滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文第一章緒論LED大約是在80年代中期開(kāi)始在電子顯示屏中使用的。進(jìn)入90年代以后，由于半導(dǎo)體工業(yè)的迅猛發(fā)展，帶動(dòng)了LED制造材料和工藝的改進(jìn)，在顏色與亮度方面都有了質(zhì)的飛躍。早期的LED顯示屏，由于受材料和工藝的限制，視角僅有200一300左右，從而制約了LED顯示屏的發(fā)展。在分辨率方而，由于受當(dāng)時(shí)數(shù)字技術(shù)、集成電路技術(shù)和控制技術(shù)等技術(shù)的限制，很難作出高密度的LED顯示屏。今后隨著半導(dǎo)體工業(yè)的不斷發(fā)展，無(wú)論是材料，還是加工工藝，都會(huì)不斷地提高，LED顯示屏在顏色、視角、亮度、密度、壽命等方面也會(huì)逐步完善，價(jià)格也會(huì)進(jìn)一步降低。發(fā)光二極管(LED)，是一種把電能變成光能的特種器件，主要由PN結(jié)芯片、電極和光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。當(dāng)系統(tǒng)受到外界激發(fā)后，會(huì)從穩(wěn)定的低能態(tài)躍遷到不穩(wěn)定的高能態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)由不穩(wěn)定的高能態(tài)重新回到穩(wěn)定的低能態(tài)時(shí)，能量差以光的形式輻射出來(lái)，就會(huì)產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。當(dāng)在PN結(jié)上加以正向電壓之后，P區(qū)的空穴注入至N區(qū)，N區(qū)的電子注入至P區(qū)，相互注入的電子與空穴相遇后即產(chǎn)生復(fù)合，這些多數(shù)載流子在結(jié)的注入和復(fù)合中產(chǎn)生輻射而發(fā)光。它是自發(fā)輻射發(fā)光，不需要較高的注入電流產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，也不需要光學(xué)諧振腔，發(fā)射的是非相干光。用于制造顯示屏的發(fā)光二極管產(chǎn)品有單管、矩陣塊、象素管三種規(guī)格，以滿足不同使用場(chǎng)合的要求。LED 顯示屏按其使用環(huán)境分為室內(nèi)顯示屏和室外顯示屏。一般把顯示圖形或文字的LED顯示屏稱為圖文屏。圖文顯示屏的主要特征是只控制LED點(diǎn)陣中各發(fā)光器件的通斷，而不控制LED的發(fā)光強(qiáng)弱。近年來(lái)，隨著高亮度發(fā)光二極管技術(shù)的發(fā)展，LED顯示屏從室內(nèi)走到室外，其顯示內(nèi)容也從沒(méi)有層次的計(jì)算文字動(dòng)畫(huà)發(fā)展到能顯示有層次的電視圖像。國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部委托藍(lán)通電子科技有限責(zé)任公司制定的LED顯示屏技術(shù)條件也于1998年正式頒布實(shí)施。1995年至今，LED顯示屏應(yīng)用領(lǐng)域更為廣闊。全彩色LED顯示屏、256級(jí)灰度視頻控制技術(shù)等方面均有國(guó)內(nèi)先進(jìn)、達(dá)到國(guó)際水平的技術(shù)和產(chǎn)品出現(xiàn)。LED顯示屏控制專用大規(guī)模集成電路已由國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)并得到利用。我國(guó)LED顯示屏產(chǎn)業(yè)在規(guī)模發(fā)展的同時(shí)，產(chǎn)品技術(shù)推陳出新，一直保持比較先進(jìn)的水平。LED顯示屏產(chǎn)業(yè)正成為我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。2 1第二章 LED電子顯示屏的介紹2.1 LED顯示屏簡(jiǎn)介L(zhǎng)ED電子顯示屏是由幾萬(wàn)-幾十萬(wàn)個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管像素點(diǎn)均勻排列組成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素點(diǎn)。LED顯示屏是集光電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的高技術(shù)屏幕同步的產(chǎn)品。它以其超大畫(huà)面、超強(qiáng)視覺(jué)、靈活多變的顯式方式等獨(dú)具一格的優(yōu)勢(shì)，成為目前國(guó)際上使用廣泛的顯示系統(tǒng)，被應(yīng)用于金融證券、銀行利率、商業(yè)廣告、文化娛樂(lè)等方面。用于制造顯示屏的發(fā)光二極管產(chǎn)品有單管、矩陣塊、象素管三種規(guī)格，以滿足不同使用場(chǎng)合的要求。LED 顯示屏按其使用環(huán)境分為室內(nèi)顯示屏和室外顯示屏。一般把顯示圖形或文字的LED顯示屏稱為圖文屏。