相當?shù)囊?guī)模并還在逐漸增多，產(chǎn)業(yè)布局發(fā)展也在走向成熟。據(jù)行業(yè)協(xié)會給出的統(tǒng)計信息來看，自十九世紀九十年代末，我國LED顯示屏行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，產(chǎn)業(yè)鏈不斷擴大完善。相關(guān)的標準規(guī)定等也在不斷完善。我們國家的相關(guān)部門通過及時調(diào)整，對LED顯示屏的發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題進行了適當?shù)囊?guī)范和引導。LED顯示屏在平面媒體顯示領(lǐng)域逐漸成為主流產(chǎn)品，這樣的局面已經(jīng)逐漸形成，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)也自然而然地成為新興的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。藍色發(fā)光二級管晶片研制成功，從此，LED顯示屏進入了全彩色顯示的新紀元；電子技術(shù)以及單片微型計算機等控制技術(shù)的快速發(fā)展，在顯示屏控制領(lǐng)域有了更進一步的發(fā)展，相關(guān)工作人員研究開發(fā)出來了視頻控制卡，顯示屏灰度等級也有了很大的提高，實現(xiàn)16級灰度等級和64級灰度等級的調(diào)灰，顯示屏的在顯示動畫方面的效果得到了空前的提高。在這個時期，國外的LED顯示屏應(yīng)用很是廣泛 ，在我們中國則很少見，出現(xiàn)的為數(shù)不多的相關(guān)產(chǎn)品也是以單紅色、紅綠雙基色為主，控制技術(shù)也幾乎全是通過通信數(shù)據(jù)傳輸而實現(xiàn)的控制方法，顯示的灰度等級就目前的現(xiàn)狀來看，當時的灰度級是很小很小的，當時只可以實現(xiàn)單點的4個灰度級，而現(xiàn)在至少也是256灰度級，并且當時產(chǎn)品的成本也是相當高的。LED顯示屏的成長歷程：，或者說是LED顯示屏的幼年時期，各方面理論技術(shù)還不成熟。相關(guān)理論也日臻完善。在LED顯示屏快速發(fā)展的過程中，從開始出現(xiàn)到大范圍多領(lǐng)域的應(yīng)用也是經(jīng)歷了一個過程，總的來說，LED顯示屏經(jīng)歷了單色、雙色到紅綠藍三基色全彩多灰度級顯示的一個過程。 相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀LED顯示屏發(fā)光效率高，能夠很好的適應(yīng)室內(nèi)室外等應(yīng)用區(qū)域的環(huán)境，自上世紀90年代前期開始，隨著LED制造業(yè)的技術(shù)水平有了新的進展，理論等相關(guān)技術(shù)框架基本形成，在國外得到大范圍多領(lǐng)域的應(yīng)用。最后，LED 顯示屏應(yīng)用范圍很廣，金融證券、股票炒股、銀行利率等信息顯示、商業(yè)廣告播放、文化娛樂等方面，顯示的效果亮度高且清晰穩(wěn)定，越來越多的地方開始使用LED電子顯示屏，有巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。可以用來顯示各種文字圖形，并且可以與計算機相連接同步顯示計算機屏幕的信息，相當于投影儀。這一種剛剛興起的led大屏幕技術(shù)成為了廣大民眾目光的聚焦焦點。電子控制技術(shù)的高速發(fā)展和led發(fā)光二級管制造工藝的進展為高亮度大屏幕的誕生創(chuàng)造了條件?；?1單片機的led顯示屏設(shè)計畢業(yè)論文 目 錄第一章 緒 論 3 3 相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 3 LED顯示屏發(fā)展的簡要回顧 3 我國LED顯示屏的發(fā)展現(xiàn)狀 3 LED顯示屏的發(fā)展趨勢 3第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計 3 3 3 3 3第三章 基于51單片機的LED顯示屏系統(tǒng)設(shè)計 3 3 STC90C51的硬件結(jié)構(gòu) 3 STC90C51主要性能參數(shù) 3 STC90C51單片機適用領(lǐng)域 3 單片機STC90C51電路及外圍電路 3 LED顯示屏掃描電路設(shè)計 3 LED點陣屏內(nèi)部結(jié)構(gòu)及顯示原理 3 列掃描電路設(shè)計 3 行驅(qū)動掃描電路設(shè)計 3第四章 軟件設(shè)計 3 3 3 3第五章 系統(tǒng)調(diào)試與實驗 3 3 3 字模提取 3 3 3 led顯示部分測試 3結(jié) 論 3參考文獻 3附 錄 3謝辭 3第一章 緒 論隨著我國社會經(jīng)濟文化等的不斷發(fā)展，民眾的消費標準也在發(fā)生著不斷的變化,戶外燈箱廣告更是扮演著越來越重要的宣傳角色，在車站、商場、學校單位等場合都會見到霓虹燈之類的廣告。