【正文】 ? 全彩色 全彩色也稱三基色，每個像素點有紅綠藍三種基色，在有灰度控制的情況下，通過紅綠藍不同灰度的變化，可以很好地還原自然界的色彩。 ? 單色 每個像素點只有一種顏色，多數(shù)用紅色，因為紅色的發(fā)光效率較高，可以獲得較高的亮度，也可以用綠色，還可以是混色，即一部分用紅色，一部分用綠色，一部分用黃色。根據(jù)像素點的大小，戶外屏分為 *1 *1 *26 等規(guī)格。 ? 戶外屏 主要用于室外，在制作工藝上首先是把發(fā)光晶粒封裝成單個的發(fā)光二極管，稱之為單燈，用于制作戶外屏的單燈一般都采用具有聚光作用的反光杯來提高亮度；再由多只 LED 單燈封裝成單只 像素 管，而由 像素 管組成點陣式的顯示單元箱體，根學(xué)士學(xué)位論文 5 據(jù)用戶需要及顯示應(yīng)用場所，以一個 顯示單元箱體為基本單元組成所需要的尺寸。 LED 信息顯示屏的 分類 （ 1） 根據(jù)應(yīng)用場所的不同，可將 LED 信息顯示屏分為室內(nèi)與室外兩種。 （ 4）組態(tài)靈活，簡單到數(shù)碼顯示，復(fù)雜到全彩色視屏，有不同種類的產(chǎn)品可以滿足要求，室內(nèi)室外都有相應(yīng)的產(chǎn)品。25度。 （ 2）視角大，室內(nèi)屏視角大于 177。 LED信息顯示屏的主要特點 LED 顯示屏主要是由發(fā)光二極管（ LED）及其驅(qū)動芯片組成的顯示單元拼接而成的平面顯示器。此外，照明光源用 LED也是其發(fā)展的一個重要方向。在今后一段時期內(nèi)，仍將保持快速發(fā)展的勢頭。 目前， LED主要產(chǎn)地集中在日本、中國臺灣、北美等地區(qū)。另外就是 LED顯示屏。多年來， LED依靠其獨特的低價、低耗、高亮度、長壽命等優(yōu)越性一直在平板顯示領(lǐng)域扮演著重要的角色，并且在今后相當(dāng)長的一段時期內(nèi)還有相當(dāng)大的發(fā)展空間。 近年來顯示屏市場得到了迅猛的發(fā)展，目前顯示屏作為信息傳播的一種重要手段，已經(jīng)成為城市信息現(xiàn) 代化建設(shè)的標(biāo)志。 LED點陣式顯示屏分兩種，一種是顯示固定信息 (含循環(huán)顯示 )，其特點是顯示內(nèi)容固定，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，適合于路標(biāo)等信息較少且不變化的場合。 LED的 應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀 隨著電子、光電等技術(shù)的發(fā)展，人們對各種信息的需求量不斷增加，中、大型 LED顯示屏作為信息載體廣泛應(yīng)用在銀行、保險、車站、港口等公共場所。如 5Ⅹ 7 點陣顯示器可用于顯示西文字母， 5Ⅹ 8 點陣顯示器可用于顯示中西文，8Ⅹ 8 點陣用于顯示中文文字，也可用于圖形顯示。 根據(jù)像素的數(shù)目分為單基色，雙基色、三基色等，根據(jù)像素顏色的不同所顯示的文字、圖象等內(nèi)容的顏色也不同，單基色點陣只能顯示固定色彩如紅、綠、黃 等單色，雙基色和三基色點陣顯示內(nèi)容的顏色由像素內(nèi)不同顏色發(fā)光二極管點亮組合方式?jīng)Q定，如紅綠都亮?xí)r可顯示黃色，如果按照脈沖方式控制二極管的點亮?xí)r間，則可實現(xiàn) 256 或更高級灰度顯示，即可實現(xiàn)真彩色現(xiàn)顯示。點陣顯示器有單色和雙色兩類，可顯示紅，黃，綠，橙等。 學(xué)士學(xué)位論文 3 LED點陣 介紹 八十年代以來出現(xiàn)了組合型 LED 點陣顯示器，以發(fā)光二極管為像素，它用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后，環(huán)氧樹脂和塑模封裝而成。近些年 LED市場規(guī)?？焖偬嵘?2021年中國 LED的產(chǎn)量已經(jīng)達到 ，市場規(guī)模更是突破百億元大關(guān)，達到 。 LED顯示屏在平板顯示領(lǐng)域的主流產(chǎn)品局面基本形成， LED顯示屏產(chǎn)業(yè)成為新興的高科技產(chǎn)業(yè)。