圖文顯示屏的主要特征是只控制LED點(diǎn)陣中各發(fā)光器件的通斷，而不控制LED的發(fā)光強(qiáng)弱。LED圖文顯示屏的外觀可以做成條形，叫做條屏，也可以按一定高度比例做成矩形的平面圖文顯示屏。條與平面顯示屏在顯示與控制的原理上并無(wú)區(qū)別。用點(diǎn)陣方式構(gòu)成圖形或文字，是非常靈活的，可以根據(jù)需要任意組合和變化，只要設(shè)計(jì)好合適的數(shù)據(jù)文件，就可以得到滿意的顯示效果。因而采用點(diǎn)陣式圖文顯示屏顯示經(jīng)常需要變化的信息，是非常有效的。2.2 LED顯示屏的特點(diǎn)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及制造工藝的進(jìn)步，LED顯示屏也在不斷的進(jìn)步和完善，高新技術(shù)使LED顯示系統(tǒng)與以前相比有了更為優(yōu)異的性能。當(dāng)前的LED顯示系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn)：1.在局部設(shè)計(jì)上采用模塊化電路設(shè)計(jì)按功能分成不同的模塊，每個(gè)模塊之間只需要極少的聯(lián)系，極大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。調(diào)試、維護(hù)難度大大降低。2.先進(jìn)的分布式掃描技術(shù)顯示部分的掃描采用掃描控制技術(shù)，顯示部分被分成不同的單元，獨(dú)立進(jìn)行掃描。每個(gè)單元間的信號(hào)采用信號(hào)鎖存技術(shù)進(jìn)行同步控制，顯示的穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。3.可視性好采用高性能LED驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成的顯示屏具有高亮度、色彩鮮艷、視角大，壽命長(zhǎng)(不少于50,000小時(shí))，穩(wěn)定性高，響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。2.3 LED顯示屏的分類 1、按顏色基色可以分為：?jiǎn)位@示屏:單一顏色（紅色或綠色）。 雙基色顯示屏：紅和綠雙基色、256級(jí)灰度、可以顯示65536種顏色。 全彩色顯示屏：紅、綠、藍(lán)三基色，256級(jí)灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬(wàn)種顏色。 2、按顯示器件分類 ：LED數(shù)碼顯示屏：顯示器件為7段碼數(shù)碼管，適于制作時(shí)鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的電子顯示屏。 LED點(diǎn)陣圖文顯示屏：顯示器件是由許多均勻排列的發(fā)光二極管組成的點(diǎn)陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。 3、按使用場(chǎng)合分類 ：室內(nèi)顯示屏：發(fā)光點(diǎn)較小，一般3mm-8mm，顯示面積一般幾至十幾平方米。 室外顯示屏：面積一般幾十平方米至幾百平方米，亮度高，可在陽(yáng)光下工作，具有防風(fēng)、防雨、防水功能。 4、按發(fā)光點(diǎn)直徑分類:室內(nèi)屏：3mm、3.75mm、5mm、 室外屏：10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、25mm、31.25mm、36mm室外屏發(fā)光的基本單元為發(fā)光筒，發(fā)光筒的原理是將一組紅、綠、藍(lán)發(fā)光二極管封在一個(gè)塑料筒內(nèi)共同發(fā)光增強(qiáng)亮度。第三章LED顯示屏的組成3.1 LED顯示模塊結(jié)構(gòu) 發(fā)光二極管(LED)，是一種把電能變成光能的特種器件，主要由PN結(jié)芯片、電極和光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。當(dāng)系統(tǒng)受到外界激發(fā)后，會(huì)從穩(wěn)定的低能態(tài)躍遷到不穩(wěn)定的高能態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)由不穩(wěn)定的高能態(tài)重新回到穩(wěn)定的低能態(tài)時(shí)，能量差以光的形式輻射出來(lái)，就會(huì)產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。當(dāng)在PN結(jié)上加以正向電壓之后，P區(qū)的空穴注入至N區(qū)，N區(qū)的電子注入至P區(qū)，相互注入的電子與空穴相遇后即產(chǎn)生復(fù)合，這些多數(shù)載流子在結(jié)的注入和復(fù)合中產(chǎn)生輻射而發(fā)光。它是自發(fā)輻射發(fā)光，不需要較高的注入電流產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，也不需要光學(xué)諧振腔，發(fā)射的是非相干光。