但是傳統(tǒng)的霓虹燈廣告牌不管是在顯示色彩效果、用電量還是在可修改性上都已經(jīng)無法滿足當今日新月異的社會需求，傳統(tǒng)的霓虹燈廣告在社會快速發(fā)展中需要更多的改進。由于LED顯示屏相對于傳統(tǒng)的霓虹燈之類的廣告牌有很多方面的優(yōu)勢，所以發(fā)展很快，得到了廣大應(yīng)用廠商的認可。與之前的顯示設(shè)備比較，首先，LED 顯示屏可以顯示幾乎所有常用色彩,色彩豐富，三基色的發(fā)光管可以顯示全彩色，顯示方式又是多種多樣的,無限變化（文字、圖形、動畫、視頻、電視畫面等），這一個產(chǎn)品就集合了電子技術(shù)領(lǐng)域多個學科的相關(guān)知識，是一中高新技術(shù)產(chǎn)品。其次，LED 顯示屏的像素點是LED發(fā)光二極管，將多個發(fā)光二極管以大小間距相同的排列形式組合成LED顯示陣列，這種顯示屏具有成本低、耗電量低、亮度和清晰度高、壽命長等眾多優(yōu)點，而且 LED 顯示屏不受空間的限制，可以根據(jù)用戶要求設(shè)計屏的大小，可視角度大，是這個信息時代在傳播介質(zhì)方面劃時代的產(chǎn)物。 Led顯示屏集眾家之長，在國際領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。而在我們中國改革開放30年的發(fā)展之后，主要是進入上世紀90年代我國的經(jīng)濟得到了飛速的發(fā)展，快速的提高，經(jīng)濟發(fā)展的背景下各種商業(yè)信息的傳播在整個市場上有很大需求，LED顯示屏及時的出現(xiàn)很好的滿足了當時社會和市場的需要，LED顯示屏的研發(fā)與加工技術(shù)水平也得到了相應(yīng)的提高，適用范圍領(lǐng)域也得以擴展。目前關(guān)于LED顯示屏的理論框架和相關(guān)制造加工技術(shù)等已經(jīng)相當成熟，led顯示屏的像素點越做越小，紅綠藍三基色全彩屏的分辨率越來越高，并朝著高亮度、低功耗、大視角的方向發(fā)展。 LED顯示屏發(fā)展的簡要回顧Led顯示屏以很高的穩(wěn)定性、超強的環(huán)境適應(yīng)能力、高性能低價格、使用時間長、可視范圍角度大等特點，在為期不長的十幾年時間里，以迅雷不及掩耳之勢發(fā)展成為平面大面積顯示的主流產(chǎn)品之一，在信息顯示傳播，廣告媒體領(lǐng)域得到了廣泛認可和應(yīng)用。一個方面，受LED相關(guān)的材料制造加工技術(shù)還不夠先進，LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域就收到了很大的限制，另一個方面，顯示屏控制技術(shù)幾乎全是通過通信數(shù)據(jù)傳輸而實現(xiàn)的控制方法，從客觀上來講極大地影響了他的顯示效果。LED顯示屏以高速度、大范圍、多領(lǐng)域的方式就這樣進入了九十年代，進入了廣發(fā)人民群眾的視野，在全球信息化產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的大背景下，信息技術(shù)在我們生活工作的多個領(lǐng)域不斷發(fā)展創(chuàng)新突破。在這一個階段，LED顯示屏在我們中國的發(fā)展速可以說是遍地開花，從初期的不多的幾家企業(yè)、年產(chǎn)值只有幾千萬元發(fā)展到幾十家企業(yè)、年產(chǎn)值達數(shù)億元，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域涉及金融證券、體育屆、機場航班信息顯示、鐵路車次信息顯示、車站時間表信息顯示、公路交通、商業(yè)廣告、郵電電信等諸多領(lǐng)域。