LED电子显示屏的设计.docx

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1、1ED电子显示屏的设计摘要1ightEmittingDiode是1ED的全称。1ED电子显示屏是一种显示屏幕，它能够显示多种多样的信号信息，如动画、文字、视频、图形、录像信号等各种信息，且1ED电子显示屏是通过控制半导体二极管显示的方式来实现的。视频显示屏和图文显示屏1ED显示屏的两种重要的类型，它们均是由1ED矩阵块组成的。视频显示屏显示是通过微型计算机来进行进行控制的。在与计算机同时间的显示信息，我们通常采用图文显示屏。1ED显示屏显示效果良好，设计简单，价格便宜等优势，深受广大消费者的喜爱。应用领域相当广泛，例如车站、商场、医院、银行以及其它一些需要的场所。众多的半导体二极管像素点共同组

2、成1ED电子显示屏。而不同材料可以制造成不同色彩的1ED像素点。近年来，科学技术发展迅速，新技术不断更新，使得1ED电子显示屏方面的新技术与新理论不断更新，同时使得1ED电子显示屏的应用范围更加广泛。关键词:视频显示屏；图文显示屏;1ED;1ED像素点Abstract1EDisa1ightemittingdiode,1EDe1ectronicdisp1ayisadisp1ayscreenwhatcandisp1aya11kindsofinformation,suchasanimation,text,graphics,videosigna1andothersigna1.Bycontro11ing

3、thesemiconductordiodetoachievetheirfunction.Videodisp1ayandgraphicdisp1ayareimportanttypesof1EDdisp1ay.Theyarebothcomposedbythe1EDmatrix.Thetypesofvideodisp1ayisperformedbycontro11ingthemicrocomputer.Weoftenusegraphicdisp1aytypeswhendisp1ayinformationwithyourcomputerassametime.1EDscreenhaveagoodeffe

4、ctandisverycheap,somanypeop1efa11in1ovewithit.1EDscreenhaveawiderangeofapp1icationsregion,suchasstations,shoppingma11s,hospita1s,banksandotherp1ace.1EDscreenaremadebymanysemiconductorpixe1sandthedifferentmateria1scanbemadeintodifferentco1orsof1EDpixe1s.Inrecentyears,Thescienceandtechno1ogywhatwithth

5、erapiddeve1opmentspeedpromotethetechno1ogyimprovementof1EDscreen.Asthesametime,App1icationrangeofthe1EDscreenmoreandmoreextensive.Keywords:videoscreen；graphicscreen；1ED；1EDpixe1s摘要错误!未定义书签。ABSTRACT错误!未定义书签。目录错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。1111课题研究背景112发展现状及其趋势错误!未定义书签。1.3课题内容与意义22显示原理及控制方式分析22.11ED点阵模块的

6、结构22.21ED动态显示器原理32.31ED常见控制方式32.4本章小结43系统硬件设计43.1 硬件电路设计43.2 电源电路设计73.3 复位电路设计73.4 4晶振电路设计83.5 5显示电路设计93. 6本章寸、结114系统软件设计124. 1软件任务分析125. 2程序设计136. 3本章小结175系统测试模块187. 1调试系统195.2本章小结20结论与展望21致谢22参考文献23附录A：系统的原理图24附录B：系统的PCB图25附录Q系统的仿真图.26.26附录D：系统的源程序1绪论1.1 课题研究背景1ED模块主要是由PN结（电极）光学以及芯片构成。当在PN结上后再加以正向

7、电压,导致P区的空穴注入到N区，同时N区的电子注入到P区，注入的电子与空穴相遇后即可产生复合,这些多数载流子在结的注入和复合中产生辐射而发生光亮。在受到外界刺激扰动的时候，系统会从低能态（稳定）跳跃到高能态（不稳定），而在系统由高能态（不稳定）回到低能态（稳定）时，能量差就会以光的形式辐射出来释放掉，这就是常见的光现象。由于受到半导体工业的迅猛发展的影响，90年代以后1ED制造工艺得以很大改进。早期的1ED显示屏，由于受材料和工艺等等条件的限制，1ED显示屏的发展比较迟缓，导致行业的不法比较缓慢。后来又由于受到数字技术和控制技术等技术的限制，在高密度（分辨率方面）的1ED显示屏难以实现，成为了

8、一个难以攻克的难题。近年来，随着工艺的不断发展，无论加工工艺方面，还是材料等方面，都在不断地提高，1ED显示屏在亮度、颜色、视角、寿命等方面也会逐步完善，并且价格也还会进一步降低。这些年以来，世界范围内“高亮度发光二极管技术”得到了重视，发展相当迅速。并且1ED显示屏的实际应用场合也是越来越多，其显示内容也是越来越丰富，使得1ED的研究更加具有诱惑力。伴随着V1SI的一系列技术突破，起发展进程相当之快。因此，我们相信1ED显示屏在一些关键技术方面在将来肯定会有比较大的突破。在产品性能方面，通用V1S1会使其提高很多，并且成本也会下降不少。纵观1ED显示控制集成电路的发展,在未来的社会其必将会有

9、一席之地。1.2 发展现状和趋势现如今1ED显示屏产品已经覆盖商业、民生、公共管理、能源、工业、娱乐等几十个比较常见应用领域，这些领域与我们的生活息息相关。与以前狭窄的高端应用扩展、专业级领域相比有了很大的进步。近年来，液晶面板厂商产品不断推陈布新，市场格局日新月异，加上1ED显示屏产品线的不断创新，液晶面板走势使得产品更加“亲民。现阶段，根据最新数据统计的结果，在我们当前的一些大屏显示技术当中，1ED显示屏的市场份额几乎快赶上D1P的市占率，已经占到整个市场的48%,份额非常之高。中国的1ED显示屏发展大约经历了三个阶段：1）成长形成期：在国内，1ED发展还面临着许多障碍，如材料的限制等，从