LED顯示屏通常由若干LED點(diǎn)陣顯示模塊組成，用于顯示的8x8單色LED顯示點(diǎn)陣模塊，每塊有64個(gè)LED。為了減少引腳且便于封裝，LED顯示點(diǎn)陣模塊采用陣列形式排布，即在行列線的交點(diǎn)處接有顯示LED 。 8X8 LED點(diǎn)陣的外觀及引腳如圖1，等效電路圖如圖2所示。LED點(diǎn)陣顯示模塊的顯示一般采用動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方式，每次最多只能點(diǎn)亮一行LED。微處理器通過(guò)和驅(qū)動(dòng)器的協(xié)同工作來(lái)完成對(duì)每一個(gè)LED點(diǎn)陣顯示模塊內(nèi)每個(gè)LED顯示點(diǎn)的亮、熄滅控制操作。 圖1圖23.2 LED顯示系統(tǒng)的構(gòu)成LED顯示屏主要包括發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣或像素陣列、驅(qū)動(dòng)電路、控制系統(tǒng)和傳輸接口以及相應(yīng)的應(yīng)用軟件構(gòu)成，如圖3所示。 圖33.2.1 驅(qū)動(dòng)電路 LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的主要作用是接受來(lái)自控制系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)，使LED陣列按要求點(diǎn)亮。(1)從采用的器件來(lái)分有常規(guī)型、專用型及功能型:常規(guī)型驅(qū)動(dòng)電路是采用通用的集成電路，如 74HC154,74HC595, 74LS374等作為數(shù)據(jù)裝載的主要器件。這種設(shè)計(jì)，原理簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，且?guī)缀醪皇芷骷?lái)源的限制，是目前較為廣泛的應(yīng)用形式。專用型驅(qū)動(dòng)電路，是國(guó)內(nèi)一些有實(shí)力的LED顯示屏制造廠家，通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)手段，研究開(kāi)發(fā)出的適合自己產(chǎn)品的專用LED顯示屏驅(qū)動(dòng)IC。國(guó)外的許多IC制造商也在跟蹤這個(gè)市場(chǎng)，紛紛推出一些新的驅(qū)動(dòng)IC。這些專用型的驅(qū)動(dòng)IC，有的比較簡(jiǎn)單，僅僅是提高了原來(lái)通用型驅(qū)動(dòng)IC的集成度或驅(qū)動(dòng)能力;有的則比較復(fù)雜，是根據(jù)自己的產(chǎn)品特點(diǎn)開(kāi)發(fā)出來(lái)的。 功能型驅(qū)動(dòng)集成電路是在專用型驅(qū)動(dòng)IC的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它不僅可以使顯示屏的功能增強(qiáng)，而且還大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度，提高了LED顯示屏的整體穩(wěn)定性，是LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)展趨勢(shì)。(2)從實(shí)現(xiàn)信息刷新的原理上分，LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路又分為掃描型及鎖存型兩種 ：掃描型是指顯示屏4行、8行、16行等n行發(fā)光二極管共用一組列驅(qū)動(dòng)寄存器，通過(guò)行驅(qū)動(dòng)管的分時(shí)工作，使得每行LED 的點(diǎn)亮?xí)r間占總時(shí)間的 1/n，只要整屏的刷新速率大于50HZ，利用人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，就可形成一幅完整的文字或畫(huà)面。這種設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，使用元器件較少，成本較低，但由于是分時(shí)工作，使得每一行LED的點(diǎn)亮?xí)r間減少，使LED的亮度有所降低。這種驅(qū)動(dòng)方式一般用于室內(nèi)LED顯示屏。鎖存型驅(qū)動(dòng)是指顯示屏上的每一個(gè) LED都對(duì)應(yīng)于一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，與掃描型不同，驅(qū)動(dòng)寄存器無(wú)需時(shí)分工作，每個(gè)LED的亮度占空比接近 100%。鎖存型驅(qū)動(dòng)如采用常規(guī)型的設(shè)計(jì)方法，則所用元器件較多，成本較高，如采用專用型或功能型IC設(shè)計(jì)，則成本將大幅度降低。一般室外LED顯示屏大多用鎖存型驅(qū)動(dòng)。3.2.2 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收、轉(zhuǎn)換和處理各種外部信號(hào)，并以一定的規(guī)律和方式將信號(hào)傳送到LED顯示屏上顯示?？