点阵式LED广告屏的设计作业一.docx

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点阵式LED广告屏的设计作业一

16*64点LED电子显示屏的设计与实现

作者：

徐艳飞于德海

文献出版社：

长春工业大学计算机应用技术，吉林长春130000

信息科学

引用内容：

现给出基于MCS-51单片机的16*64点阵LED电子显示屏设计方案，包括系统具体的硬件设计方案和部分C语言程序等方面。

LED是指发光二极管，在某些半导体的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。

PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。

这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，简称LED。

由于电子显示屏制作简单，安装方便，被广泛应用于各种公共场合，如公交汽车的报站器、广告屏以及公告牌等等。

介绍的LED点阵电子显示屏，其功能有固定汉字、字母、数字的显示；平行左移、右移；固定信息的循环显示；显示屏的亮度连续可调；时间的显示和上位机对显示内容可修改的功能。

116*64点阵LED显示屏的硬件组合

（1）MCU的选择：

由于软件对空间的需求和硬件的简化，本系统MCU采用的是AT89S52，它具有8KB的ROM，128字节的RAM，不需再外扩存储器了。

（2）行以及列驱动电路：

因为要驱动16行选，所以采用四六译码器74LS154，它只需占用AT89S52的四个I/O口，起到了节省I/O口资源的目的。

它是输出低电平有效，所以用它驱动共阳集LED（行是高电平有效）行时需在每个输出口接三极管8550。

列选就采用TPIC6B595芯片，因为它可以直

接连到列上驱动列选，起到简化硬件设计的作用。

PIC6B595内含8位串入、串/并出移位寄存器和8位三态输出锁存器。

寄存器和锁存器分别有各自的时钟输入（CLK和ST），都是上升沿有效。

当CLK从低到高电平跳变时，串行输入数据（SDA）移入寄存器；当ST从低到高电平跳变时，寄存器的数据置入锁存器。

清除端（CLR）的低电平只对寄存器复位，而对锁存器无影响。

当输出允许控制（EN）为高电平时，并行输出（Q0～Q7）为高阻态，而串行输出不受影响。

本系统要求驱动64列，所以采用8片级联的TPIC6B595作为列驱动电路

256级灰度LED点阵屏显示原理及基于FPGA的电路设计

文献出处：

郑州防空兵学院电子教研室

作者：

魏银库陈建国狄国伟

引用内容：

本文提出了一种LED点阵屏实现256级灰度显示的新方法。

详细分析了其工作原理。

并依据其原理，设计出了基于FPGA的控制电路。

256级灰度LED点阵屏在很多领域越来越显示出其广阔的应用前景，本文提出一种新的控制方式，即逐位分时控制方式。

随着大规模可编程逻辑器件的出现，由纯硬件完成的高速、复杂控制成为可能所谓逐位分时点亮，即从一个字节数据中依次提取出一位数据，分8次点亮对应的像素，每一位对应的每一次点亮时间与关断时间的占空比不同。

如果点亮时间从低位到高位依次递增，则合成的点亮时间将会有256种组合。

定义点亮时间加上

关断时间为一个时间单位，设为T。

表1列出了每一位的点亮与

关断的时间分配。

时的不同点亮时间。

由表2可知：

数据每增1，点亮时间增加T/128。

根据点亮时间与亮度基本为线性关系的原理，从0~255T/128的点亮时间则对应256级亮度。

当然，这个亮

度是时间上的累加效果。

如果把一个LED点阵屏所有像素对应的同一数据位点亮一遍称为一场的话，那么8位数据共需8场显示完，称为“8场原理”。

LED点阵屏显示单元板的信号稳定性设计

作者：

谭可强

文献出处：

南京汉德森科技股份有限公司,江苏南京211100

文章编号:

1006-6268（2006）06-0132-03

收稿日期:

2006-04-25

中图分类号:

TN141文献标识码:

