【正文】 入的調(diào)查，以促進(jìn)政府對(duì)LED產(chǎn)品的安全使用和回收處理制定規(guī)范。而如果LED燈破碎，還可能會(huì)對(duì)直接接觸的人體健康造成損害。比如在低亮度紅色LED燈中，研究人員發(fā)現(xiàn)其鉛含量超標(biāo)達(dá)到8倍。 結(jié)果顯示，這些LED燈中包含有銻、砷、鉻、鉛以及其他多種金屬元素。 然而，近日由美國(guó)加州大學(xué)艾爾文分校進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查卻顯示，使用LED的環(huán)保功效很可能會(huì)被其包含的有毒物質(zhì)所抵消。雖然國(guó)內(nèi)還有不少人在商家誤導(dǎo)下認(rèn)為L(zhǎng)ED是用來(lái)替代LCD液晶的顯示技術(shù)，但實(shí)際上這種高能效照明技術(shù)從上世紀(jì)六七十年代就已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用，如今從各種指示燈、路燈、節(jié)日彩燈再到筆記本、電視背光都在廣泛采用LED照明。它成功融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等，所以亦是數(shù)字信息化產(chǎn)品，是半導(dǎo)體光電器件“高新尖”技術(shù)，具有在線(xiàn)編程、無(wú)限升級(jí)、靈活多變的特點(diǎn)。（七）多變幻LED光源可利用紅、綠、藍(lán)三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下使三種顏色具有256級(jí)灰度并任意混合，即可產(chǎn)生256256256=16777216種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果及各種圖像。光譜中沒(méi)有紫外線(xiàn)和紅外線(xiàn)，既沒(méi)有熱量，也沒(méi)有輻射，眩光小，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源 （六)堅(jiān)固耐用LED被完全封裝在環(huán)氧樹(shù)脂里面，比燈泡和熒光燈管都堅(jiān)固。 (四)高亮度、低熱量LED使用冷發(fā)光技術(shù)，發(fā)熱量比普通照明燈具低很多。 (三)使用壽命長(zhǎng)有人稱(chēng)LED光源為長(zhǎng)壽燈。 (二)耗電量低LED耗電相當(dāng)?shù)?，直流?qū)動(dòng)，超低功耗（），電光功率轉(zhuǎn)換接近100%。脈沖占空比越小，脈沖正向電流可以越大?！?。但由于LED顯示器內(nèi)含多個(gè)發(fā)光二極管，所以需有如下特殊參數(shù)： 1．發(fā)光強(qiáng)度比 由于數(shù)碼管各段在同樣的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，各段正向電流不相同，所以各段發(fā)光強(qiáng)度不同。 （4）從各發(fā)光段電極連接方式分有共陽(yáng)極和共陰極兩種。 （2）按顏色分有紅、橙、黃、綠等數(shù)種。 （二）LED顯示器分類(lèi)（1）按字高分：筆畫(huà)顯示器字高最小有1mm（單片集成式多位數(shù)碼管字高一般在2～3mm）。 （4）符號(hào)管、米字管的制作方式與數(shù)碼管類(lèi)似。 （3）單片集成式多位數(shù)字顯示器是在發(fā)光材料基片上（大圓片），利用集成電路工藝制作出大量七段數(shù)字顯示圖形，通過(guò)劃片把合格芯片選出，對(duì)位貼在印刷電路板上，用壓焊工藝引出引線(xiàn)，再在上面蓋上“魚(yú)眼透鏡”外殼。 （2）條形七段式數(shù)碼管屬于混合封裝形式?？辗夥绞绞窃谏戏缴w上濾波片和勻光膜，為提高器件的可靠性，必須在芯片和底板上涂以透明絕緣膠，這還可以提高光效率。 反射罩式數(shù)碼管的封裝方式有空封和實(shí)封兩種。 （1）反射罩式數(shù)碼管一般用白色塑料做成帶反射腔的七段式外殼，將單個(gè)LED貼在與反射罩的七個(gè)反射腔互相對(duì)位的印刷電路板上，每個(gè)反射腔底部的中心位置就是LED芯片?？蓪?shí)現(xiàn)0～9的顯示。通常把數(shù)碼管、符號(hào)管、米字管共稱(chēng)筆畫(huà)顯示器，而把筆畫(huà)顯示器和矩陣管統(tǒng)稱(chēng)為字符顯示器。可構(gòu)成發(fā)光顯示器的發(fā)光段或發(fā)光點(diǎn)?，F(xiàn)在已有紅外、紅、黃、綠及藍(lán)光發(fā)光二極管。若能產(chǎn)生可見(jiàn)光(波長(zhǎng)在380nm紫光～780nm紅光)，半導(dǎo)體材料的Eg應(yīng)在3．26一1．63eV之間。由于復(fù)合是在少子擴(kuò)散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在+近PN結(jié)面數(shù)u m以?xún)?nèi)產(chǎn)生。除了這種發(fā)光復(fù)合外，還有些電子被非發(fā)光中心(這個(gè)中心介于導(dǎo)帶、介帶中間附近)捕獲，而后再與空穴復(fù)合，每次釋放的能量不大，不能形成可見(jiàn)光。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子(少子)一部分與多數(shù)載流子(多子)復(fù)合而發(fā)光。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。發(fā)光二極管是ⅢⅣ族化合物，如GaAs(砷化鎵)、GaP(磷化鎵)、GaAsP(磷砷化鎵)等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié)。