進入九十年代，全球信息產(chǎn)業(yè)高速增長，信息技術(shù)各個領(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。受 LED材料器件的限制， LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域沒有廣泛開展 ,這一時期的 LED顯示屏在國外應(yīng)用較廣，國內(nèi)很少，產(chǎn)品以紅、綠雙基色為主，灰度等級為單點 4 級調(diào) 灰，成本較高。目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性和發(fā)光密度、發(fā)光均勻性、全色化發(fā)展。 LED之所以受到廣泛重視并得到迅速發(fā)展，是因為它本身有很多優(yōu)點。 學(xué)士學(xué)位論文 2 2 LED顯示屏概述 LED顯示屏系統(tǒng) LED歷史簡介 1923年，羅塞夫 (lossen． o． w)在研究半導(dǎo)體時， 發(fā)現(xiàn) 有雜質(zhì)的 pn結(jié)中有光發(fā)射，不久 研制出了發(fā)光二極管 (led:light emitting diode)。該系統(tǒng)以 cygnal單片機為核心 ,結(jié)合軟件實現(xiàn)了動態(tài)漢字的顯示功能。隨著全球電子制造業(yè)不斷向中國內(nèi)地轉(zhuǎn)移，中國電子信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，目前中國已經(jīng)成為全球最重要的電子制造產(chǎn)業(yè)基地之一，由此帶動中國 LED 市場銷售規(guī)?？焖僭鲩L。 LED 顯示屏市場隨技術(shù)發(fā)展而攀升，就市場而言，中國加入 WTO、北京申奧成功等，成為 LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新契機。由于其有發(fā)光率高、使用壽命長、組態(tài)靈活、色彩豐富以及對室內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于機場、車站、碼頭、商店、學(xué)校、銀行等公共場合的信息發(fā)布和廣告宣傳中。學(xué)士學(xué)位論文 1 1 緒論 八十年代以來出現(xiàn)了組合型 LED 點陣顯示器 ,以發(fā)光二極管為像素 ,用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后 ,由環(huán)氧樹脂和塑模封裝而成。具有高亮度、功耗低、引腳少、視角大、壽命長、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點，用于顯示文字、圖象、動畫、行情及電視、錄象等具有多種編輯和播放功能。 LED 顯 示屏發(fā)展較快，其無論在成本和產(chǎn)生的社會效益等方面都有獨特的優(yōu)勢 ， 使它 在公眾多媒體顯示領(lǐng)域一枝獨秀，因此市場空間巨大。國內(nèi) LED 顯示屏市場保持持續(xù)增長，目前在國內(nèi)市場上，國產(chǎn) LED 顯示屏的市場占有率近 95%， 國際上 LED 顯示屏的市場容量預(yù)計以每年 30%的速度在增長。 本文在實驗室條件允許的情況下，設(shè)計并實現(xiàn)了一 個 1616的 LED點陣式顯示條屏。本論文 將 詳細介紹LED條屏的硬件電路設(shè)計、顯示方式及其主要的功能，使得對本設(shè)計有一個清晰、完整的了解。 由于半導(dǎo)體的制作和加工工藝逐步成熟和完善，發(fā)光二極管已日趨在固體顯示器中占主導(dǎo)地位。例如：亮度高、功耗低、易于集成、驅(qū)動簡單、壽命長 且性能穩(wěn)定，其發(fā)展前景極為廣闊。 LED顯示屏的發(fā)展可以概括為以下三個階段： （ 1） 1990 年以前 為 LED顯示屏的成長時期。 （ 2） 19901995 年，這一段是 LED顯示屏迅速發(fā)展的時期。