LED显示系统

LED显示系统（共12篇）

LED显示系统 篇1

一、点阵LED显示原理

LED (Light Emitting Diode) 即发光二极管, 它是利用半导体的PN结电致发光原理制成的一种半导体发光器件。而由于LED具有亮度高、功耗小、寿命长、工作电压低、易小型化等优点, 因而近几年来, 它得到了迅猛的发展和广泛的应用。由发光二极管构成的点阵模块或像素单元, 进而组成可变面积的显示屏幕, 正由于LED点阵显示屏对于空间的限制很小, 几平方米到几百平方米的的空间都适应, 而且可以显示文字、图形、图像、动画和视频, 因而与其他屏幕相比, 有较强优势, 而且能较好地适应各种使用环境。

LED点阵显示的基础理论包括光电子学、半导体器件、数字电子电路、大规模集成电路、单片机及微机等各个方面, 既有硬件又有软件。LED点阵显示是把很多LED按矩阵方式排雷在一起, 然后通过对各LED发光和不发光的控制来完成各种字符和图形的显示.LED点阵显示模块5×7, 7×9, 8×8等.本文以8×8点阵显示模块为例来介绍.

二、LED点阵显示屏系统设计原理以及设计方案

1、设计原理

点阵LED显示有共阴和共阳两种方式, 本系统主要采用选择共阳极。因而当行上正选通信号时, 则对于列选通段16位数据为0的发光二级管则会被点亮.所以要想显示图形或文字, 只需要把要显示的图形货文字的显示编码设定为相对应的列信号和对应行信号, 再进行逐次扫描, 就可以点亮点阵.在此时同时只要扫描速度大于24Hz, 由于扫描的速度很快而且加上人眼的视觉暂留效应, 所以当人观察图像时就可以看到显示完整的图形或文字.

LED显示屏系统一般由微机、发送控制板、接收控制板、显示屏屏体、稳压电源及金属框架等部分构成.而本研究实现了以完整的LED显示系统, 应用PC机作为上位机, 主要实现过程是通过上位机采用RS232C通信标准向单片机发送控制命令和上位机所存储的显示代码, 单片机接收并处理PC机发送的控制命令和显示代码, 并由显示驱动模块驱动一个16×16分辨率的LED点阵显示屏扫描显示需要显示的代码。而LED点阵显示方式有静态和动态显示两种。静态显示原理比较简单、控制也比较方便, 但是硬件设计比较复杂复杂, 因而在实际应用中常常选用动态显示方式, 动态显示主要采用扫描的方式, 其原理是由峰值较大的窄脉冲电压进行驱动, 然后从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通即就是逐行进行轮流点灯, 与此同时又向各列送出要显示的图形或文字信息的列数据信号, 不断反复循环上面操作, 就可以显示各种图形或文字信息。

2、系统硬件设计

根据显示系统的功能特点确定系统硬件由显示屏部分, 控制部分, 通信系统及上位机四部分组成。上位机通过通信部分向控制部分发送控制指令和显示内容代码, 控制部分执行显示指令并将显示代码处理后控制显示部分的显示内容和显示方式。 (图1)

(1) 主控制器

功能:控制部分是整个系统的核心部分, 其功能用来和上位机通信处理上位机发送的控制指令和显示内容。并且直接输出数据通过译码电路控制LED显示屏的显示内容和显示状态。

方案选择:其常用的控制器有单片机、DSP、及EDA。三种设计方式相比, 单片机的技术门槛较低开发成本也较低.而最广泛的单片机首推Intel的51系列, 由于产品硬件结构合理, 指令系统规范, 加之生产历史“悠久”, 因而在控制部分方案的选择中选定51系列单片机作为控制部分的核心器件。

方法:AT89S51单片机具有全双工串行UART通道, 支持单片机进行数据的串行传输。除了单片机要与PC机制定通信协议, 确定发送速率外还需要解决的问题就是信号电平问题。RS-232C标准规定了PC机发送数据总线TXD和接收数据总线RXD采用EIA电平, 即传送数字“1”时传输线上的电平在-3~-15V之间;传送数字“0”时, 传输线上的电平在+3~+15之间。但单片机串行口采用正逻辑TTL电平, 即数字“1”时为+5V数字“0”时为-5V, 所以单片机与计算机不能直接相连进行通信必须将RS-232C与TTL电平进行转换。

(2) 通信部分

功能:通信部分主要完成上位机和单片机之间的通信.

