【正文】 了發(fā)光二極管 (LED： light emitting diode)，但之后 LED 的應(yīng)用一直不受重 視。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。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。 (2) 第二代：雙基色多灰度顯示屏 以紅色及黃綠色為基色，因沒有藍色，只能稱其為偽彩色，可以顯示多灰度圖像及視頻，目前在國內(nèi)廣泛應(yīng)用于電信，銀行，稅務(wù)，醫(yī)院，政府機構(gòu)等場合，主要顯示標(biāo)語，公益廣告及形象宣傳信息。 (4)第四代：真彩色 (true color)多灰度顯示屏 以紅色，藍色及純綠色為基色，可以真實再現(xiàn)自然界的一切色彩 (在色坐標(biāo)上甚至超過了自然色彩范 圍 )。真彩色 5mm 戶內(nèi)大屏幕屬于上述第四代產(chǎn)品。 2 LED顯示屏市場應(yīng)用領(lǐng)域 LED 顯示屏的應(yīng)用涉及社會經(jīng)濟的許多領(lǐng)域，主要包括：證券交易、金融信息顯示 ,機場航班、汽車站動態(tài)信息顯示 ， 港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示 ， 體育場館信息顯示 ， 道路交通信息顯示 ， 調(diào)度指揮中心信息顯示 等領(lǐng)域 。 LED 顯示屏的分類 LED 顯示屏的分類有好多種，有按使用環(huán)境、顯示顏色、顯示功能等。 表 11 LED 顯示屏的分類 分類 方式 品 種 說 明 使 用 環(huán) 境 室內(nèi) LED 顯示屏 室內(nèi) LED 顯示屏在室內(nèi)環(huán)境下使用，此類顯示屏亮度適中、視角大、混色距離近、重量輕、密度高，適合較近距離觀看。 顯 示 顏 色 單基色 LED顯示屏 單基色 LED 顯示屏由一種顏色的 LED 燈組成，僅可顯示單一顏色，如紅色、綠色、橙色等。 全彩色 LED顯示屏 全彩色 LED 顯示屏由紅色、綠色和藍色 LED 燈組成，可顯示白平衡和 16,777,216 種顏色?？陕?lián)網(wǎng)脫機顯示。 3 第 2 章 LED 顯示屏的性質(zhì)及原理 LED 顯示屏的分類 異步屏 一般由顯示單元板（模組）、控制卡（條屏卡）、開關(guān)電源、組成通過串口線與計算機連接，進行顯示文字的更改，之后可以脫開計算機工作。 圖 21 異步屏 同步屏 同步屏系 統(tǒng)比較復(fù)雜，系統(tǒng)可大可小，一般由計算機、 DVI 顯卡、數(shù)據(jù)發(fā)送卡、同步數(shù)據(jù)接收卡、 HUB 板、網(wǎng)線、 LED 顯示屏等組成。圖 22就是一個同步屏系統(tǒng)。俗稱“點”或“像素點” 。 圖 23 由 2紅 2綠組成 1個顯示像素點 顯示模塊 若干個顯示像素組成的，結(jié)構(gòu)上獨立的組成 LED 顯示屏的最小單元。 圖 24 是一個點陣模塊 。 圖 25 顯示屏 模塊 如上面左 圖的室外屏模組就是由 2 個紅色燈珠組成 1 個顯示像素點顯示模組 。簡單說就是為便于組裝和顯示，出廠的半成品通常是以顯示模組形式提供的，將多個顯示模塊加顯示驅(qū)動做在一起。 室內(nèi)屏單元板通常有 64x32（ 64 列 32 行、由 32 個模塊組成）、 64x16(64列 16 行、由 16 個模塊組成）等。面板、后殼其實是一個塑料罩殼，面板上對應(yīng)燈珠位置開有孔， 以使燈珠漏出頭，后殼上有用于安裝的螺絲孔或磁柱，使模塊便于組裝， 模塊的前面灌有顯示屏專用的防水膠。 