藍色 LED 晶片研制成功，全彩色 LED 顯示屏進入市場；電子計算機及微電子領(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)，顯示屏灰度等級實現(xiàn) 16 級灰度和 64 級灰度調(diào)灰，顯示屏的動態(tài)顯示效果大大提高，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域涉及金融證券、體育、機場、鐵路、車站、公路交通、商業(yè)廣告、郵電電信等諸多領(lǐng)域，特 別是 1993 年證券股票業(yè)的發(fā)展更引發(fā)了 LED顯示屏市場的大幅增長。 （ 3） 1995 年以來， LED顯示屏的發(fā)展進入一個總體穩(wěn)步提高產(chǎn)業(yè)格局調(diào)整完善的時期。 進入新世紀(jì)，光電子產(chǎn)業(yè)得到廣泛的重視，中國加入 WTO、北京申奧成功等，成為 LED顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的契機， LED顯示屏必將得到飛躍發(fā)展。具有高亮度，功耗低、引腳少、視角大、壽命長、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點。 LED 點陣有 4Ⅹ 4Ⅹ 5Ⅹ 5Ⅹ 8Ⅹ 16Ⅹ 1 24Ⅹ 240Ⅹ 40 多種。 LED 點陣顯示器單塊使用時，既可代替數(shù)碼管顯示數(shù)字，也可顯示各種中西文字及符號。用多塊點陣顯示器組合則可構(gòu)成大屏幕顯示器，但這類應(yīng)用的實用裝置常通過微機或單片機控制驅(qū)動。用來向人們傳遞信息。另一種是顯示動態(tài)信息和圖形 (象 )，其特點是顯示內(nèi)容經(jīng)常改變，既可顯示動態(tài)信息，也可在線地編輯修改顯示內(nèi)容。隨著社會經(jīng)濟的不斷進步，以及顯示技術(shù)的不斷完善，人們對顯示屏的認識將會越來越深入，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)絹碓綇V泛。 LED 應(yīng)用可分為兩大類 :一是 LED單管應(yīng)用，包括背光源 LED，紅外線 LED等 。目前，中國在 LED基礎(chǔ)材料制造方面與國際還存在著一定的差距，但學(xué)士學(xué)位論文 4 就整個 LED顯示屏系統(tǒng)而言，中國與國際處在同一技術(shù)水平，因為國內(nèi)產(chǎn)品在性價比 方面具有得天獨厚的優(yōu)勢，市場占有率在 90%以上，國外同類產(chǎn)品很難打入中國市場。臺灣 LED產(chǎn)量在全球名列前茅。隨著移動通信業(yè)的迅猛發(fā)展，使得用于移動電話、 PDA等產(chǎn)品的 SMT(表面貼裝技術(shù) )型 LED需求量大增。由于普通冷陰極管和日光燈管的使用壽命一般在 2萬小時左右，而 LED的壽命可以達到 80萬小時，又有高亮度，低耗等獨特優(yōu)勢，使得 LED光源具有光明的前景。主要特點如下： （ 1） 屏幕尺寸可大可小。60度，室外屏視角大于 177。 （ 3）視距可通過選擇不同直徑與不同點距的產(chǎn)品來調(diào)整，小到幾十厘米，大到幾百米均可滿足要求，目前最小直徑可作到 1mm。 （ 5）易與計算機接口，支持軟件豐富。 ? 室內(nèi)屏 主要用于室內(nèi)，在制作工藝上首先是把發(fā)光晶粒作成點陣模塊（或數(shù)碼管），再由模塊拼接為一定尺寸的顯示單元板，根據(jù)用戶要求，以顯示單元板為基本單元拼接成用戶所需要的尺寸。箱體在設(shè)計上應(yīng)密封，以達到防水防霧的目的，使之適應(yīng)戶外環(huán)境。 （ 2）根據(jù)所采用的 LED 的顏色，可將 LED 信息顯示屏分為單色、雙基色、全彩色三種。 ? 雙基色 每個像素點有紅綠兩種基色，可以疊加出黃色，在有灰度控制的情況下，通過紅綠不同灰度的變 化，可以組合出多種顏色。 （ 3）根據(jù)屏幕所具有的功能，可將 LED 信息顯示屏分為條屏，圖文屏，視屏以及數(shù)碼屏四種。它最大的優(yōu)點是可以脫機工作，缺點是顯示的字形字體單一。 ? 圖文屏 這類顯示屏主要用于顯示文字和圖形，一般無灰度 控制。與條屏相比，圖文屏的優(yōu)點是顯示的字體字型豐富，并可顯示圖形，缺點是脫機工作時存貯的信息少。 ? 視屏 這類顯示屏屏幕像元與控制計算機監(jiān)視器像元呈一對一的映射關(guān)系，有灰度控制，所以其表現(xiàn)也極為豐富，配置多媒體卡，視屏還可以播放視頻信號。 