方案选择:通信部分需要满足稳定、快速、简单易实现。因为通常情况下显示屏和上位机的距离不会很远, 因而通信距离的要求不是很高。通信方式主要有并行和串行两种方式。并行通信主要特点是所传送的数据的各个位是同时传送, 可以与字或字节为单位并行传送。并行通信速度快, 但所用的通信线较, 而且成本高, 主要用于远距离通信。而对于串行通信, 所传送的数据是一位一位顺序传送, 只需要很少的几根通信线, 虽然串行通信传送的度较低, 但传送的距离却很长, 因此串行适用于长距离而速度要求不高的场合。由于UART已经集成在单片机内, 所以本研究的通信系统选择串行通信为通信方式。

(3) 显示屏部分

功能:显示上位机所存储的显示代码. (图2)

方案选择:构成LED屏幕的方法有两种, 一是由单个的发光二极管逐点连接起来;二是选用一些由单个发光二极管构成的LED点阵子模块构成大的LED点阵模块。单个发光二极管构成显示屏优点在于当单个的发光二极管出现问题时只需更换一个二极管即可, 检修的成本较低, 缺点在于连接线路复杂;而点阵模块构成方法却正好相反, 模块构成省了大量连线, 不过当一个LED出现问题时同在一个模块的所有LED都必须被更换.两种方法比较, 决定采取模块构成的方法来制作一个LED点阵显示屏。为了避免模块的缺点, 选择点阵数较小的模块来减小出现这一问题的风险。所以构建一个16×16的LED点阵屏选用四块8×8点阵模块。

实现:采用动态显示, 先选通列然后再从行送入对应列的数据, 这样从第1列到第16列循环往复, 只要切换的速度足够的快利用人眼的延时特性就可以看见一幅稳定的画面。

4、系统软件设计

LED点阵显示系统软件的主要功能是接收PC机通过串口传送过来的控制信息和要显示数据, 还有向显示屏提供显示数据, 并产生各种控制信号, 使显示屏按设计的要求显示需要显示的内容。根据软件分层次设计的原理, 可把显示屏的软件系统分成三部分:第一部分是PC对大屏幕系统进行操作和控制程序;第二部分主要是以RS232C为通信标准的串口通信程序;第三部分主要是单片机AT89S51接收串口传来的控制信息和要现实的内容, 并对控制信息进行解码, 执行, 对要现实的内容进行处理显示。而第三部分又分为两部分:一是底层的显示驱动程序, 第二层是系统的上层应用程序。显示驱动程序主要是负向点阵屏传送需要显示的数据相对应的编码, 同时产生相对应的行扫描信号和其他控制信号, 进而配合完成LED显示屏的扫描显示工作。系统主程序:主程序开始后, 首先要对系统进行初始化, 比如设置串口, 定时器, 中断, 串口。然后接收串口数据, 再进行动使显示汉字或图片.

三、总结

本文主要介绍了LED点阵的显示原理, 点阵LED显示屏构成部分, 然后主要研究了LED点阵显示屏系统的软硬件设计, 主要应用的主控制器是单片机AT89S51, 而且可以实现中英文字符的动态显示, 完成了LED显示屏系统的整体方案设计和选择.

LED显示系统 篇2

摘 要

LED因其能耗低、色彩还原性好、绿色环保以及寿命长等众多优势，已经在照明与显示领域得到了广泛应用。本文介绍了LED的原理、发展历史、优点以及应用，并进一步阐述了LED今后的发展趋势

关键词：LED，发光原理，发展现状，发展前景

一、LED的简介及发展历史

 LED(Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管)是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。1907 年Henry Joseph Round 第一次在一块碳化硅里观察到电致发光现象。由于其发出的黄光太暗，不适合实际应用；更难处在于碳化硅与电致发光不能很好的适应，研究被摒弃了。

 二十年代晚期Bernhard Gudden和Robert Wichard在德国使用从锌硫化物与铜中提炼的的黄磷发光。再一次因发光暗淡而停止。

 1936 年,George Destiau出版了一个关于硫化锌粉末发射光的报告。随着电流的应用和广泛的认识，最终出现了“电致发光”这个术语。二十世纪50 年代，英国科学家在电致发光的实验中使用半导体砷化镓发明了第一个具有现代意义的LED,并于60 年代面世。据说在早期的试验中，LED 需要放置在液化氮里，更需要进一步的操作与突破以便能高效率的在室温下工作。

 第一个商用LED 仅仅只能发出不可视的红外光，但迅速应用于感应与光电领域。60年代末，在砷化镓基体上使用磷化物发明了第一个可见的红光LED。磷化镓的改变使得LED更高效、发出的红光更亮，甚至产生出橙色的光。 到70 年代中期，磷化镓被使用作为发光光源，随后就发出灰白绿光。LED 采用双层磷化镓蕊片（一个红色另一个是绿色）能够发出黄色光。就在此时，俄国科学家利用金刚砂制造出发出黄光的LED。尽管它不如欧洲的LED 高效。但在70 年代末，它能发出纯绿色的光。 80 年代早期到中期对砷化镓磷化铝的使用使得第一代高亮度的LED 的诞生，先是红色，接着就是黄色，最后为绿色。到20 世纪90 年代早期，采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、黄和绿光的LED。第一个有历史意义的蓝光LED 也出现在90 年代早期，再一次利用金钢砂—早期的半导体光源的障碍物。依当今的技术标准去衡量，它与俄国以前的黄光LED 一样光源暗淡。

 90 年代中期，出现了超亮度的氮化镓LED，随即又制造出能产生高强度的绿光和蓝光铟氮镓Led。超亮度蓝光蕊片是白光LED 的核心，在这个发光蕊片上抹上荧光磷，然后荧光磷通过吸收来自蕊片上的蓝色光源再转化为白光。就是利用这种技术制造出任何可见颜色的光。今天在LED 市场上就能看到生产出来的新奇颜色，如浅绿色和粉红色。随着人类在LED超亮度的领域的技术进步，LED在消费电子的运用也越来越广泛。