B

引用内容：

讨论LED点阵屏显示单元板电路设计中遇到的信号完整性问题。

分析信号完整性对电路稳定性的影响,提出了相应的解决方法。

显示模组是点阵式LED显示屏的基本部件,模组与模组之间用电缆传递电气信号。

在实际应用中,经常会遇到显示屏的列数超过1024列甚至超过1280列的情况。

如何保证显示模组级联之后信号传递的稳定性和有效性,是模组设计的一个非常关键的问题。

处理得不好,显示屏就会出现画面抖动、拖尾的现象,影响显示效果,严重时甚至会出现画面无法识别的情况。

该电路的特点是每一时刻只有一行发光管被点亮,列电路可以复用,从节约了元器件成本。

但是,点亮发光管的瞬态电流较大,通常是平均电流的数倍甚至十几倍。

显示模组的静态驱动电路

该电路的特点是每一位数据寄存器对应一颗发光管,可以用较小的电流驱动发光管,这更有利于延长发光管的寿命,户外屏和高档的显示屏,例如全彩屏通常采用这种驱动方式。

无论是扫描驱动还是静态驱动,数据信号都是通过串行移位寄存器传递的,并且LED显示屏工作时电流呈脉冲状态,瞬间电流变化很大,容易对长距离传输的数据和控制信号造成干扰。

当LED显示屏面积较大、串行移位寄存器级联的数量多时,情况更加严重。

信号完整性设计存在缺陷的单元板多块级联后,除了信号容易受到干扰外,控制信号的电平幅度和宽度也会变小,无法保证IC的正常工作。

LED屏幕点阵字符显示系统应用研究

作者：

芮晓飞　朱维涛

作者单位：

上海理工大学光电学院　上海　200093

文献出处：

2004年8月第25卷第4期增刊学报　

引用内容：

　在与上位PC机通信的单片LED显示系统中,摒弃了传统字模库查询字符显示的方法,提出了利用PC机丰富的TrueType字体资源模拟显示字符的思路,并通过软件编程,实现了在PC机屏幕上模拟LED显示的结果。

在LED单片控制应用系统中,常常要涉及到字符显示,其中包括西文、符号及汉字显示。

对于传统的单片系统汉字显示,一般的做法是用一片ROM来做一个字模库,通过对字模库的检索来取得所需汉字的点阵信息,或者对于英文字符或少量汉字的系统,直接将字符点阵信息写入程序中。

而对于某些应用,如新闻信息显示,其特点是与上位PC机通信,所需字符可能包括汉字、符号或英文字母,且字符数量、字形和字体都不固定,用上述做法就显得字体单一,字符量太少,因此利用PC机丰富的字体资源就显得尤为有利。

在计算机应用中,常常接触到“字符”这个词,然而字符本身是一个抽象的概念,一旦字符被写在纸上,表示它的图形形状被称为“图元”。

字体则包括一个有统一设计风格的图元的集合以及从所支持的代码页中字符到图元的映射关系。

对于所支持的各代码页中的字符,字体把字符映射为一组图元,这些图元组成了字符

MCS—51控制的LED点阵显示系统

作者：

侯坤，徐志永

作者单位：

中北大学教务处，山西太原，030051

文章编号：

1005-6033（2006）14-0202-03收稿日期：

2006-03-07

2006年第16卷第14期

引用内容：

介绍了一个以单片机MCS—51为控制器的点阵LED显示屏控制系统。

该系统采用RS—232/RS—485通信标准，通过MCS—51的接收PC机的控制命令及显示数据，经处理后控制LED显示屏的扫描显示。

给出了该控制系统的软硬件设计要点。

MCS—51单片机；LED显示屏；串行通信接口中图分类号：

TP368文献标识码：

ALED电子显示屏是随着计算机及相关的微电子、光电子技术的迅猛发展而形成的一种新型信息显示媒体。

它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成可变面积的显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性能价格比高、使用成本低等特点，在短短的10来年中，迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。

本文所设计的是一个同等灰度的单色条形显示屏控制系统，该控制系统以MCS—51为控制器，采用RS—232/RS—485通信标准，可同时显示4个16×16点阵汉字或8个16×8点阵的汉字、字符或数字。