刂葡到y(tǒng)是LED顯示屏中的一個(gè)至關(guān)重要的組成部分，它的性能以及所能實(shí)現(xiàn)的功能，也直接代表了顯示屏產(chǎn)品的性能水平。 (1)從實(shí)現(xiàn)控制的方式來(lái)看，系統(tǒng)控制電路可分為集中式和分散式兩種 :集中式控制系統(tǒng)是指LED顯示屏僅受一個(gè)控制系統(tǒng)指揮，各個(gè)顯示單元具有共同的數(shù)據(jù)信號(hào)，外同步信號(hào)和特別控制時(shí)基信號(hào)。采用這種方式，需要處理的整屏信息量大，工作時(shí)時(shí)鐘頻率較高，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較復(fù)雜，但易于管理，系統(tǒng)可靠性高，成本低。分散式控制系統(tǒng)是指顯示屏的每一個(gè)單元都有自己的控制系統(tǒng)，各顯示單元僅有共同的數(shù)據(jù)信號(hào)和外同步信號(hào)，而沒(méi)有共同的特別控制時(shí)基信號(hào)，采用這種方式，僅需處理一個(gè)單元的信息量，其信息量和工作時(shí)鐘頻率都比較低，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也很簡(jiǎn)單，控制電纜數(shù)據(jù)量少，控制距離可較大，同時(shí)在單元的生產(chǎn)過(guò)程中基本上完成了整屏的調(diào)試。其結(jié)構(gòu)形式大多為半移動(dòng)式結(jié)構(gòu)，但采用這種方式時(shí)，元器件的成本較高。(2)從顯示的實(shí)時(shí)性可分為同步顯示及異步顯示兩種：同步顯示方式是指LED顯示屏能同步顯示計(jì)算機(jī)CRT上的信息，可將LED顯示屏當(dāng)作一個(gè)計(jì)算機(jī)的外接大顯示器。異步顯示方式常用于由單片機(jī)控制的顯示系統(tǒng)中。在信息顯示的實(shí)時(shí)性要求不高的情況下，單片機(jī)通過(guò)串口按一定的通訊協(xié)議接收來(lái)自計(jì)算機(jī)串口的信號(hào)，通過(guò)處理后，以一定的規(guī)律將數(shù)據(jù)送至顯示屏顯示。這類顯示屏的功能比較單一，只適用于簡(jiǎn)單的文字及圖形顯示。(3)從顯示的效果可分為無(wú)灰度級(jí)顯示及多灰度級(jí)顯示兩類：無(wú)灰度級(jí)顯示是指 LED顯示屏的每像素點(diǎn)都只有亮與不亮兩種狀態(tài)，且全屏點(diǎn)亮的刷新時(shí)間一樣長(zhǎng)。多灰度級(jí)顯示是指LED顯示屏中每像素點(diǎn)的亮度是可控的如 16級(jí)灰度就是指每點(diǎn)的亮度從暗到亮可分為 16級(jí)。顯然無(wú)灰度級(jí)顯示屏只適用于顯示文字或簡(jiǎn)單的圖形，而多灰度級(jí)的顯示屏就能顯示豐富多彩的畫(huà)面。3.2.3 顯示類型LED大屏幕顯示可分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示兩種。靜態(tài)顯示每一個(gè)像素需要一套驅(qū)動(dòng)電路，如果顯示屏為N*M個(gè)像素，則需要N*M套驅(qū)動(dòng)電路;動(dòng)態(tài)掃描顯示則采用多路復(fù)用技術(shù)，如果是P路復(fù)用，則每P個(gè)像素需一套驅(qū)動(dòng)電路，N*M個(gè)像素僅需N*M/P套驅(qū)動(dòng)電路。對(duì)動(dòng)態(tài)掃描顯示而言，P越大，所需驅(qū)動(dòng)電路就越少，成本也就越低，引線也大大減少，更有利于高密度顯示屏的制造。在實(shí)際使用的LED大屏幕顯示器中，很少采用靜態(tài)驅(qū)動(dòng)。LED點(diǎn)陣顯示模塊的顯示一般采用動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方式，每次最多只能點(diǎn)亮一行LED。處理器通過(guò)和驅(qū)動(dòng)器的協(xié)同工作來(lái)完成對(duì)每一個(gè)LED點(diǎn)陣顯示模塊內(nèi)每個(gè)LED顯示點(diǎn)的亮、熄滅控制操作。第四章 LED顯示屏的設(shè)計(jì)LED點(diǎn)陣電子顯示屏制作簡(jiǎn)單，安裝方便，被廣泛應(yīng)用于各種公共場(chǎng)合，如汽車(chē)報(bào)站器、廣告屏以及公告牌等。4.1 LED點(diǎn)陣顯示屏驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)4.1.1 常規(guī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)LED顯示屏的掃描驅(qū)動(dòng)電路原理見(jiàn)圖4所示。顯然，在脈沖周期的T1期間，LED處于發(fā)光狀態(tài)，而在脈沖周期T2期間，LED處于熄滅狀態(tài)。 