二、发光原理

LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附着 在一个支架上，是负极，另一端连接电源的正极，整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长决定光的颜色，是由形成P-N结材料决定的。

三、LED分类

1.按发光管发光颜色分

按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。

根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。2.按发光管出光面特征分

按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ4.4mm的记作T-1（1/4）。

由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类：

（1）高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。

（2）标准型。通常作指示灯用，其半值角为20°～45°。

（3）散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为45°～90°或更大，散射剂的量较大。3.按发光二极管的结构分

按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。

4.按发光强度和工作电流分

按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED（发光强度100mcd）；把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二极管。一般LED的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。

除上述分类方法外，还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。

四、LED的优点

随着行业的继续发展，技术的飞跃突破，应用的大力推广，LED的光效也在不断提高，价格不断走低。新的组合式管芯的出现，也让单个LED管(模块)的功率不断提高。通过同业的不断努力研发，新型光学设计的突破，新灯种的开发，产品单一的局面也有望在进一步扭转。控制软件的改进，也使得LED照明使用更加便利。这些逐步的改变，都体现出了LED发光二极管在照明应用的前景广阔。

LED被称为第四代光源，具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。

LED之所以得到人们的重视是因为它具有许多优点：(1)发光效率高

消耗能量较同光效的白炽灯减少80%左右，较节能灯减少40%左右。一般白炽灯的发光效率只能达到15lm/W，而LED电光转化效率高，发光效率高达40甚至50lm/W，所以节能效果十分明显。（接近60%，绿色环保、工作电压低（3V左右））

(2)使用寿命长

反复开关无损寿命，稳定性好。一般LED的寿命高达几万小时，10万小时光衰为初始的50%。

(3)价格低廉

LED的价格越来越平民化，因LED省电的特性，也许不久的将来，人们都会把白炽灯换成LED灯。我国部分城市公路、学校、厂区等场所已换装完LED路灯、节能灯等。

(4)适用性

体积小，可以做成各种形状，重量轻，抗振性能好。

(5)环保

LED是由无毒的材料构成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用，不辐射红外线和紫外线，无频闪。

(6)安全

LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。

相比之下，各种传统照明存在一定的缺陷：

白炽灯电光转化效率低（10%左右）、寿命短（1000小时左右）、发热温度高、颜色单一且色温低。

荧光灯电光转化效率不高（30%左右）、危害环境、不可调亮度（低电压无法启辉发光）、紫外辐射、闪烁现象、启动较慢、稀土原料涨价（荧光粉占成本比重由10%上升到60~70%）、反复开关影响寿命；体积大。

高压气体放电灯耗电量大、使用不安全、寿命短、散热问题，多用于室外照明。

五、LED的应用

(1)用作指示灯。

六十年代末红色LED问世时由于发光强度不高，被用作指示灯和电平指示，并一直沿用至今。如今的电子产品、仪器的工作状态指示大部分都是用红、绿色LED。现在各种光色的LED在交通信号灯上得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命，低光效的140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光。经红色滤光片后，光损失90%，只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中，Lumileds公司采用了18个红色LED光源，包括电路损失在内，共耗电14瓦，即可产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。1987年，我国开始在汽车上安装高位刹车灯，由于LED响应速度快（纳秒级），可以及早让尾随车辆的司机知道行驶状况，减少汽车追尾事故的发生。(2)用作显示屏。

将普通的LED按要求排列、控制，即能具有显示字符、图形的功能，称为数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等，如图8。这些不同的显示屏中的每个发光单元都是一个发光二极管。

(3)照明光源。

这是目前最热门的应用，市场上已经大量出现高亮LED电筒（如图9），不久将进入生活照明和液晶显示器背光源领域。另外各种颜色的高亮度二极管还可用于做景观照明，美化环境。

六、LED发光材料的前景

LED技术虽然取得了长足的发展，但在家庭照明和显示领域还没有大批量的投入商业生产，最主要的原因是成本太高。如果成本问题解决，LED大量投入使用，带来的技术革新和能源节约是巨大的。比如在液晶显示器上，LED背光源可以提高亮度，降低能耗，光的均匀性、漏光和色彩显示能力也都将得到较大幅度的改善。用在家庭照明上，LED的优势是大幅度降低能耗，其耗电量是同等照明亮度白炽灯的1/8，是日光灯的1/2。另外LED寿命长，也可以节约大量的材料，保护了环境。

LED电子显示屏 篇3

关键词：LED电子显示屏；发展；分类；硬件电路

中图分类号：G632.0 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2014）09-0140

一、LED电子显示屏的发展及分类

第一阶段为1990年到1995年，主要是单色和16级双色图文屏。用于显示文字和简单图片，主要用在车站、金融证券、银行、邮局等公共场所。

第二阶段是1995年到1999年，出现了64级、256级灰度的双基色视频屏。视频控制技术、图像处理技术、光纤通信技术等的应用将LED显示屏提升到了一个新的台阶。

第三阶段从1999年开始，红、纯绿、纯蓝LED管大量涌入中国，同时国内企业进行了深入的研发工作。

本次题目的要求是设计一个16*16的点阵LED电子显示屏，要求显示亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示稳定清晰，无串扰，显示方式要求有静止和移入移出两种显示方式。