显示方式有左移、右移、上移、下移、替换；显示状态包括移动速度、停留时间等。

盖关键绩效指标的绩效管理框架，以经济增加值为绩效考评的核心指标，以目标管理模式为组织保证，对难以量化的工作任务辅以360度评估的绩效管理体系。

员工绩效的考核结果，要与其绩效奖金挂钩，同时与员工个人潜力的开发结合起来，根据不同员工的个人情况，可实施职位调整、加强培训、监督改进、强制退出等考核结果运用措施。

通过这些多样化的考核结果运用，促使员工改进工作方法，提高工作质量与效率，提高个人能力与素质，同时实现个人职业发展与银行整体绩效进步。

金融全球化下现代银行的稳健运行和发展，最终取决于人，一个好

的、富有激励性的人力资源管理制度会充分调动员工的工作热情。

外资银行以其高薪、出国培训机会、良好的职业发展等竞争优势来与国有银.

PC机与单片机控制的LED点阵显示实验系统

作者：

马鹏

作者单位：

河南省高速公路联网监控收费通信服务有限公司河南郑州450000

文献出处：

电子科技2010年第04期（上）

引用内容：

高速公路视频监控系统是高速公路建设中的重要配套项目和基础设施，它为高速公路各级部门的运营、管理以及沿线设立的收费、监控系统提供收费站、交通路段和重要场所的信息，获得最优化的交通控制解决方案，把高速公路监控系统的建设落实、到位，以便合理地调配警力，更好地解决交通管理以及安全管理方面的难题，是实现高速公路快速、安全、高效运行的

重要保障！

稳定性是其首选要求，性能、先进性也是系统必须考虑的因素。

PC机与单片机联合控制的LED点阵显示实验系统的组包括上位机和下位机两部分。

上位机即普通的PC机，下位机为一个基于单片机AT89S52控制的点阵LED字符显示系统。

上位机与下位机间采用RS232串口通信，通过标准的RS232/485转换模块还可以实现对显示系统的远程控制。

用同一种摄像机，因其监视范围较广，且没有固定的监视区域，必须具备自动聚焦变焦变倍全方位转动功能。

1.2传输设备传输部分：

所指的是前端部分到监控中心信号的传输过程。

一般可分为：

无线传输和有线传输。

无线传输主要适用于无法布线的区域，特点是传输信号弱，容易收到干扰、价格昂贵。

有线传输又分为：

远距离传输和近距离传输。

传输距离较远时，可采用光纤传输方式。

传输距离较近时，摄像图像可用同轴电缆传输视频基带信号这种视频传输方式。

传输距离较远时，采用光缆传输，一般超过800时，就需采用光纤传输视频图像。

800米以下时还可采用同轴电缆加视频放大器这种方式传输。

具有以下功能：

2.程序化管理

系统功能可通过软件编程实现，从而最大限度地利用系统硬件资源实施有效控制，给操作者带来方便和灵活性。

多个键盘和多个多媒体系统可同时操作，但只有一个（即系统管理

员）具有最高功能级别。

3.网络功能具有多级联网功能，这一功能使得小型切换器能够连接到一个大系统上，切换器可分布在一个大区域内，甚至遍布一个城市,使用网络功能,可大幅度减少电缆费用，使得各地区能够实现远距离控制

超高亮LED点阵信息显示系统的设计与实现

文献出处：

湖北大学学报（自然科学版2004年12月卷第4第26期

作者：

赵柏树,肖运虹,操长茂,殷海兵,周　俊

作者单位：

湖北大学物理学与电子技术学院,湖北武汉430062;2.江汉大学电子信息工程系,湖北武汉430019;3.上海交通大学电子信息工程学院,上海200030

文章编号:

1000-2375（2004）04-0311–04

引用内容：

介绍一种超高亮LED点阵信息显示系统:

选用超高亮LED构成点阵屏,采用静态显示方式,用锁存器驱动LED发光,提高显示亮度,在室外阳光下也有很好的显示效果.给出系统的路图,介绍系统的工作原理、获取汉字点阵数据的方法以及PC机与点阵屏通信的方法.随着计算机及其相关技术的飞速发展,智型大屏幕LED点阵显示系统已广泛应用于车船信息显示、证券交易信息显示、体育竞赛信息显示以及户外广告等领域和场合.流行的大屏幕LED点阵显示器多数只能用于室内,在明场或阳光下则明显亮度不足.有些专业企业生产的大屏虽然亮度较高,但其使用的灵活性却很难满足不同用户的需要:

如用于固定信息显示的屏很难用于实时显示,反之亦然,而且价格昂贵.针对这一问题,我们研制了一种超高亮智能型大屏幕LED点阵显示系统,该系统由AT89C51型单片机作为显示控制核心,选用超高亮LED构成点阵屏,采用静态显示方式,有效地提高了显示亮度,即使在室外阳光下也有很好的显示效果;用RS232接口实现PC机与下位机的通讯以及遥控器与主控单片机之间的通讯,既能用于实时显示,又能用于固定信息发布（脱机使用）,且人机对话方式多样.该系统结构简单,通用性强,可扩展性强.本文介绍该系统的硬件构成和软件设计系统结构框图如图1所示.系统以单片机为控制核心,外扩EPROM型和RAM型数据存储器各一片,存储器的容量可根据显示系统每屏显示的字数决定,由于89C51的寻址空间为64KB,直接寻址时每屏最多可显示16×16字库中的汉字2048个,要增大每屏显示汉字的个数,还可通过P1口扩展单片机的寻址范围.在较小字符个数的系统中,64K空间分别分配给E2PROM（用于固定信息显示）和RAM（用于与PC机的实时通信时存放点阵信息）以及不同的字型、字号等.系统扩展了RS232接口,用于与PC机进行实时通信.系统的工作原理是:

显示固定汉字信息时,汉字点阵数据存于EPROM中,单片机通过对EPROM寻址,取出点阵信息,并送往LED点阵屏;与PC机实时通信时,PC机从汉字操作系统（如UCDOS7.0）的点阵字库中取出点阵信息,送往图1的RAM区,单片机再通过对RAM区的寻址,将点阵数据送往LED显示屏,实现实时显示功能.系统通过扩展8279键盘显示电路,并让8279工作于中断方式（外中断）,较好地完成了人机对话.系统还可通过中断方式（串行中断）接收遥控指令进行人机对话.遥控指令以串行方式从单片机串口（P3.0）输入,它与PC机分时使用串口.单片机收到遥控指令后,经过译码而转入相应的处理程序.遥控按键的编码方案则根据系统的功能进行相应的设计.他与彩色电视机的遥控系统的工作原理是相同的,遥控发射器可选用这种系统进行配置,遥控指令的译码及指令的执行任务由本系统的单片机完成.

点阵LED显示屏控制系统

作者：

韩润萍陈小萍

文献出处：

微计算机信息测控自动化年第卷第5期

引用内容：

介绍了一个以单片机为控制器的点阵LED显示屏控制系统该系统采用通信标准通过的串行接口接收机的控制命令及显示数据$经处理后控制显示屏的扫描显示#该系统采用了一种新型的大容量闪速存储器,123.作为数据存储器本文中给出了该控制系统的软硬件设计要点

点阵式LED电子显示屏的制作里

作者：

李人庆连细剑

文献出处：

实用电子制作2006、8月

引用内容：

在较小字符个数的系统中,64K空间分别分配给E2PROM（用于固定信息显示）和RAM（用于与PC机的实时通信时存放点阵信息）以及不同的字型、字号等.系统扩展了RS232接口,用于与PC机进行实时通信.系统的工作原理是:

显示固定汉字信息时,汉字点阵数据存于EPROM中,单片机通过对EPROM寻址,取出点阵信息,并送往LED点阵屏;与PC机实时通信时,PC机从汉字操作系统（如UCDOS7.0）的点阵字库中取出点阵信息,送往图1的RAM区,单片机再通过对RAM区的寻址,将点阵数据送往LED显示屏,实现实时显示功能.系统通过扩展8279键盘。