圖 28 是 LED 顯示屏屏體。主要是取決于觀看者的距離。室外屏觀看距離一般在 30 米內(nèi)，采用不大于 P16（ 16mm）的模組。 掃描方式 掃描方式?jīng)Q定了模組之間連接的形式，掃描方式有 1/1 1/ 1/1/靜態(tài)這 幾種。如果采用相同的 LED 燈， 1/16 掃的亮度要比 1/8 低，靜態(tài)（ 1/1）的亮度是最高的。對于放置在屏經(jīng)常受到猛烈陽光照射的環(huán)境，就最好用 1/4 掃描。 表 21 芯片的掃描方式 掃描 方式 走線描述 圖示 1/16（十六分之一）掃描 ：直行走線， 一路數(shù)據(jù)帶 16 行。 8 ：上蛇行， 一路數(shù)據(jù)帶 16 行， 8 行折列。 1/4（四分之一）掃描 ：直行走線， 一路數(shù)據(jù)帶 4 行。 ：下蛇行，一路數(shù)據(jù)帶 16 行， 8行折列。 9 LED 顯示屏顯示原理 圖 29 是以一個 8x8 的 點陣 LED 結(jié)構(gòu) 。 將許多這樣的模塊組合在一起，就是我們通常說的單元 板 /模組，而驅(qū)動其顯示需要顯示驅(qū)動電路和諸如單片機之類的智能控制芯片。 電路原理圖示如 圖 210所示： 圖 210 顯示屏電路圖 無論文字 還是圖形都是由點陣組成的，比如我們常用的漢字，完整的點陣由 16x1 32x32 等等，每個點就是一個像素點。 這是 16x32 的點陣漢字，每個漢字 32 個字節(jié)。送出鎖存信號 STB，即 STB 信號高低變換一次，這樣 74HC595 的輸入端口上 64 位（列）數(shù)據(jù)就被送到 74HC595 的輸出上，一行顯示就出來了。 由單片機再通過 74LS138 變換 ABCD 的 組合，選出下一個顯示行。 行選擇也是從第 1行到第 16行。但當(dāng) LED 顯示屏更大時就要選擇速度更快的單片機或 DSP 來完成了。但如要實現(xiàn)諸如左右移動、飛入飛出、嵌色變換等特殊效果，還需要 在單片機或 DSP 上編寫非常復(fù)雜 11 的算法程序，卻不是一般人能做到的。 單元板 /模組認(rèn)識 室內(nèi)屏、室外屏、全彩屏等其顯示原理都是一樣的，而最大的區(qū)別就在于顯示板的不同，下面我們分別來認(rèn)識不同的顯示單元板 /模組。 74HC245 74CH245(圖 214)是 信號功率放大 器。 圖 214 74HC245 的工作圖 引腳說明： 第 1 腳 DIR，為輸入輸出端口轉(zhuǎn)換用， DIR=“1” 高電平時信號由 “A”端輸入 “B” 端輸出， DIR=“0” 低電平時信號由 “B ” 端輸入 “A” 端輸出。 如 果DIR=“0”G=“0” 則 B1 輸入 A1 輸出，其它類同。 第 19腳 G，使能端，若該腳為 “1”A/B 端的信號將不導(dǎo)通，只有為 “0”時 A/B 端才被啟用，該腳也就是起到開關(guān)的作用。 第 20 腳 VCC，電源正極。 圖 215 74HC138 引腳說明： 第 8 腳 GND，電源地。 第 13 腳 A、 B、 C，二進制輸入腳。其它任何組合方式將不被選通，且 Y0Y7輸出全為 “1” 。 74HC595 74HC595， LED 驅(qū)動芯片， 8 位移位鎖存器用于驅(qū)動顯示列，每片 74HC595可以驅(qū)動 8 列，多片 74HC595 串接在一起，串行列數(shù)據(jù)信號 RI（ DATA）、鎖存信號 STB、串行時鐘信號 CLK 都在這個芯片上 。 第 16 腳 VCC，電源正極。 