1. LED点阵电子显示屏的设计方案

LED点阵电子显示屏的设计一般有两种方案：方案一：采用可编程逻辑器件作为核心控制器产生LED点阵的行、列驱动信号。方案二：采用单片机系统来实现。

本设计硬件方面以单片机AT89C51为主控制器，采用4块8×8点阵LED显示模块来组成16×16点阵显示模式，显示各种文字或单色图像。

2. LED点阵屏显示驱动方式比较

LED点阵屏显示电路常用的显示驱动方式有两种：

方案一：串行控制驱动，这种方式的好处是单元内的线路连接简单，给印刷电路板的设计带来方便，减少了布线的密度，方便以后的制作与调试，而且相对提高了每个单元的可靠性。

方案二：并行控制驱动，将显示数据通过并行（一般为8位）方式送入驱动电路，这样的好处是：相对于串行控制而言，数据的刷新速度快，在处理同等数量的数据时，对处理速度要求可以大大降低，从而提高了系统的稳定性，但也正因为“并行”使单元内的数据线路的连接更加复杂，布线后的排错难度大大增加。

二、关于硬件电路

1. 硬件电路设计基本思路

点阵式汉字显示屏的电路包含电源电路、复位电路、时钟电路、驱动电路、单片机控制电路和LED点阵屏显示电路等六大部分：（1）电源电路通过变压元件为整个电路提供5V的工作电位。（2）复位电路可在需要时为单片机手动复位清零，使整个电子显示屏初始化。（3）时钟电路是单片机的工作驱动电路；单片机内的程序控制着整个电路，其输出通过译码器SN74LS154译码作为点阵屏的驱动。（4）驱动电路，我们采用串行控制驱动方式。

2. 本系统所采用的硬件电路

系统所采用的硬件电路大致上可以分成单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分。

（1）外围电路

电源电路通过变压元件为整个电路提供 5V的工作电位 。

时钟电路由AT89C51的18，19脚的时钟端（XTAL1及XTAL2）以及12MHz晶振X1、电容C2，C3组成，采用片内振荡方式。

（2）列驱动电路

列驱动器由集成电路74HC595构成。

（3）行驱动电路

单片机P1口低4位输出的行号经4/16线译码器74LS154译码后生成16条行选通信号线，再经过驱动器驱动对应的行线。一条行线上要带动16列的LED进行显示，按每一LED器件20mA电流计算，16个LED同时发光时，需要320mA电流，选用三极管TIP127作为驱动管可满足要求。

3. 硬件电路所需器件介绍

（1）ULN2803A达林顿管阵列

达林顿管就是两个三极管接在一起，极性只认前面的三极管。

具体接法如下：以两个相同极性的三极管为例，前面为三极管集电极跟后面三极管集电极相接，前面为三极管射极跟后面三极管基极相接，前面三极管功率一般比后面三极管小，前面三极管基极为达林顿管基极，后面三极管射极为达林顿管射极，用法跟三极管一样，放大倍数是两个三极管放大倍数的乘积。达林顿管又称复合管。它将二只三极管适当的连接在一起，以组成一只等效的新的三极管。这等于效三极管的放大倍数是二者之积。

（2）74HC595芯片简述

①74HC595概述

74HC595是硅结构的CMOS器件，兼容低电压TTL电路，遵守JEDEC标准。74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。移位寄存器和存储器是分别的时钟。 数据在SCHcp的上升沿输入，在STcp的上升沿进入的存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器，具有高阻关断状态。

②74HC595 芯片驱动LED的特点

74HC595 芯片驱动LED有以下特点：速度较快，功耗较小，LED 的数目多少随意，既可以控制共阴极的LED显示器，也可以控制共阳极的LED 显示器，可以软件控制LED 的亮度，还可以在必要的时候关断显示（数据保留），以减小功耗，并可随时唤醒显示。

（3）关于软件

软件编程方面采用汇编语言编程，涉及了单片机的时钟、中断和复位的使用。

设计基本思路：①先对相关变量进行初始化。②循环扫描亮 16行 LED 称点亮一帧图象。③一帧图象扫描完毕后，列指针向右移动1位 ，再扫描下一帧图象。为了控制汉字共动的速度，有时候要对一帧图象扫描数次后才将列指针移位。依次类推，列指针共向右移动 16位。这样，主观上感觉到图象（下转第145页）（上接第140页）向左滚移动。④移动一个汉字 列指针右移 16位后，字指针向下一个汉字。再重复 2～4过程。这样，我们就能在显示屏上看到持续不断的滚动汉字信息了。

