16#21516点阵led电子显示屏的设计毕业论文毕业论文.docx
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16#21516点阵led电子显示屏的设计毕业论文毕业论文
湖北大学知行学院
ZhixingCollegeOfHubeiUniversity
学士学位论文
题目:
16×16点阵LED电子显示屏的设计
论文作者:
陈雩迪
学号:
0911070022
系部:
计算机系
专业:
电子科学与技术
指导教师:
张铁桥
论文提交日期:
2013年04月18日
绪论1
8
结论16
16×16点阵LED电子显示屏的设计
摘要
本设计是一16×16点阵LED电子显示屏的设计。
整机以美国ATMEL公司生产的40脚单片机AT89C51为核心,介绍了以它为控制系统的LED点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。
通过该芯片控制一个行驱动器74HC154和两个列驱动器74HC595来驱动显示屏显示。
该电子显示屏可以显示各种文字或单色图像,全屏能显示1个汉字,采用4块8×8点阵LED显示模块来组成16×16点阵显示模式。
显示采用动态显示,使得图形或文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式。
文中详细介绍了LED点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计,以及使用说明等。
LED显示以其组构方式灵活、显示稳定、功耗低、寿命长、技术成熟、成本低廉等特点在车站、证券所、运动场馆、交通干道及各种室内/外显示场合的信息发布,公益宣传,环境参数实时,重大活动倒计时等等得到广泛的应用。
【关键词】AT89C51单片机LED点阵显示动态显示汇编语言
Designerof16x16DotMatrixLEDDisplay
Abstract
Thisdesignisa16×16latticeLEDelectrondisplaymonitordesign.
Thewholeequipmentiswiththe40-pinAT89C51MCU(MicroControllerUnit)producedbytheAmericanATMELcompanyatthecore,introducedtakeitasthecontrolsystemLEDlatticeelectrondisplaymonitordynamicdesignandthedevelopmentprocess.Controlsgooddriver74HC154andtworowdriver74HC595throughthischipactuatesthedisplaymonitordemonstration.Theelectronicscreencanshowallkindsofwrittenormonochromeimages,onefullscreendisplayChinesecharacters,fourpiecesof8×8dot-matrixLEDdisplaymodulestoformthe16×16dotmatrixdisplaymode.Showdynamicshowthatmakesstaticgraphicortextcanbeachieved,shiftedoutofvariousformats.ThispaperdescribesthehardwaredesignoftheLEDdotmatrixdisplay,andtheprinciplefunctionofthevariouspartsofthecircuit,thecorrespondingsoftwareprogramdesignandtheuseofsomesuch.
LEDdisplaywithfabricmeansflexibility,stability,lowpowerconsumption,longlife,maturetechnology,low-costfeaturesatthestation,securities,sportsvenues,transportationcorridorsandvariousindoor/disseminationofinformationonforeignshowsoccasions,goodpublicity,real-timeenvironmentalparameters,etc.countdownmajoractivitiesarewidelyused.
【Keywords】AT89C51MicroControllerUnitLEDLatticedisplayDynamicdisplayAssemblylanguage.
绪论
LED显示屏:
又叫电子显示屏或者飘字屏幕。
是由LED点阵和ledpc面板组成,通过红色,蓝色,白色,绿色LED灯的亮灭来显示文字、图片、动画、视频,内容。
可以根据不同场合的需要做出不同的调节,比如一般的广告牌那些流动的字画,就是通过flash制作一个动画,储蓄在显示屏的一张内存卡里,再通过技术手法显示出来的,可以根据不同的需要随时更换,各部分组件都是模块化结构的显示器件。
传统LED显示屏通常由显示模块、控制系统及电源系统组成。
LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展,是与它本身所具有的优点分不开的。
这些优点概括起来是:
亮度高、工作电压低、功耗小、大型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。
LED的发展前景极为广阔,目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性,可靠性、全色化方向发展。
汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵(如16×16点阵),将点阵文件存入ROM,形成新的汉字编码。
而在使用时则需要先根据新的汉字编码组成语言,再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。
具体显示技术和原理将会在正文中得到详细论述。
1LED显示屏的简介
(1)LED发光灯(或称单灯)一般由单个LED晶片,反光碗,金属阳极,金属阴极构成,外包具有透光聚光能力的环氧树脂外壳。
可用一个或多个(不同颜色的)单灯构成一个基本像素,由于亮度高,多用于户外显示屏。
(2)LED点阵模块,由若干晶片构成发光矩阵,用环氧树脂封装于塑料壳内。
适合行列扫描驱动,容易构成高密度的显示屏,多用于户内显示屏。
(3)贴片式LED发光灯(或称SMDLED)就是LED发光灯的贴焊形式的封装,可用于户内全彩色显示屏,可实现单点维护,有效克服马赛克现象。
LED显示屏性能
(1)发光亮度强,在可视距离内阳光直射屏幕表面时,显示内容清晰可见。
(2)静态扫描技术,采用静态锁存扫描方式,大功率驱动,充分保证发光亮度。
(3)自动亮度调节具有自动亮度调节功能,可在不同亮度环境下获得最佳播放效果.。
(4)全面采用进口大规模集成电路,可靠性大大提高,便于调试维护。
(5)先进的数字化视频处理,技术分布式扫描,BSV液晶拼接技术高清显示,模块化设计/恒流静态驱动,亮度自动调节,超高亮纯色像素,影像画面清晰、无抖动和重影,杜绝失真。
视频、动画、图表、文字、图片等各种信息显示、联网显示、远程控制。
LED显示屏的应用前景
(1)根据所选通信网络的不同,可以选用不同的信息发送方式更新屏上的信息,如计算机通过Internet上的相关网站发送,计算机通过普通模块发送,普通手机发送等。
(2)支持数字、字母、中文显示,支持点对点和多点信息发布、管理。
(3)采用模块化设计,安装、维护方便
LED屏的应用范围
(1)政府等企事业、行政单位可利用无线信息显示发布政务信息、公共信息等。
(2)公交系统可利用无线信息显示屏在公交车、公交站点上进行站点介绍、商业广告宣传、新闻播报、天气预报等。
(3)公路交通管理部门利用它进行高速公路无线交通诱导信息发布。
(4)气象部门利用它发布天气气象信息,如天气预报、气象灾害预报等。
(5)在影剧院、连锁药店、旅游行业等中都可利用无线信息屏进行广告宣传。
2LED显示系统的工作原理
LED显示屏的基本组成
控制器
列驱动器
行驱动器
LED显示点阵
电源
PC
(上位机)
LED显示屏的组成框图
电源:
用于向LED点阵板和控制器供电。
输入交流220V输出直流5V。
常用开关电源(PWM,电源或称恒流电源)
电源的选择:
对单色LED屏电源功率=屏体总功率的二分之一
对双色LED屏电源功率=屏体总功率的三分之一
电源的实现标准100W(20A)150W(30A)200W(40A)
电源有多个输出接线端口(例1mm2铜总线允许电流4A计算。
20A则为5mm2线径太粗因此可以使用多个输出端口输出电源,同时LED点阵板亦是多块串联而成,满足实际需要)
稳压电源的功能是把来自电网的220V交流电压转变为所需的、稳定的直流电压。
它由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路[1]四个部分组成,:
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LED显示原理
LED显示屏电路
LED发光灯可以分为单色发光灯、双色发光灯、三色发光灯、面发光灯、闪烁发光灯、电压型发光灯等多种类型。
按照发光灯强度又可以分为普通亮度发光灯、高亮度发光灯、超高亮度发光灯等。
这种单个的发光灯适宜用做指示灯,也可以用多个LED发光灯组成固定的字符或图形进行显示。
一般把显示图形和/或文字的LED显示屏称为图文屏。
图文显示屏的主要特征是只控制LED点阵中各发光器件的通断(发光或熄灭),而不控制LED的发光强弱。
LED图文显示屏的外观可以做成条形,叫做条形图文显示屏(简称条屏),也可以按一定高度比例做成矩形的平面图文显示屏。
从理论上说,不论显示图形还是文字,都是控制与组成这些图形或文字的各个点所在位置相对应的LED器件发光。
通常事先把需要显示的图形文字转换成点阵图形,再按照显示控制的要求以一定的格式形成显示数据。
对于只控制通断的图文显示屏来说,每个LED发光器件占据数据中的1位(1bit),在需要该LED器件发光的数据中相应的位填1,否则填0。
这样依照所需显示的图形文字,按显示屏的各行各列逐点填写显示数据,就可以构成一个显示数据文件。
显示图形的数据文件,其格式相对自由,只要能够满足显示控制的要求即可。
文字的点阵格式比较规范,可以采用现行计算机通用的字库字模。
组成一个字的点阵,其大小也可以有16×16、24×24、32×32、48×48等不同规格。
汉字的点阵结构相应的显示数据是用16进制格式以字节为单位表示的。
LED点阵显示屏大部分采用动态扫描显示方式。
具体就16×16的点阵来说,把所有同一行的发光管的阳极连在一起,把所有同一列的发光管的阴极连在一起(共阳的接法),由行译码器[2]给出的行选通信号,从第一行开始,按顺序依次对各行进行扫描(把该行与电源的一端接通)。
另一方面,根据各列锁存的数据,确定相应的列驱动器是否将该列与电源的另一端接通。
接通的列,就在该行该列燃亮相应的LED;未接通的列所对应的LED熄灭。
当一行的扫描持续时间结束后,该行燃亮的LED也就熄灭;下一行又以同样的方法进行显示。
全部各行都扫过一遍之后(一个扫描周期),又从第一行开始下一个周期的扫描。
这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。
将连续的几桢画面高速的循环显示,只要帧速率高于24桢/
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