2 LED點(diǎn)陣顯示原理 LED原理半導(dǎo)體發(fā)光器件[3]包括半導(dǎo)體發(fā)光二極管(簡(jiǎn)稱(chēng)LED)、數(shù)碼管、符號(hào)管、米字管及點(diǎn)陣式顯示屏(簡(jiǎn)稱(chēng)矩陣管)等。在現(xiàn)代信息社會(huì)中，LED顯示屏作為甲板顯示的主導(dǎo)產(chǎn)品之一無(wú)疑會(huì)有更大的發(fā)展。LED屏顯示系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，從證券交易、金融信息顯示到機(jī)場(chǎng)、港口、車(chē)站旅客引導(dǎo)信息顯示，從道路交通信息顯示到郵政、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，這些地方都需要LED顯示屏向人們傳達(dá)信息。為了對(duì)顯示數(shù)據(jù)的更新，可以通過(guò)RS232串口，由上位機(jī)將要顯示的數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，由單片機(jī)獨(dú)立完成顯示。LED點(diǎn)陣顯示根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域和要求不同可以分為很多種。從LED顯示屏的發(fā)展過(guò)程來(lái)看，首先出現(xiàn)的是以顯示短小文字信息為主的條形圖文顯示屏，繼而開(kāi)發(fā)出灰度LED圖像顯示屏。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界上目前至少有150家廠(chǎng)商生產(chǎn)全彩屏，其中產(chǎn)品齊全，規(guī)模較大的公司約有30家左右。國(guó)際上LED顯示屏的市場(chǎng)容量預(yù)計(jì)以每年30%的速度在增長(zhǎng)。 就市場(chǎng)而言，中國(guó)加入WTO、北京申奧成功等，成為L(zhǎng)ED顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新契機(jī)。為了適應(yīng)2008年奧運(yùn)會(huì)的“瘦身”計(jì)劃，利亞德開(kāi)發(fā)了表面貼裝雙基色顯示屏，大量用于訓(xùn)練館和比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)。 第三階段從1999年開(kāi)始，紅、純綠、純藍(lán)LED管大量涌入中國(guó)，同時(shí)國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)行了深入的研發(fā)工作，使用紅、綠、藍(lán)三原色LED生產(chǎn)的全彩色顯示屏被廣泛應(yīng)用，大量進(jìn)入體育場(chǎng)館、會(huì)展中心、廣場(chǎng)等公共場(chǎng)所，從而將國(guó)內(nèi)的大屏幕帶入全彩時(shí)代。視頻控制技術(shù)、圖像處理技術(shù)、光纖通信技術(shù)等的應(yīng)用將LED顯示屏提升到了一個(gè)新的臺(tái)階。用于顯示文字和簡(jiǎn)單圖片，主要用在車(chē)站、金融證券、銀行、郵局等公共場(chǎng)所，作為公共信息顯示工具。1 緒論 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀LED顯示屏是八十年代后期在全球迅速發(fā)展起來(lái)的新型信息顯示媒體，它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元組成平板顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、性能價(jià)格比高、使用成本低等特點(diǎn)，在短短的十來(lái)年中，迅速成長(zhǎng)為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。LED顯示屏[1]的發(fā)展可分為以下幾個(gè)階段：第一階段為1990年到1995年，主要是單色和16級(jí)雙色圖文屏。 第二階段是1995年到1999年，出現(xiàn)了64級(jí)、256級(jí)灰度的雙基色視頻屏。LED顯示屏控制專(zhuān)用大規(guī)模集成電路芯片也在此時(shí)由國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)發(fā)出來(lái)并得以應(yīng)用。 隨著LED原材料市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，表面貼裝器件從2001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(diǎn)間距，被不同價(jià)位需求者所接受，在短短兩年多時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)品銷(xiāo)售額已超過(guò)3億元，表面貼裝全彩色LED顯示屏應(yīng)用市場(chǎng)進(jìn)入新世紀(jì)。在奧運(yùn)場(chǎng)館全彩屏方面，為緊縮投資，全彩屏大部分采用可拆卸方式，奧運(yùn)期間可作為實(shí)況轉(zhuǎn)播工具，賽事結(jié)束后可用于租賃，作為演出、國(guó)家政策發(fā)布等公共場(chǎng)合應(yīng)用工具，通過(guò)這種方式可盡快收回成本。國(guó)內(nèi)LED顯示屏市場(chǎng)保持持續(xù)增長(zhǎng)，目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，國(guó)產(chǎn)LED顯示屏的市場(chǎng)占有率近95%。 