圖4由于LED發(fā)光管沒(méi)有余輝效應(yīng)，則當(dāng)掃描周期T(T1+ T2)較大時(shí)，也即亮暗重復(fù)得不夠快時(shí)，人眼就有一亮一暗的感覺(jué)，稱之為閃爍;而當(dāng)重復(fù)頻率較高，即T較短時(shí)，由于人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，閃爍感消失，人眼觀察到的LED就為連續(xù)穩(wěn)定的發(fā)光。理論 與實(shí)踐證明，當(dāng)T50Hz，時(shí)，在常規(guī)的背景亮度下，LED的顯示就不會(huì)有閃爍感。根據(jù)這一原理，將LED發(fā)光管排成陣列行式結(jié)構(gòu)，稱橫線為行，縱線為列。如N行LED共用一列數(shù)據(jù)，稱其為I/N 掃描方式，或稱1:N掃描。N常規(guī)取值有4, 8,16,32等。當(dāng)N根行線中的某一行有效時(shí)(處于高電平)，則該行中的發(fā)光管亮暗全由對(duì)應(yīng)的列線確定，列線為低電平，發(fā)光管就亮，列線為高電平，發(fā)光管滅。當(dāng)N根行線分時(shí)工作且刷新速率足夠高時(shí)，就能顯示出一幅穩(wěn)定完整的文字或圖形。用74HC595作為列數(shù)據(jù)鎖存器，用74HC 161作為行計(jì)數(shù)器，以74HC 164作為列譯碼驅(qū)動(dòng)器，TIP127作為行驅(qū)動(dòng)管。其工作原理為:利用串行時(shí)鐘CLK信號(hào)，將第一行要顯示的數(shù)據(jù)逐位移入74HC595中，當(dāng)全行數(shù)據(jù)全部移到位后，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)STR將數(shù)據(jù)由74HC595的后臺(tái)移入前臺(tái)鎖存，同時(shí)利用STR信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)譯碼產(chǎn)生第一行有效信號(hào)，使第一行PNP管飽和導(dǎo)通，即第一行的LED 正端全部接為高電平，由于在74HC595中鎖存的數(shù)據(jù)將使對(duì)應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)三極管8050導(dǎo)通或截止，所以第一行LED的亮暗將由所移入的數(shù)據(jù)確定，在第一行有效的時(shí)期內(nèi)，移位時(shí)鐘移入第二行要顯示的數(shù)據(jù)，全部移入后，進(jìn)行數(shù)據(jù)鎖存并由計(jì)數(shù)譯碼電路產(chǎn)生第二行有效信號(hào)，顯示第二行數(shù)據(jù)-一如此重復(fù)，當(dāng)移位時(shí)鐘足夠高使整屏刷新速率50Hz時(shí)，就可顯示一幅穩(wěn)定完整的畫(huà)面。4.1.2 點(diǎn)陣顯示屏顯示串行方式可同時(shí)顯示4個(gè)16l6點(diǎn)陣漢字或8個(gè)168點(diǎn)陣的漢字、字符或數(shù)字。點(diǎn)陣顯示屏每個(gè)單元由16個(gè)88點(diǎn)陣LED顯示模塊、行信號(hào)選擇譯碼器74HC138、驅(qū)動(dòng)器74HC245、數(shù)據(jù)移位寄存器74HC595和行驅(qū)動(dòng)器組成。單元顯示屏可以接收控制器(主控制電路板)或上一級(jí)顯示單元模塊傳輸下來(lái)的數(shù)據(jù)信息和命令信息，并可將這些數(shù)據(jù)信息和命令信息不經(jīng)任何變化地再傳送到下一級(jí)顯示模塊單元中，因此顯示屏可擴(kuò)展至更多的顯示單元，用于顯示更多的內(nèi)容。此方案為點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)中比較常用的，所用器件也比較常用，容易買(mǎi)到。但是它存在一個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是刷新速度不夠快。如果要驅(qū)動(dòng)64列點(diǎn)陣顯示，通用51單片機(jī)會(huì)比較吃力，出現(xiàn)比較嚴(yán)重的閃爍停滯現(xiàn)象。此外，要實(shí)現(xiàn)文字的左右移動(dòng)和調(diào)整移動(dòng)速度等功能，都會(huì)給軟件設(shè)計(jì)帶來(lái)較多困難。并行方式顯示可以通過(guò)鎖存器芯片來(lái)擴(kuò)展I/O口，達(dá)到控制LED點(diǎn)陣的64個(gè)列線的目的。運(yùn)用16片鎖存器74HC573來(lái)組成8組雙緩沖寄存器，驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣的8組列線，用4/16譯碼器74HC595對(duì)LED點(diǎn)陣的16行進(jìn)行掃描。在送每一行的數(shù)據(jù)到LED點(diǎn)陣前，先把數(shù)據(jù)分別送到第一級(jí)的8個(gè)74HC573，然后再給第二級(jí)的8個(gè)74HC573送鎖脈沖，數(shù)據(jù)一起輸出到LED點(diǎn)陣列中，這樣就避免了各行數(shù)據(jù)顯示不同步問(wèn)題。由于并行數(shù)據(jù)傳輸速度比串行快，所以字符閃爍的問(wèn)題得到較好地解決，文字左右移動(dòng)也比較容易控制。