三、总结

该显示系统已能实现LED显示的基本功能，但由于作者水平和制作时间有限，距离一个完全实用的，能完全符合市场需求的显示系统还有一定的差距。因此，在以后的研制过程中，还需要做大量的工作，比如：1. 在系统抗干扰方面，都还必须在工作现场根据时间情况进行大量的实验、数据分析，才能最终实现LED显示系统的可靠工作。2. 在增强图文屏显示效果上，可使用双色或多色显示屏，以满足显示更加丰富多彩的图形和文字。3. 可将显示屏接如网络，每一个LED显示器可作为一个网络节点，用一个主机来维护。

双色LED点阵显示系统 篇4

LED电子显示屏是20世纪80年代后期迅速发展起来的新型信息显示媒体, 以易于维护、色彩丰富、亮度高、使用寿命长、易于操作等优点, 逐步成为现在信息发布的一个主流载体。

本文研究的是双色LED点阵显示系统, 该系统是由单片机控制, 以74HC154作为行驱动、74HC595作为列驱动16×32双色点阵屏, 通过软件控制可以以各种方式显示数字、汉字、图片。采用串口下载, 可以根据要求级联成更大的屏、安装简单方便。

1 系统整体设计概述

本显示屏由STC12C5A32S2单片机为核心, PC机通过RS-232串口把程序下载到单片机, 单片机读到要显示的字模, 对驱动电路发出控制命令, 控制LED点阵屏对应的行和列, 在LED点阵屏上显示相应的汉字。系统原理框图如图1所示。

2 系统硬件电路设计

系统硬件主要划分为两大部分:单片机控制部分、点阵屏接口。

2.1 单片机控制部分

单片机控制部分只需一个单片机最小系统, 本设计选用的是STC12C5A32S2单片机, 它的执行速度比普通的单片机快很多, 价格也相对便宜, 大家也比较熟悉。

2.2 LED点阵屏接口电路

图2为本实验所用的双色8×8点阵 (共阴) LED显示屏, LED显示屏的行与列电极相互垂直, 在交叉点形成发光单元LED, 每个点有红绿两种灯珠, 点阵的驱动一般采取逐行扫描方式, 行电极轮流将低电位接通各行线, 使连接到各该行的全部LED的阴极接通低电平, 但具体哪一个LED导通, 还要看它的阳极是否接通, 由列来控制。显示什么颜色取决于列选为红色数据线还是绿色数据线。

本论文的双色点阵屏是由8块图2所示的8×8点阵构成, 有16行32列, 为了有效的利用单片机资源, 行驱动电路由1片74HC154组成, 由单片机P1口输出4bit二进制信号, 经1个4/16移码器74HC154, 生成点阵16条行选通信号线, 行选通低电平有效, 每次从第一行扫描到第16行, 每16行为一个扫描周期。行驱动电路如图3所示, 由于单片机的TTL输出口的驱动能力非常有限, 所以增加了4953作为行驱动管来驱动LED显示屏的行信号。

列驱动采用74HC595, 内含三态输出锁存器和内含移位寄存器, 可以把串行输入的数据并行输出。用8个74HC595分别锁存红色、绿色列线数据。

单片机2路控制信号与所有595的时钟输入SRCLK, 锁存信号RCLK相连, 第n片595的串行输出接到第n+1片595的串行输入端, 通过这种级联的方式连接, 同时每个595芯片并行输出。列驱动电路如图4所示:

3 系统软件设计

本设计中给出一种静态显示汉字的编程思路。先提取汉字的字模, 该汉字大小为16×16, 所以提取的字模为32个字节, 然后根据字模逐行送字模, 本论文采用1/16扫描方式。如果想显示不同的汉字或图像, 只要改变字模即可。例如要显示“点”这个汉字, 它的字模如下:

显示子程序是按照芯片的串行输入所要求的时序, 将所要输出汉字的字模一位一位的串行送到595的芯片中, 在芯片的输出端就可以得到并行数据输出。本论文点阵屏大小为16×32, 所以点亮每行时, 要串行传送四个字节。如果要将汉字显示为红色, 则关闭绿色, 字模发送到到红色数据线;反之显示绿色, 则关闭红色控制, 字模发送到传送到绿色数据线;如果红绿都亮则显示复合色橙色。串行发送子程序如下:

4 系统调试

编写程序, 使其在LED屏上显示“点阵”两个字, 一个红色、一个绿色。通电下载程序测试, 字体显示正确, 颜色显示正常。

5 结束语

本文设计的16×32双色点阵屏显示系统基本涵盖了LED显示屏的电路基本原理和基本程序, 不但可用于实验教学, 也可用于科研和实践;把软件的功能加以修改和扩充, 可显示更多样的画面。而且可以作为子模块进行不断级联、设计出符合要求的、更大的显示屏。应用面非常广, 具有极大的推广价值。

摘要：本文设计的是双色LED点阵显示系统, 该系统采用STC12C5A32S2单片机为主控模块, 以74HC154作为行驱动、74HC595作为列驱动16×32双色点阵屏, 通过软件控制能够很好的显示汉字和图形, 充分展示了LED显示的基本原理, 而且根据要求可以级联成更大的屏, 具有很好的推广价值。

关键词：LED点阵,串行输入,单片机,级联

参考文献

[1]李建忠.单片机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2002.

[2]刘全忠.电子技术[M].北京:高等教育出版社, 1999.