是led顯示屏產(chǎn)業(yè)格局調(diào)整相繼完善的時期上世紀九十年代中期年以來，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展進而產(chǎn)生的內(nèi)部競爭加劇，許多中小企業(yè)也如同雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，這樣就使得相關(guān)產(chǎn)品價格有了大幅度的回落，應(yīng)用的范圍也不斷的擴大，這也導致了LED相關(guān)產(chǎn)品在質(zhì)量、標準化等方面的問題，不利于相關(guān)產(chǎn)品的統(tǒng)一及標準化。國家多個部門聯(lián)合出臺了相關(guān)的文件規(guī)范使得LED顯示屏走向標準化、規(guī)范化。 我國LED顯示屏的發(fā)展現(xiàn)狀我國led產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了十余年的成長歷程，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)中，一些支柱型企業(yè)相繼誕生。就整個LED顯示屏系統(tǒng)而言，我國的led顯示屏技術(shù)已經(jīng)達到了國際先進水平并處于領(lǐng)先地位，這也得力于國內(nèi)產(chǎn)品在性價比方面所具有的得天獨厚的優(yōu)勢，市場占有率在90%以上，國外的相關(guān)產(chǎn)品幾乎不能夠進入中國市場。04年至07年之間，隨著北京奧運會的臨近，各地城區(qū)城市化的步伐也逐漸加快，全國LED顯示屏市場依然活力不減保持著快速增長的趨勢，年平均增長率仍然能夠保持在百分之三十五左右?；A(chǔ)材料也逐漸向成熟的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。LED顯示屏等產(chǎn)品的性能也不斷提高，三基色全彩色顯示屏的色彩、白平衡等已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)很理想的效果了，能夠全天候在室外環(huán)境下工作，很好的滿足了用戶的相關(guān)需求，因為三基色led全彩色顯示屏幕性價比很高，預(yù)測在未來發(fā)展的相當長的一段時間內(nèi)，三基色全彩LED顯示屏在在室內(nèi)外顯示媒體領(lǐng)域逐漸代替了傳統(tǒng)的燈箱、霓紅燈等產(chǎn)品。行業(yè)規(guī)范和標準體系的形成，對led產(chǎn)品以后的發(fā)展有著很好的基礎(chǔ)，在這樣熱大潮中，那些相對落后的企業(yè)相繼被淘汰，整個業(yè)界的質(zhì)量水平會得到一個整體的提升，也有利于LED產(chǎn)品的標準化、規(guī)范化。在這個信息化的時代，信息傳遞在生活工作中占據(jù)著愈來愈重要的作用，信息也廣泛存在于生活工作的各個方面，LED顯示屏幕自然而然的有了很多用武之地。LED顯示屏應(yīng)用領(lǐng)域的突破體現(xiàn)了該類產(chǎn)品向著多樣化發(fā)展的趨勢。當顯示屏的行選信號被選通時，列選端四位數(shù)據(jù)給低電平的發(fā)光二極管就會被點亮。 根據(jù)人眼的視覺暫留原理，將每一次數(shù)據(jù)更新掃描的時間控制在20ms左右就可以看到穩(wěn)定的文字圖像。對led顯示屏的工作原理過程有了更深入的認識。本設(shè)計實現(xiàn)的是1664 像素的LED點陣屏，要求LED顯示屏可以有足夠的亮度，能夠穩(wěn)定的顯示要求的文字圖像等信息，并實現(xiàn)文字圖像等的移動顯示。 課題的工作主要可以分為兩大部分，一個主要部分是硬件電路設(shè)計，另一個主要部分是軟件程序設(shè)計。軟件部分主要是靜態(tài)顯示、左移顯示、右移顯示、上移顯示的程序編寫等。此系統(tǒng)由開關(guān)電源供電，有足夠的驅(qū)動能力，而且STC90C51單片機有很好的穩(wěn)定性，能夠很好地實現(xiàn)各種信息的顯示。主要需求如下：1． 靜態(tài)顯示功能，可以做小型廣告牌，本設(shè)計可以應(yīng)用在大小店鋪顯示各種商品信息，要求系統(tǒng)能夠顯示文字、簡單圖像信息。并且穩(wěn)定性高、用電量低、亮度大。傳統(tǒng)廣告牌色彩單一，此設(shè)計豐富了傳統(tǒng)的顯示方式，用三基色顯示模塊，可以顯示豐富的色彩，很好的增加了廣告牌的吸引力。3． 各種動態(tài)顯示，目前常見的顯示屏多為靜態(tài)顯示，并無動畫，此設(shè)計可實現(xiàn)動態(tài)顯示。系統(tǒng)主要分為供電模塊、顯示模塊、控制模塊等。 系統(tǒng)的硬件組成主要包括控制模塊、電源模塊、顯示部分。