4.2 LED顯示屏的控制模式單機(jī)工作模式采用一個(gè)單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)所有功能，其中包括LED點(diǎn)陣顯示屏的刷新顯示、模式設(shè)定、時(shí)間讀取、溫度檢測(cè)，以及與上位機(jī)的通信等。只用一個(gè)單片機(jī)控制點(diǎn)陣顯示屏可以使電路大大減化，軟件設(shè)計(jì)方面也容易實(shí)現(xiàn)。但是，將所有功能集成在一起，一片AT89C51單片機(jī)處理能力是不夠的。此時(shí)，單片機(jī)的CPU內(nèi)部資源已顯不足，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)功能欠佳，達(dá)不到較好的性能。主從工作模式采用主從單片機(jī)工作方式來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)。其中一個(gè)單片機(jī)用于控制LED點(diǎn)陣顯示，另外一個(gè)單片機(jī)用于擴(kuò)展鍵盤(pán)、串口與上位機(jī)通信、溫度測(cè)量、時(shí)間讀取等工作。相對(duì)單機(jī)工作方式，主從工作模式的處理能力大大提高，并且分工明確，執(zhí)行速度得到很大的提高。雖然硬件電路以及軟件設(shè)計(jì)方面要求相對(duì)高了一些，更涉及到主從單片機(jī)通信問(wèn)題。根據(jù)LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的工作原理，要使LED顯示屏同步顯示PC機(jī)CRT上的實(shí)時(shí)信息，所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)應(yīng)包括與PC機(jī)的接口電路設(shè)計(jì)、信號(hào)控制及信號(hào)轉(zhuǎn)換電路及輸出至LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的接口電路。輸入接口電路的功能是如何獲取CRT的數(shù)據(jù)信號(hào)及與此相關(guān)的信號(hào)，如像素點(diǎn)時(shí)鐘、行、場(chǎng)同步信號(hào)等。4.3 LED顯示屏的主控電路4.3.1系統(tǒng)主控電路系統(tǒng)主控器電路如圖5所示，即為一單片機(jī)最小系統(tǒng)，外加擴(kuò)展槽與一些功能電路，通過(guò)鍵盤(pán)掃描來(lái)確定工作模式以及完成相關(guān)操作。還包括了與上位機(jī)RS-232接口電路。其主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。圖5電路主要將單片機(jī)發(fā)送來(lái)的輸出點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，通過(guò)鎖存器芯片擴(kuò)展的I/0口，來(lái)控制LED點(diǎn)陣的64個(gè)列線端。4/16譯碼器74HC595對(duì)LED點(diǎn)陣的16行進(jìn)行掃描。驅(qū)動(dòng)電路由集成電路74HC595構(gòu)成，它具有一個(gè)8位串入并出的移位寄存器和一個(gè)8位輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨(dú)立的，可以實(shí)現(xiàn)在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，即達(dá)到重疊處理的目的。4.3.2驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)芯片主要是74HC595，74HC595是具有8位移位寄存器和一個(gè)存儲(chǔ)器，三態(tài)輸出功能。 移位寄存器和存儲(chǔ)器是分別的時(shí)鐘。數(shù)據(jù)在SCHcp的上升輸入，在STcp的上升沿進(jìn)入的存儲(chǔ)寄存器中去。如果兩個(gè)時(shí)鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲(chǔ)寄存器早一個(gè)脈沖。移位寄存器有一個(gè)串行移位輸入（Ds），和一個(gè)串行輸出（Q7）,和一個(gè)異步的低電平復(fù)位，存儲(chǔ)寄存器有一個(gè)并行8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能 OE時(shí)（為低電平），存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。 圖674HC595各個(gè)引腳的功能：Q1-7 是并行數(shù)據(jù)輸出口，即儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出口Q7 串行輸出口，其應(yīng)該接SPI總線的MISO接口STCP 存儲(chǔ)寄存器的時(shí)鐘脈沖輸入口SHCP 移位寄存器的時(shí)鐘脈沖輸入口OE的非輸出使能端MR的非 芯片復(fù)位端Ds 串行數(shù)據(jù)輸入端4.4 LED顯示屏的實(shí)現(xiàn)技術(shù)LED電子顯示屏最基本的顯示部件為L(zhǎng)ED管芯，根據(jù)人類視覺(jué)原理，可見(jiàn)的自然光是由紅、綠、藍(lán)三基色組成的。