[3]杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M].2版.北京:高等教育出版社, 1998.

led显示屏故障 篇5

1、电阻检测法，将万用表调到电阻档，检测一块正常的电路板的某点的到地电阻值，再检测另一块相同的电路板的同一个点测试与正常的电阻值是否有不同，若不同则就确定了问题的范围。

2、电压检测法，将万用表调到电压档，检测怀疑有问题的电路的某个点的到地电压，比较是否与正常值相似，否则确定了问题的范围。

3、短路检测法，将万用表调到短路检测挡(有的是二极管压降档或是电阻档，一般具有报警功能)，检测是否有短路的现象出现，发现短路后应优先解决，使之不烧坏其它器件。

该法必须在电路断电的情况下操作，避免损坏表。

4、压降检测法，将万用表调到二极管压降检测档，因为所有的IC都是由基本的众多单元件组成，只是小型化了，所以在当它的某引脚上有电流通过时，就会在引脚上存在电压降。

一般同一型号的IC相同引脚上的压降相似，根据引脚上的压降值比较好坏，必须电路断电的情况下操作。

该方法有一定的局限性，比如被检测器件是高阻的，就检测不到了。

二、单元板故障

A.整板不亮

1、检查供电电源与信号线是否连接。

2、检查测试卡是否以识别接口，测试卡红灯闪动则没有识别，检查灯板是否与测试卡同电源地，或灯板接口有信号与地短路导致无法识别接口。

(智能测试卡)

3、检测74HC245有无虚焊短路，245上对应的使能(EN)信号输入输出脚是否虚焊或短路到其它线路。

注：主要检查电源与使能(EN)信号。

B.在点斜扫描时，规律性的隔行不亮显示画面重叠

1、检查A、B、C、D信号输入口到245之间是否有断线或虚焊、短路。

2、检测245对应的A、B、C、D输出端与138之间是否断路或虚焊、短路。

3、检测A、B、C、D各信号之间是否短路或某信号与地短路。

注：主要检测ABCD行信号。

C.全亮时有一行或几行不亮

1、检测138到4953之间的线路是否断路或虚焊、短路。

D.在行扫描时，两行或几行(一般是2的倍数,有规律性的)同时点亮

1、检测A、B、C、D各信号之间是否短路。

2、检测4953输出端是否与其它输出端短路。

E.全亮时有单点或多点(无规律的)不亮

1、找到该模块对应的控制脚测量是否与本行短路。

2、更换模块或单灯。

F.全亮时有一列或几列不亮

1、在模块上找到控制该列的引脚，测是否与驱动IC(74HC595/TB62726......)输出端连接。

G.有单点或单列高亮，或整行高亮，并且不受控

1、检查该列是否与电源地短路。

2、检测该行是否与电源正极短路。

3、更换其驱动IC。

H.显示混乱，但输出到下一块板的信号正常

1、检测245对应的STB锁存输出端与驱动IC的锁存端是否连接或信号被短路到其它线路。

I.显示混乱，输出不正常

1、检测时钟CLK锁存STB信号是否短路。

2、检测245的时钟CLK是否有输入输出。

3、检测时钟信号是否短路到其它线路。

注：主要检测时钟与锁存信号。

J.显示缺色

1、检测245的该颜色的数据端是否有输入输出。

2、检测该颜色的数据信号是否短路到其它线路。

3、检测该颜色的驱动IC之间的级连数据口是否有断路或短路、虚焊。

注：可使用电压检测法较容易找到问题，检测数据口的电压与正常的是否不同，确定故障区域。

K.输出有问题

1、检测输出接口到信号输出IC的线路是否连接或短路。

2、检测输出口的时钟锁存信号是否正常。

3、检测最后一个驱动IC之间的级连输出数据口是否与输出接口的数据口连接或是否短路。

4、输出的信号是否有相互短路的或有短路到地的。

5、检查输出的排线是否良好。

L. 单元板出现八点或16点行、列或单点不亮、长亮、暗亮。

1、目测故障所对应的模块引脚及引线有无短路、虚焊、断路。

2、每小区(单元板共分上下两小区)的上下、左右模块之间共用连接线是否正常(将万用表置与响铃端，测量模块行输入端及各个控制输入端的引线连接)，若是则判断为模块坏，如否，可直接用细电线代替接通即可消除。

3、可用万用表直接测量单个模块是否正常，如是，则判断为电路板与模块间的内部短路，如否则判断为模块坏，用同型号模块替换。

M.单元板出现几行或整小区(单元板共分上下两小区)不亮、长亮、暗亮。

1、目测所对应的行管、穿心电感、集成电路是否虚焊、短路、断路，如是，将短路处断开及虚焊、断路处重新焊好。

2、用万用表测量各个行管输出端电压是否正常(万用表测量方法：黑表笔接GND、红表笔去测量各个管脚的电压);如是，则判断行输出端与所对应的模块管脚断路;如否，测量行管的输入端是否正常;如是，则行管坏、用同型号行管换之;如否，测量所对应HC138的输出端是否正常;如是，则判断HC138的输出端与行管的输入端断路;如否，则判断HC138坏。