红光固体二极管点阵在释光测年中的光照应用

作者：

王旭龙,李晓妮,卢演俦

作者单位：

中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室,西安710075

中图分类号:

P597　　　文献标识码:

A　　　文章编号:

025621492（2004）0120133205

引用内容：

释光测年实验室照明光源的特征（波长与功率）直接影响到释光测年数据的准确性,因此释光测年技术对照明光源的要求很严格。

通过对比,选择了典型的红光固体二极管R2LED1（661±15）nm作为研究对象。

利用R2LED1点阵对已知剂量的石英和钾长石样品进行不同时间的光照后,再用单片再生法恢复样品的等效剂量,发现样品的等效剂量与已知剂量差别不大,表明石英和钾长石经过不同时间的R2LED1点阵光照后没有发生明显的信号衰减,对测年样品没有影响。

因此,利用波长为（661±15）nm的红光固体二极管作为释光测年实验室的照明光源是安全可靠的。

红光固体二极管;单片再生法;光照;晒退　释光测年在晚第四纪气候环境变化研究中发挥着重要的作用,特别是在黄土和沙漠等风积物中的应用,为研究晚第四纪古环境与古季风的演化提供了绝对年代标尺[1—2]。

但是,释光测年中不确定性因素很多,其中前处理和测量过程中的照明光源就是需要慎重对待的问题之一,却常常被忽视。

不合适的光源带来的直接后果是该照明光源下测年样品的天然释光信号将被部分地晒退,使测年结果系统性偏小,因此,释光测年技术对实验室内的照明光源有着严格的要求。

释光实验室照明光源的选择标准是对样品晒退

最小化与对实验室内操作最方便化两者的统一体。

现在释光实验室的照明光源一般为橙色或红色光[3—4],但是具体应用的波段范围是不一致的。

有2种方式可获得释光实验室的照明光源:

（1）滤光片法。

是在低压钠灯前附加上滤光片,得到实验室的照明光源[4],此法费用昂贵;

（2）固体二极管（LED）点阵型照明光源。

与低压钠灯附加滤光片法获得释光实验室照明光源相比,固体二极管点阵光源存在着以下的优点:

①固体二极管的发射光波长带宽很窄,能量集中,例如本实验室采用的红光固体二极管（R2LED1）光照能量范围为1.84～1.92eV,比滤光法更容易获得窄带宽的光照条件;②固体二极管可通过调整电压与电流的大小,在一定范围内调整光照的强度,相对于前者来说更方便;③固体二极管寿命可达几万小时,不存在滤光片的老化问题,而且固体二极管的更换极为方便。

固体二极管应用的前提条件是费用问题,随着固体二极管的国产化,其价格下降,现在利用固体二极管点阵进行释光实验室照明成为可能。

本文直接测定了3种红光固体二极管（R2LED1,R2LED2和R2LED3）的波长,选择了其中的典型红光固体二极管R2LED1（661±15）nm作为研究对象;然后对R2LED1红光固体二极管点阵作为释光实验室的照明

光源进行了可行性评估。

评估方法为对已知剂量的石英和钾长石样品进行不同时间的光照后,采用单片再生法恢复光照后石英和钾长石样品的等效剂量,衡量R2LED1点阵光照对石英和钾长石样品已知剂量的释光信号的晒退影响,从而有效地评估R2LED1点阵作为释光测年实验照明光源的安全性。

基于89C51单片机制作篮球记分牌显示系统控制部分的研究

周蔚宇　唐方红　何周亮

作者单位；江西应用工程职业学院,萍乡337042

文献出处：

第30卷2008年8月第4期461-465页

世界科技研究与发展

引用内容：

本论文介绍了以单片机为主要控制单元,以16×16点阵LED为显示单元的篮球记分牌的功能特点、硬件结构和VB、

DBUG软件编程。

89C51与PC机通信,完成汉字等十六进制代码的获取,同时完成数据的存储、循环显示和动画处理。

本系统能

脱机和连续长期运行,具有结构简单,成本低等特点;同时可以无限扩展显示屏的大小。

篮球记分牌是篮球赛事不可少的工具,本系统设计目的除了显示队名（四字）、比分外,还能显示犯规次数及时间。

在进入赛事前还要作广告宣传栏之用。

本系统制作分三部分:

单片机与PC机的串行通信（用VB语言编程能很好快捷地完成）、控制显示系统的设计与制作和单片机DBUG汇编语言编程。

另外还可进行比赛方式的选择（如上下半场和四节等）及24秒倒记时。

本系统能脱机和连续长期运行,具有结构简单,成本低汉字显示的需要,一方面需要取得相应汉字的十六进制代码,即16点阵汉字字库;另一方面要能方便地输入。

目前通用有二种通过PC机制作的字库取得方式,但本系统采用一种更为方便快捷的方式,即VB编程取点采样,能轻而易举地完成,但单片机的内部存贮空间是一个问题,需要外扩一个RAM。

用VB语言编程首先解决汉字的输入及相应字模的获取和发送。

故PC机要完成以下基本任务:

①输入要显示的内容;②完成汉字字体及大小的变换;③完成汉字字库的制作;④完成十六进制代码的发送。

选用VB语言编程,能很好地完成以上四项,相对其它语言如C语言更易开发,程序简练。

VB界面如图3所示。

如图1所示,P0和P1口作为点阵数据口,通过中功率三极管TIP122实现点阵二极管工作电压与单片机工作电压的分离。

信号经过74LS244为点阵提供足够的工作电流,满足亮度要求,即实现了点阵行控制要求。

在列控制和驱动中,

P2.0～P2.3经译码器4116控制列控制的14-16译码器4514,即用4116实现4514的片选。

每列信号P2.4～P2.7提供,经4514译码后7成为点阵每列的控制信号,控制TIP127的状态。

经一定的延时与循环,实现动态扫描式的显示汉字方式。

在此列控制的编程方式及延时特显重要。

为增加亮度,在TIP127前加反向器很有必要经反复实验所得结论。

基于CPLD的LED点阵显示控制器

作者单位：

中文核心期刊《微计算机信息》（嵌入式与SOC）2006年第22卷第11-2期

文章编号:

1008-0570（2006）11-2-0218-02

山东科技大学

作者：

吕常智，范迪

引用内容：

中小规模的LED点阵显示使用非常广泛,采用单片机控制时,需要扩展大量的外围资源,并且不便于进行扩展、修改和维护。

在系统可编程逻辑器件具有丰富得I/O口及内部资源,器件的编程和修改也极为方便。

本文中,采用在系统可编程逻辑器件EPM7128作为核心来实现对LED点阵显示的控制,不但化了外围电路、而且易于修改、扩展和维护。

可编程逻辑器件;在系统可编程;LED点阵在系统可编程技术（ISP—InSystemProgramming）及其在系统可编程系列器件,是90年代迅速发展起来的一种新技术和新器件。

现场可编程器件（FPGA和CPLD）等ISP器件无须编程器,利用器件厂商提供的编程套件,采用自顶而下的模块化设计方法,使用原理图或硬件描述语言（VHDL）等方法来描述电路逻辑关系,可直接对安装在目标板上的器件编程。

它易学、易用、简化了系统设计,减小了系统规模,缩短设计周期,降低了生产设计成本,从而给电子产品的设计和生产带来了革命性的变化。

1系统结构及工作原理LED点阵显示控制的传统方式是采用单片机或系统机作为CPU来实现,当系统显示的信息比较多时,由于单片机的输入/输出端口（I/O）有限,采用此方式的成本将大大增加,系统和程序的设计难度也急剧增加;而且,当系统完成后修改、改变显示方式或扩展时,所需改动的地方比较大,甚至有可能需要重新设计;另外,在以显示为主的系统中,单片机的运算和控制等主要功能的利用率很低,单片机的优势得不到发挥,相当于很大得资源浪费。

如果采用现场可编程逻辑器件作为CPU来设计控制器,选择合适的器件,利器件丰富的I/O口、内部逻辑和连线资源,采用自顶

而下的模块化设计方法,可以方