三種基色具有嚴(yán)格的波長(zhǎng)，不同配比可組合成自然界各種各樣的光。如白光配比的紅、綠、藍(lán)約為3: 6: 1。由紅、綠、藍(lán)三基色LED管芯按光強(qiáng)進(jìn)行配比可組成像素點(diǎn)，整個(gè)LED電子顯示屏就是由多個(gè)這樣的像素點(diǎn)組成。在系統(tǒng)可編程技術(shù)中，用戶自己設(shè)計(jì)的目標(biāo)系統(tǒng)中或電路板上為重構(gòu)邏輯器件編程或反復(fù)改寫(xiě)的能力。常規(guī)PLD在使用中通常是先編程后裝配，而采用ISP技術(shù)的PLD則是先裝配后編程，成為產(chǎn)品之后還可以反復(fù)編程。系統(tǒng)可編程技術(shù)的出現(xiàn)，從實(shí)踐上實(shí)現(xiàn)了邏輯設(shè)計(jì)師們多年來(lái)夢(mèng)寐以求的“硬件設(shè)計(jì)與修改軟件化”的愿望。采用ISP技術(shù)后，硬件設(shè)計(jì)變得像軟件一樣易于修改，硬件的功能可以隨時(shí)加以修改或按預(yù)定的程序改變組態(tài)。這不僅擴(kuò)展了器件的用途，縮短了系統(tǒng)調(diào)試周期，而且根除了對(duì)器件單獨(dú)編程的環(huán)節(jié)，省卻了器件編程設(shè)備，簡(jiǎn)化了目標(biāo)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)和升級(jí)工作。ISP技術(shù)在采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行邏輯輸入時(shí)，輸入與所選器件無(wú)關(guān)。在輸入之前可選擇任何一種器件，甚至可以選擇一種“虛擬器件”。在輸入后，再根據(jù)仿真和適配的結(jié)果選擇器件。這種器件改變了傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法采用可編程邏輯器件對(duì)器件進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯功能，這稱為基于芯片的設(shè)計(jì)方法。新的設(shè)計(jì)方法增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的靈活性，提高了工作效率，減少了芯片的數(shù)量，縮小了系統(tǒng)的體積，減低能源的消耗，提高了系統(tǒng)的性能指標(biāo)和可靠性，尤其是在系統(tǒng)可編程技術(shù)(ISP)的出現(xiàn)解決了可編程器件的編程問(wèn)題，簡(jiǎn)化了器件的設(shè)計(jì)流程，極大地縮短了新產(chǎn)品的研制、開(kāi)發(fā)周期、給樣機(jī)的設(shè)計(jì)、電路板的調(diào)試、系統(tǒng)制造、升級(jí)帶來(lái)了革命性的變化。第五章 LED顯示屏的應(yīng)用隨著集微電子技術(shù)，光電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息技術(shù)于一體的LED顯示屏在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，對(duì)其研究逐漸成為一個(gè)重要的課題隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，信息以各種文件格式保存，并以數(shù)據(jù)包的形式在網(wǎng)上傳輸。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中若信息是以計(jì)算機(jī)文件的形式傳送到LED大屏幕或網(wǎng)絡(luò)終端上顯示，其間的控制是由控制軟件通過(guò)微機(jī)或網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本文通過(guò)分析 LED顯示屏的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，完整的設(shè)計(jì)了 LED顯示屏控制系統(tǒng)。并且，針對(duì)系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的分析和實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在理論上對(duì)其做了系統(tǒng)的論述和說(shuō)明?；痉项A(yù)期設(shè)想，并在實(shí)際中得到應(yīng)用。我國(guó)大陸已經(jīng)成為世界上重要的LED封裝生產(chǎn)基地，在封裝和應(yīng)用領(lǐng)域中國(guó)已經(jīng)完全有可能、有能力在高端市場(chǎng)占據(jù)一席之地，但必須加大產(chǎn)品的創(chuàng)新、加強(qiáng)品牌的培育。目前全世界都在尋求解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源短缺的矛盾，給整個(gè)綠色照明生產(chǎn)行業(yè)帶來(lái)廣闊的市場(chǎng)前景與新的機(jī)遇。