10、而1ED显示屏应用范围还是比较局限，大多数想法还仅仅局限在理论方面。与此同时目前使用的一些技术如“通信控制方式显示屏控制技术”，这种技术在一定程度上影响了1ED显示屏的显示效果。这一时期1ED显示屏国内应用很少，而在国外应用非常广泛，产品的成本相对来讲比较高，效果比较差。2)迅速发展的时期：随着全球信息的不断发展，各个领域的技术不断得到突破。首先，在材料与控制技术等方面1ED显示屏源源不断的出现了一批批的新成果、新发现，推进了1ED显示屏技术的发展。另外，在蓝色1ED晶片研制成功之后，1ED显示屏在国内的发展变得更加迅速，此后全彩色1ED显示屏开始走向市场，应用领域开始进一步扩大。3)应用领域

11、更为广阔：国内在“全彩色1ED显示屏”以及“256级灰度视频控制技术”等方面已经达到国际水平的技术，成果繁多。随着1ED显示屏产业在规模的发展，产品新技术也是层不不穷，与国际一直保持同步的速度。1.3 课题内容与意义单片机的全称被我们通常称为单片微型计算机，它是一种微型计算机系统，是为各类专用控制器设计的专用的、通用的计算机系统。自问世以来，应用广泛，发展迅速，受到人们的广泛关注和重视。因此，点阵图形显示汉字也应用到了很多的的领域，例如在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中都有涉及，还有汽车报站器，广告屏等。所以1ED电子显示屏的一系列研究实用意义非常大。虽然现代1ED技术的发展非常迅速，但是在

12、很多方面很多相关的专业知识已经不在我们的能力能力范围之内，需要进一步的去突破，所以在本次设计中我只是简单显示移动的汉字。本次设计的16x16点阵由四块8*8点阵组成，需要用到32个驱动，由16个行驱动加上16个列驱动组成。总共有256(16*16)个发光管，我们采用的是动态驱动方式。每次显示一行后再显示下一行，逐步显示。2显示原理及控制方式分析2. 11ED点阵模块结构“组合型1ED点阵显示器模块”出现在八十年代,它是有亮度大的发光二极管芯阵列组和树脂封装而成，并且以发光二极管为像素，形成了一种封装行的点阵1ED模块，具有一系列的特点，如引脚少、寿命长、高亮度、耐湿、视角大等等。依据像素颜色的

13、数目，我们通常可以将1ED点阵模块分为三基色、双基色、单色等。在显示的过程中，不同的像素颜色在显示文字还有图像的内容方面颜色也会是不一样。如图2.1所示，在下图中示出的是单色的1ED点阵内部外型规格和其电路结构。图2.18X8单色1ED模块内部电路我们既可以用单块的1ED点阵显示器来代替数码管显示数字,也可以利用单块的1ED点阵显示器显示各种符号与文字。如显示中西文可以用5X8点阵显示器，显示简单的中文文字可以用8x8点阵，显示西文字母可以用5x7点阵显示器。3. 21ED动态显示原理在我们熟悉的1ED点阵显示系统中，各模块的显示方式主要分为两种：1）静态显示方式：静态显示方式控制相对来讲比较

14、方便也比较简单，但实际应用过程中硬件比较复杂，因此应用不多。2）动态显示方式：由于静态显示方式的缺点，而动态显示方式却解决了这个问题，因此在实际应用中应用相对比较广泛。其从上至下逐行地对显示屏逐行进行选通，另外在同一时刻又向各列送出列数据信号，一直不断循环这个过程，最后就能达到我们想要的结果。由于人眼的视觉暂留特点，所以在阵式1ED汉字广告屏设计中应用动态扫描显示方式比较多见。研究发现，我们只要将连续的几帧图片播放到一定速度，人研究只能看到连续的图片。电子领域1ED电子显示屏的应用也是比较广泛的。在图2.2中，我们看到的是用动态扫描显示的方式显示字符“B”的过程。其过程如下10000111第二

15、蟆10111011第六蟆O1O8OOOpooooooqpooopooooopooooopooopooooopooooopooo图2.2用动态扫描显示字符“B”的过程4. 31ED常见的控制方式通过8位锁存器将8位总线上的列数据进行锁存显示，各8位锁存器的片选信号由译码器提供。这种控制方式缺点有两个：1）显示单元的数目不能随意扩充。例如我们每增加一个点阵的汉字显示单元（16*16）,则需要两根地址线，而此时地址线冗余量可能不足。2）由于不同单元PCB布线结构的差异以及安放位置的不同，对于长假的批量生产会造成很大的问题。多媒体化的到来，运算能力、控制器传输速度等方面的要求也在一步步提高。从而控制器的种类也在不断的增多，如8051单片机PIC单片机FPGAARM处理器，不同控制器由于性能和价格上的差异也分别用在不同的场合下面分别介绍不同控制器的1ED显示屏。一 .8051单片机控制器。单片机往往会面临着速度的限制问题，因此1ED动态显示的刷新率我们就不可能做得太高。另外显示效果也不会太好，常会出现闪烁的感觉。加上传统单片机内部资源匮乏，因此我们通常要加外设，使得成本较高。其适用场合为不需要变动显示内容且对速度要求不高的场合。二 .P1C单片机控制器。与8051单片机相比较，其抗干扰能力比较好，处理指令的速度也比较