第 13 腳 EN，使能口，當(dāng)該引腳上為 “1” 時 QAQH 口全部為 “1” ，為“0” 時 QAQH 的輸出由輸入 的數(shù)據(jù)控制。 第 11 腳 CLK，時鐘口，每一個時鐘信號將移入一位數(shù)據(jù)到寄存器。 第 9 腳 DOUT，串行數(shù)據(jù)輸出端，將數(shù)據(jù)傳到下一個。 4953 4953 是 LED 顯示屏的 行驅(qū)動管，功率管每一顯示行需要的電流是比較大的，要使用行驅(qū)動管，每片 4953 可以驅(qū)動 2 個顯示行。 TB62726 TB62726（圖 219） 的作用是 LED 驅(qū)動芯片， 16 位移位鎖存器 。 15 圖 219 TB62726 及引腳 引腳說明： 第 1 腳 GND，電源地，第 24 腳 VCC，電源正極，第 2 腳 DATA，串行數(shù)據(jù)輸入，第 3 腳 CLK，時鐘輸入，第 4 腳 STB，鎖存輸入，第 23 腳輸出電流調(diào)整端，接電阻調(diào)整，第 22 腳 DOUT，串行數(shù)據(jù)輸出，第 21 腳 EN，使能輸入 ， 其它功能與 74HC595 相似，只是 TB62726 是 16 位移位鎖存器，并帶輸出電流調(diào)整功能，但在并行輸出口上不會出現(xiàn)高電平，只有高阻狀態(tài)和低電平狀態(tài)。 16 第 3 章 控制卡 及電源工作原理 控制卡及信號 生產(chǎn)控制卡的廠家很多，控制卡的功能大同小異，可根據(jù)易使用、服務(wù)好、價格優(yōu)的原則選擇。該控制卡屬于異步卡，就是說，該卡可以斷電保存信息，不需要連接 PC 都可以顯示儲存在里面的信息。 表 31 是數(shù)據(jù)傳輸口接口示意。 STB(LT)為鎖存信號。 R1， R2， G1， G2 為顯示數(shù)據(jù)（組成 16 行時用到 R G1，組成 32 行時， 下面 16 行用到 R G2），若是單色只需要 R 信號，雙色時才用到 G 信號，EN 為顯示使能， N 為地（ GND）。如果不一致，就需要自行制作轉(zhuǎn)換線 。 (1) CLK 時鐘信號：提供給移位寄存器的移位脈沖，每一個脈沖將引起數(shù)據(jù)移入或移出一位。在任何情況下，當(dāng)時鐘信號有異常時，會使整板顯示雜亂無章。但由于驅(qū)動電路受 EN 使能信號控制， 17 其點亮的前提必須是使能為開啟狀態(tài)。在任何情況下，當(dāng)鎖存信號有異常時，會使整板顯示雜亂無章。只要調(diào)整它的占空比就可以控制亮度的變化。 (4) ABCD 行信號：只有在動態(tài)掃描顯示時才存在， ABCD 其實是二進制數(shù)， A 是最低位營銷 管理 ，如果用二進制表示 ABCD 信號控制最大范圍是 16行（ 1111）， 1/4 掃描中只要 AB 信號就可以了，因為 AB 信號的表示范圍是4 行（ 11）。 由于存在不同的掃描方式，也就有不同的接口，使用得最多的是 08 接口， 12 接口和 04 接口。 室內(nèi)屏多用 08 接口，室外屏所采用接口非常雜亂，使用 12 接口的較多，但 12 接口也不是戶外屏的唯一接口。 表 32 就 是一個分類。 四個環(huán)節(jié)的工作原理如下： (1) 電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng) 220V 交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓 U1。 (3) 濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓各濾波電容 C 滿足 RLC＝（ 35） T/2，或中 T 為輸入交流信號周期， RL 為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。 其芯片內(nèi)有過渡、過熱和安全工作區(qū)保護，最大輸出電流為 。一般采用的開關(guān)電源是 220V 輸 入， 5V 直流輸出，功率根據(jù)需要選取。推理出， 32x16 單色的屏幕全亮的時候，電流為 1，所以應(yīng)該選擇大于 5V/1A的開關(guān)電源?？梢栽陔娔X城買到相關(guān)的材料。制作排線的材料有：排線，排線頭，排線帽。制作步驟，把線頭用剪刀剪平，然后放頭排線頭，（注意線和頭的平衡），然后放進壓線鉗的中央，用力壓緊，然后把線繞過來，安裝排線帽。 (2) 電源線制作： 電源分為 220V 電源線和 5V 電源線。這里著重講述 5V 直流電的電源線，由于 5V 的電流比較大，最好采用銅芯直徑在 1mm 以上的紅黑對線（務(wù)必要紅黑）。 連線 分為數(shù)據(jù)線，傳輸線，和電源線。電源線，就是用來連接電源和控制卡，電源和 LED 單元板。 第 1 步：檢查電源電壓，找出直流正負(fù)連接開關(guān)電源，將 220V 電源線 20 連接到開關(guān)電源，（確認(rèn)連接正確后，連接到 AC 或者 NL 接線柱）然后插上電。為了減少屏幕發(fā)熱延長壽命，在亮度要求不高的場合，可以把電壓調(diào)節(jié)到 之間。 第 2 步：先把電源關(guān)閉。紅線連接控制卡的 +5V和單元板的 VCC。完成后，請檢查，連接是否正確。 圖 51 LED 顯示屏連接原理圖 第 3 步：連接控制和單元板，用做好的排線 ，連接 （圖 52） 。請注意，單元板 2 個 16PIN 的接口， 1 個是輸入， 1 個是輸出，靠近 74HC245/244 的是輸入，將控制卡連接到輸入。 _ 圖 52 排線連接 第 4 步：連接 RS232 數(shù)據(jù)線，將做好的數(shù)據(jù)線一頭連接電腦的 DB9 串口，另一頭連接控制卡，將 DB9 的 5 腳（棕）連接到控制卡的 GND，將 DB9的 3 腳（棕白）連接到控制卡的 RS232RX。 接線示意如圖 53 所示。紅線 連接的是 +V 和 VCC +5V。如果不正常，請檢查連線 或者查看錯誤檢修。具體參照軟件使用說明。 顯示效果如圖 54,55,56， 57 所示 : 圖 54 LED 顯示屏靜態(tài)顯示 22 圖 55 LED 顯示屏動態(tài)顯示 圖 55 LED 顯示屏的倒計時顯示 圖 57 LED 顯示屏的 分區(qū)顯示 23 總 結(jié) 本文的 點陣 LED 顯示系統(tǒng)以 ARM 單片機為核心，控制點陣的顯示與流動，加以設(shè)計的，可實現(xiàn)漢字方式循環(huán)顯示，經(jīng)實際應(yīng)用驗證，本條屏作為信息顯示屏，工作穩(wěn)定，字跡清晰、美觀，亮度適中等優(yōu)點。 通過此次論文設(shè)計，讓我學(xué)到了許多知道的和不知道的，都有提高，在單片機的選擇、顯示屏的組合還有各種器件的選用有了一個明確的認(rèn)識，程序 設(shè)計上清晰地思路，理論在實踐方面的運用能力有巨大的提高。但是通過這次深層次的學(xué)習(xí)、設(shè)計我有了一定的實踐經(jīng)驗和理論基礎(chǔ)，也讓我可以進行更深的研究學(xué)習(xí)，再設(shè)計思路上，通過查閱資料了解了許多方法，認(rèn)識到形式的多樣性，模仿優(yōu)秀作品是每個