目前，LED顯示屏的應(yīng)用涉及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，主要包括 ：（1）證券交易、金融信息顯示。 這一領(lǐng)域?yàn)長(zhǎng)ED顯示屏的主要需求行業(yè)。上海證券交易所、深圳證券交易所及全國(guó)上萬(wàn)家證券、金融營(yíng)業(yè)機(jī)構(gòu)廣泛使用了LED顯示屏。 （2）機(jī)場(chǎng)航班動(dòng)態(tài)信息顯示。 首都機(jī)場(chǎng)、上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)、?？诿捞m機(jī)場(chǎng)、珠海機(jī)場(chǎng)、廈門(mén)高崎機(jī)場(chǎng)、深圳黃田機(jī)場(chǎng)、廣州白云機(jī)場(chǎng)及全國(guó)數(shù)十家新建和改擴(kuò)建機(jī)場(chǎng)都選用了國(guó)產(chǎn)的LED顯示屏產(chǎn)品。 （3）港口、車(chē)站旅客引導(dǎo)信息顯示。 北京站、北京西站、南昌站、大連港等國(guó)內(nèi)重要火車(chē)站和港口都安裝了國(guó)內(nèi)廠家提供的產(chǎn)品和系統(tǒng)。 其他領(lǐng)域還包括體育場(chǎng)館信息顯示；道路交通信息顯示；調(diào)度指揮中心信息顯示；郵政、電信、商場(chǎng)購(gòu)物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示；廣告媒體新產(chǎn)品等等。而且隨著LED技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型發(fā)光管正逐步拓展著LED顯示屏的應(yīng)用市場(chǎng)?？偨Y(jié)轉(zhuǎn)眼間，在北京京東方顯示技術(shù)有限公司的實(shí)習(xí)已經(jīng)結(jié)束了，通過(guò)這三個(gè)月的實(shí)習(xí)我受益匪淺，也為畢業(yè)后正式走進(jìn)北京京東方顯示技術(shù)有限公司做好了準(zhǔn)備。2012年1月6日，我正式走進(jìn)了北京京東方顯示技術(shù)有限公司開(kāi)始了實(shí)習(xí)工作。接觸到了真正的規(guī)模的工作，真正的從課本走到了現(xiàn)實(shí)工作中。由于剛從校園走到社會(huì)，什么都處于懵懂的狀態(tài)，對(duì)公司的各方面更是陌生，初到公司是面對(duì)偌大的產(chǎn)線，對(duì)即將面臨的工作充滿了好奇與期待。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)之后我們正式開(kāi)始實(shí)習(xí)。由于是新人，公司都給我們分配了師傅帶領(lǐng)我們學(xué)習(xí)。在工作中有時(shí)會(huì)遇到各種問(wèn)題，但在師傅以及同事的幫助下，我沒(méi)有放棄，努力學(xué)習(xí)知識(shí)，我心里明白我要以良好的工作態(tài)度以較強(qiáng)的工作能力和勤奮好學(xué)來(lái)適應(yīng)公司的工作，完成公司的任務(wù)。我知道這是人生的一大挑戰(zhàn)，角色的轉(zhuǎn)換，這除了有較強(qiáng)的適應(yīng)力和樂(lè)觀的生活態(tài)度外更重要的是學(xué)習(xí)的積累和技能的培養(yǎng)。雖然在學(xué)校學(xué)習(xí)了不少的理論知識(shí)，但在工作中發(fā)現(xiàn)光有理論是不夠的，一定要理論聯(lián)系實(shí)踐在加上一絲不茍的精神才能把工作做好，因此，我首先對(duì)各種設(shè)備的資料進(jìn)行了認(rèn)真系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，并堅(jiān)持邊工作邊學(xué)習(xí)，很快掌握了其中的 要領(lǐng)，在今后的工作中，我將不斷摸索和專研，把工作做得更加精細(xì)、完美。認(rèn)真的學(xué)習(xí)了安全理念，“安全責(zé)任比天還大”人們常說(shuō)“安全促生產(chǎn)，生產(chǎn)必須安全”，安全、生產(chǎn)是相互依存的關(guān)系，生產(chǎn)中必須保證安全，不安全就不能生產(chǎn)。這次實(shí)習(xí)帶給我的不僅僅是一種社會(huì)經(jīng)驗(yàn)，更是我人生中的一筆財(cái)富。我深刻的體會(huì)到，我們不能在紛繁的社會(huì)生活中磨掉我們彌足珍貴的品質(zhì)，包括我們的善良、正直、虛心和刻苦耐勞等等，這些品質(zhì)將是我們未來(lái)立足社會(huì)和在群體中脫穎而出的基石和籌碼！參考文獻(xiàn)1李光飛.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo).北京航天航空大學(xué)出版社，2004年2余錫存.單片機(jī)原理及接口技術(shù).西安電子科技大學(xué)出版社，2007年3蔡美琴. 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