LED顯示屏的主要制造廠(chǎng)商集中在日本、北美等地，我國(guó)LED制造廠(chǎng)商出口的份額在其中微不足道。 目前，經(jīng)過(guò)中國(guó)政府對(duì)LED產(chǎn)業(yè)化的積極推動(dòng)， 國(guó)內(nèi)LED顯示屏的生產(chǎn)技術(shù)基本與世界同步，國(guó)內(nèi)知名品牌有：奧力興（Apex Kolor)、遠(yuǎn)亮國(guó)際照明、恒宇光電、大眼界光電（TopVision)、元亨光電（yaham）、山木顯示（skymaxdisplay）、麗晶光電（Lightking）、洲明（Unilumin）、銳拓（Retop）、愛(ài)立德（aled）、聯(lián)建光電（liantronics）、長(zhǎng)方照明（cfled）、明爾杰（MejLed）、德彩光電（dicolor）、聯(lián)森（lenson）、良輝光電(lhgd)、通普（TOP)、仕蘭、雅其光（Art）、金立翔、艾比森（absen）、艾斯威（aswei）、雷森（ledsun）、利亞德（leyard）、科美芯(SBC)、三思、奧科光電等。全彩色視頻顯示屏把LED顯示屏的地位提升到一個(gè)全新的高度，達(dá)到了其它類(lèi)型顯示屏難以匹敵的水平。常用的是采用單片機(jī)為控制核心的LED點(diǎn)陣顯示，顯示的數(shù)據(jù)預(yù)先存貯在ROM中，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，單片機(jī)負(fù)責(zé)依序?qū)OM中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、傳輸和顯示。 課題研究目標(biāo)和意義本課題研究目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)16x64點(diǎn)陣LED顯示屏[2]的顯示進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)漢字、數(shù)字、字母的多樣化顯示，最終實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣顯示屏的滾動(dòng)顯示。隨著制造工藝不斷提高，同時(shí)制造成本逐年快速降低，LED顯示屏在戶(hù)外廣告媒體中會(huì)越來(lái)越多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈箱、霓虹燈、磁翻板等產(chǎn)品。 本設(shè)計(jì)主要完成以下幾方面的工作：（1）學(xué)習(xí)LED顯示屏內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)；（2）設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)；（3）設(shè)計(jì)16x64點(diǎn)陣LED顯示屏的行驅(qū)動(dòng)和列掃描電路；（4）編寫(xiě)軟件部分，通過(guò)proteus軟件實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)16x64點(diǎn)陣LED顯示屏的控制。事實(shí)上，數(shù)碼管、符號(hào)管、米字管及矩陣管中的每個(gè)發(fā)光單元都是一個(gè)發(fā)光二極管。因此它具有一般PN結(jié)的IN特性，即正向?qū)?，反向截止、擊穿特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。 : LED顯示原理假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價(jià)帶空穴直接復(fù)合而發(fā)光，或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復(fù)合發(fā)光。發(fā)光的復(fù)合量相對(duì)于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大，光量子效率越高。理論和實(shí)踐證明，光的峰值波長(zhǎng)入與發(fā)光區(qū)域的半導(dǎo)體材料禁帶寬度E g有關(guān)，即λ≈1240／Eg(mm)式中Eg的單位為電子伏特(eV)。比紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)的光為紅外光。 LED顯示器結(jié)構(gòu)及分類(lèi)通過(guò)發(fā)光二極管芯片的適當(dāng)連接（包括串聯(lián)和并聯(lián)）和適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)結(jié)構(gòu)。由這些發(fā)光段或發(fā)光點(diǎn)可以組成數(shù)碼管、符號(hào)管、米字管、矩陣管、電平顯示器管等等。 （一）LED顯示器結(jié)構(gòu)基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七個(gè)條狀發(fā)光二極管芯片按圖12排列而成的。其具體結(jié)構(gòu)有“反射罩式”、“條形七段式”及“單片集成式多位數(shù)字式”等。在裝反射罩前，用壓焊方法在芯片和印刷電路上相應(yīng)金屬條之間連好φ30μm的硅鋁絲或金屬引線(xiàn)，在反射罩內(nèi)滴入環(huán)氧樹(shù)脂，再把帶有芯片的印刷電路板與反射罩對(duì)位粘合，然后固化。實(shí)封方式采用散射劑和染料的環(huán)氧樹(shù)脂，較