3、用好的16P排线替换试一下，测量HC138地址输入 端1、2、3引脚电压、选通端4、5(低电平有效)、6(高电平有效)及集成电路供电是否正常，如是，则判断为HC138坏，再则以(2)续查。

(4)两小 区之间的5V连接线是否断开，如是，可直接用同等电源线连通(一般现象为整小区不亮、暗亮)。

4、测量单元板输入端的行信号(金手指26P可视为13组，其中8、9、10、11分别为L0、L1、L2、L3四组行信号)有无内部短路、断路及输入HC244后驱动是否正常，如是，则测量经HC244驱动输入HC138的信号是否正常，再以(2)续查，如否，则判断为HC244坏，用同型号的集成电路替换。

N. 单元板出现小区(单元板共分上下两小区)无红色或无绿色。

1、目测故障所对应的集成电路、26P排线有无虚焊、断路及5V电源供电是否正常(可直接用好的.26P排线替换)。

2、单元板之间的26P连接线(26P排线的1、2脚为红信号，3、4脚为绿信号)以及前面的单元板输出(判断方法：拿一根长的26P论排线交叉互换连接出 现正常，则判断为后面有问题;反之，则前面有问题)是否正常，如是，再测量输入到HC244红信号，驱动后送至HC595的14脚是否正常(如是，并且HC595其它引脚都正常，则判断HC595坏，用同型号的集成电路换上)如否，则检查26P排线有问题及输入不正常。

O.故障现象：单元板出现小区(单元板分上下两小区)中间的上下两个模块都缺红、缺绿或着从不正常处开始至最后都缺红、缺绿。

1、目测单元板上故障所对应的集成电路如HC595是 否虚焊、短路、断路;如是，将引脚焊好。

2、检测5V供电是否正常。

3、用万用表测量故障所对应HC595的输入端14脚【 HC595的测量时应区分红渌集成电路、顺序排列为：红、绿(R、G)HC595的9脚为信号输出端，14脚为信号输入端】电压是否正常;如是，则判断HC595坏(在其它供电正常的情况下)，用同型号的集成电路替换;如否，则检查前面对应HC595的9脚输出端电压、及电路连接线有无断开，如否，则判断为HC595坏，用同型号的HC595集成电路换上(替换集成电路HC595时，注意电路引线别断开)。

三、户外(模组)故障

1、组连续不亮或有异常：

检查信号方向第一块不正常模组的排线和电源线是否接触良好，如模组无LED亮，则表明无电源输入，请检查电源部分(可用万用表检查)，如出现花色(有色彩混乱的亮点)则表明模组无信号输入，请检查第一块不正常模组的排线的输入端是否接触紧密，可多次拔插测试，如问题依旧可以调换新的排线。

2、单模组不亮：

检查该模组的电源供应是否良好，主要是检查模组上的电源插座是否有松动。

如整块模组出现颜色混乱或者色彩不一致(但有信号输入，有正确的画面)则为信号传输排县接触不良，重新插拔排线，或者更换测试过的排线。

如更换良好的排线仍有同样问题，请察看PCB板的接口是否出现问题。

3、单灯不亮问题检测方法：

用万用表检查LED是否损坏，如果灯坏了就按下面第5项换灯。

具体测灯方法：把万用表打到电阻X1档，指针式万用表黑表笔接LED的正极，红表笔接负极(数字表黑笔接负，红笔接正)，如果LED亮，所测的灯是好的，如果灯不亮，所测的灯是坏的。

4、LED坏点维护(失控点)：

经过单灯检测确认为 LED损坏，则根据实际需求，选择性采用下列维护方法。

4-1正面维护：用对应型号的螺丝刀从正面将固定面罩螺丝去除掉(注留好意保螺丝)，取下面罩，进行换灯(请按照下面换灯方法换灯)，换灯和胶体密封结束后，将原面罩复原，上紧螺丝(上螺丝时请注意不要压住灯)，最后如有胶体残留在LED表面请细心清除胶体。

4-2 背面维护：用对应型号的螺丝刀从背面将螺丝去除掉(注留好意保螺丝)，拔掉信号排线，为安全请不要拔掉电源连接线，以防止意外，小心将模组从钣金孔中取出，移到箱体背面，然后依照正面维护方法对单个模组进行维护换灯(请按照下面换灯方法换灯)或者检修其它。

5、换灯：

将损坏LED周围的胶体用尖利工具(如镊子)去除掉，并使LED针脚清楚的表露在视线中，右手用镊子夹住LED，左手用烙铁(温度大约为40度左右，过高温度将对LED造成损伤)接触焊锡，并做稍许停留(不超过3秒钟，如超过时间但并不达到拆卸要求，请冷却后再重新尝试)将焊锡融化，用镊子将LED去掉。

将符合要求的LED灯正确的插入PCB电路板的孔中，(LED灯的长脚为正极，短脚为负极，PCB上 “方孔”为LED正极针脚插孔，“圆孔”为LED的负极针脚插孔)，将少许焊锡丝融化，黏合在烙铁头上，用镊子调整好LED方向，使其平稳，将焊锡焊于LED和PCB相连处，用相同类型的胶体(PH值=7)密封好LED。