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖21所示：圖21 系統(tǒng)原理框圖本系統(tǒng)實現(xiàn)了文字、簡單圖像的靜態(tài)及動態(tài)顯示功能，通過單片機控制，從而實現(xiàn)顯示的功能 。本設(shè)計以STC90C516RD+作為核心控制單元，實現(xiàn)了16*64 LED點陣屏的圖文顯示，在目測條件下LED顯示屏各點亮度均勻、充足，圖形或文字顯示可以靜態(tài)顯示、上下左右移動顯示等。系統(tǒng)的復(fù)位部分為系統(tǒng)在開機時自動復(fù)位，也可以手動復(fù)位。首先是三種基本顏色的行掃描顯示以檢測顯示模塊是否能夠正常工作以及檢測是否有壞點從而保證系統(tǒng)的正常工作。第三章 基于51單片機的LED顯示屏系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)的硬件組成主要包括控制模塊、電源模塊、顯示部分。： 圖31 STC90C51單片機芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu) STC90C51主要性能參數(shù)STC90C516RD+單片機相關(guān)參數(shù)如下：： （5V 單片機）/ （3V 單片機）：040MHz，相當于普通8051單片機的 0～80MHz. 4K/6K/7K/8K/10K/12K/13K/16K/32K/40K/48K/56K/ 61K/字節(jié) 1280字節(jié)/512/256字節(jié) RAM 功能（UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART：075℃/40+85℃：LQFP44,PDIP40，PLCC44。超大容量SRAM。經(jīng)濟實用性強，在相對領(lǐng)域定會有廣泛的應(yīng)用市場。、電表 單片機STC90C51電路及外圍電路系統(tǒng)控制模塊為單片機及其外圍電路，主要實現(xiàn)點陣屏掃描顯示和信息的更新，其芯片引腳圖如圖33所示：圖33 STC90C51引腳圖基礎(chǔ)時鐘電路 時鐘模塊是ST90C51單片機不可缺少的模塊，時鐘模塊可以使單片機實現(xiàn)低功耗。電路如圖33所示:圖33 晶振電路單片機模塊及其外圍電路單片機電路作為整個系統(tǒng)的核心控制部分，主要是控制LED顯示屏的信息顯示控制和數(shù)據(jù)信息的更新，將數(shù)據(jù)傳至顯示屏，單片機的供電電源采用5V，1A的開關(guān)電源，保證單片機的正常工作。單片機的最小系統(tǒng)如圖34所示：圖34 單片機最小系統(tǒng)單片機的復(fù)位引腳RST（9腳），當輸入連續(xù)兩個機器周期以上高電平時為有效，用來完成單片機的復(fù)位和初始化操作，復(fù)位后程序計數(shù)器PC=0000H，即復(fù)位后將從程序存儲器的0000H單元讀取第一條指令碼，通俗的來說，就是單片機在運行程序的時候重新開始。按鍵按下時，復(fù)位電路對單片機進行復(fù)位，RST高電平有效。當顯示屏的行選信號被選通時，列選端四位數(shù)據(jù)給低電平的發(fā)光二極管就會被點亮。 根據(jù)人眼的視覺暫留原理，將每一次數(shù)據(jù)更新掃描的時間控制在20ms左右就可以看到穩(wěn)定的文字圖像。 送顯示代碼過程如下所示： 送第一組的八列數(shù)據(jù)到相應(yīng)的輸出口。然后將第二行掃描為低電平延時2毫秒左右； 以此類推，掃描完所有行，又從頭開始送。 列掃描電路設(shè)計每個漢字需要4個8*8的LED點陣，要想實現(xiàn)16行掃描驅(qū)動，上下2行只使用了1個SM16126接到LED點陣模塊上，而每個漢字是按照16*16取模，所以需要1個SM16126來驅(qū)動一個漢字，我的電路設(shè)計的是4個漢字，所以每種顏色的漢字顯示需要1*4=4個SM16126來實現(xiàn)16行掃描顯示。SM16126的引腳SDI是串行數(shù)據(jù)的輸入端。SDO由SM16126在5V供電的情況下（25℃），可以達到25MHz以上的時鐘頻率，而我采用的90C51的時鐘頻率只有24MHz，串口方式0的時鐘頻率只有fosc/12=2MHz，所以SM16126完全可以勝任；由于SM16126輸出高電平時每個管腳的驅(qū)動電流在3—45mA，而每個LED發(fā)光管的驅(qū)動電流大約是20mA，有足夠的驅(qū)動能力去驅(qū)動二極管達到要求的亮度.SM16126芯片管腳說明GND串行數(shù)據(jù)輸入端OUT0~~OUT15數(shù)據(jù)輸出以便級聯(lián)下一個芯片R~E