學(xué)士學(xué)位論文 6 ? 數(shù)碼屏 數(shù)碼屏是最廉價的 LED 顯示屏，廣泛用于銀行匯率、利率顯示，酒店海鮮價目表，客房價目表。 另外，還有一種混合屏，即點陣數(shù)碼混合顯示，它被最多地用于證券行情顯示。 （ 1） LED靜態(tài)顯示方式 LED顯示器工作在靜態(tài)顯示方式下，共陰極點或共陽極點連接在一起接地或接 +5V，每位段選線與一個 8位并行口相連一個四位靜態(tài) LED顯示器電路。由于每一位由一個 8位輸出 口控制段選碼，故在同一時間里每一位顯示的字符可以各不相同。段選控制 I/O輸出相應(yīng)字符段選碼，位選控制 I/O輸出該位選通電平，如此輪流，使每位顯示該位應(yīng)顯示的字符，并保持一段 時間，通過視覺暫留效果，獲得視覺穩(wěn)定的顯示狀態(tài)。適用于 LED 器件較少，發(fā)光強度恒定的情況。一方面它顯示的字?jǐn)?shù)很少，另一方面它的顯示內(nèi)容固定不變。在直流驅(qū)動下，多個 LED 器件可以相互并聯(lián)或串聯(lián)連接。Vf） /R ， n 為串聯(lián)的 LED 器件數(shù)量。 （ 2）恒流驅(qū)動 由于 LED 器件的正向特性比較陡，加上器件的分散性，使得在同樣電源電壓和同樣的限流電阻的情況下，各器件的正向電流并不相同，引起發(fā)光強度的差異，如果能夠?qū)?LED 正向電流直接進行恒流驅(qū)動，只要恒流值相同，發(fā)光強度就比較接近。掃描驅(qū)動的主要目的是節(jié)約驅(qū)動器，簡化電路，占空比控 制是調(diào)節(jié)器件的發(fā)光強度，多用于圖像顯示中的灰度級控制。 （ 4）掃描驅(qū)動 掃描驅(qū)動通過數(shù)字邏輯電路，使若干 LED 器件輪流導(dǎo)通，用以節(jié)省控制驅(qū)動電路。則占空比 ton /T=1/n ，此時的驅(qū)動電路幅值 IF 應(yīng)該等于相當(dāng)直流驅(qū)動電流 I0的n 倍，才能達到與相當(dāng)直流驅(qū)動一樣的效果。這樣， n 的值就不可取得太大，否則不是顯示亮度不夠，就是電流超過極限值。某一列（行）的 LED 器件是否應(yīng)該點燃，以及它的灰度值大小，由所謂的列（行） “控制 ”電路來負責(zé)。 （ 6）組合驅(qū)動 各種驅(qū)動方式，在實際應(yīng)用中往往是組合在一起使用的。在掃描驅(qū)動方式下可以按行掃描按 列控制，當(dāng)然也可以按列掃描按行控制。系統(tǒng)中控制器的 C8051F015單片機通過 RS485接收由上位機（計算機）傳入的顯示信息和控制信息，該信息經(jīng)處理后，系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)容控制各個控制信號，一并送入 LED學(xué)士學(xué)位論文 8 顯示屏體進行顯示，通過各個發(fā)光二極管的亮暗實現(xiàn)完整的信息顯示。 上位計 算機依工作環(huán)境可選擇 工業(yè)控制計算機或者普通個人計算機。 LED顯示屏可分為屏體和控制器，屏體的主要部分是 LED點陣，還有行驅(qū)動電路及其它外圍電路。一塊由 M行 N列組成的 M*N 顯示屏其LED發(fā)光器件數(shù)量非常大，不好使用靜態(tài)驅(qū)動電路，而采用動態(tài)掃描驅(qū)動電路。控制電路負責(zé)有序的選通各列，一旦 該列選通，這一列的 LED發(fā)光器件就可以根據(jù)行的數(shù)據(jù)顯示。系統(tǒng)功能如圖 所示。 單色 LED顯示系統(tǒng)主要由微機、控制部分及顯示部分組成。 單色 LED顯示系統(tǒng)還有獨特的脫機顯示方式。表面主 控 模 塊 掃描 74HC595 驅(qū)動 SI4953ADY 通 接 信 口 RS 485 RSRS485 中文 LED顯示屏 學(xué)士學(xué)位論文 9 平整、顯示均勻、發(fā)光亮度好、顯示效果清晰穩(wěn)定。計算機向控制電路發(fā)送漢字字模 ， 控制 電路存儲該字模并向驅(qū)動電路發(fā)送行列選通信號 ， 顯示驅(qū)動電路負責(zé)根據(jù)行列