四、整屏故障：

A.整屏不亮(黑屏)

1、检测供电电源是否通电。

2、检测通讯线是否接通，有无接错。

(同步屏)

3、同步屏检测发送卡和接收卡通讯绿灯有无闪烁。

4、电脑显示器是否保护，或者显示屏显示领域是黑色或纯蓝。

(同步屏)。

B.整块单元板不亮(黑屏)

1、连续几块板横方向不亮，检查正常单元板与异常单元板之间的排线连接是否接通;或者芯片245是否正常，

2、连续几块板纵方向不亮，检查此列电源供电是否正常。

C.单元板上行不亮

1、查行脚与4953输出脚是否有通。

2、查138是否正常。

3、查4953是否发烫或者烧毁。

4、查4953是否有高电平。

5、查138与4953控制脚是否有通。

D.单元板不亮

1、查595是否正常。

2、查上下模块对应通脚是否接通。

3、查595输出脚到模块脚是否有通。

E.单元板缺色

1、查245 R.G数据是否有输出。

2、查正常的595输出脚与异常的595输入脚是否有通。

3、检测A、B、C、D各信号之间是否短路。

4、检测4953输出端是否与其它输出端短路。

F.全亮时有单点或多点(无规律的)不亮

1、找到该模块对应的控制脚测量是否与本行短路。

2、更换模块或单灯。

G.全亮时有一列或几列不亮

1、在模块上找到控制该列的引脚，测是否与驱动IC(74HC595/TB62726)输出端连接。

2、目测单元板上故障所对应的模块管脚及集成电路是 否虚焊、短路、断路;如是，将引脚焊好。

3、用万用表测量HC595的输出端，HC595的输出引脚：1、2、3、4。

LED显示屏好在哪里?等 篇6

我准备买一台笔记本电脑，听促销员说LED显示屏比普通液晶显示屏好很多，当然使用LED屏的笔记本电脑的价格也要贵一些。价格倒不是问题，但就怕被JS忽悠。请问促销员的说法是真的吗？

首先纠正你一个概念性的错误，笔记本电脑上的“LED屏”的正确说法是LED背光液晶显示器，它也是LCD显示器的一种。而LED显示屏则多见于户外广告，比如滚动显示的红色字体广告屏。液晶显示器里的液晶是不会发光的，需要背光源才能看到显示的内容。传统笔记本屏幕使用冷阴极荧光灯管（CCFL）作为背光源，而LED背光屏则采用的是发光二极管（LED）。LED背光屏相对于CCFL背光屏来说，带给我们实际的好处在于它的屏幕可以做得更薄，同时画面效果更好，长时间使用不会发黄变暗，而且它还更加省电。既然你对价格并不太“感冒”，还是选择它吧！

诺基亚手机电池是否能通用？

原来的N73手机也该退休了。我新买了一部N81手机，我想将N73的电池在N81手机上使用，这样可以吗？

N81手机使用的是BP-6MT凹槽式电池接口，而N73使用的则是BP-6M点对片触点式电池接口。虽然只有一字之差，但是两者仍然无法通用。不过N73的旅行充电器倒是可以在N81上用，把它拿去办公室备用吧！

WinXP系统无法使用蓝牙？

我最近买了一部联想的SL400-27437mc笔记本电脑，但始终用不惯它自带的Vista操作系统，于是自己重装了WinXP。不过装好后就不能使用蓝牙适配器了，之前在Vista下还是正常的。劳烦“砖家”帮忙解决一下，谢了。

笔记本电脑在更换系统后常常会出现一些功能无法使用的“故障”。这多半是由于驱动程序不匹配所造成的。在“我的电脑”上点击右键，选择“管理”→“设备管理器”，看看其中“蓝牙适配器”上是不是有个黄色的感叹号。如果是的话，你只需到联想官网上下载安装一个WinXP系统下的蓝牙驱动程序就可以了。

S60手机如何删除主题？

昨天我给自己的诺基亚6120c手机装了几个主题，有一些不太满意。为了装一些新软件，就想把它们删了腾出一些空间。可是主题选项里只有预览、选定、编辑、设置和退出，就是没有删除！而且删除快捷键也不管用！谁帮帮我啊！

在手机的“程序管理”中找到你安装好的主题，在这里就可以直接删除。

整合主板如何实现高清硬解码？

我前不久装了一台新电脑，用的是AMD 790GX主板，它不仅可以运行一些主流3D游戏，还可以实现高清硬件解码，但我在看高清电影时，画面一点也不流畅，这是什么原因？

LED显示系统 篇7

随着电子信息技术的飞速发展，LED点阵显示屏已成为当今社会一种常见的信息发布平台。LED点阵显示系统因其功耗低、亮度高、显示效果醒目、性能稳定、使用寿命长、易小型化、方便拼装等一系列优点，近几年来得到了迅猛的发展并获得广泛的应用。从机场、车站、码头到银行、邮局、商场、体育馆等各种需要发布信息的公共场所，甚至街头巷尾各种大大小小的门面招牌，几乎到处可见LED点阵显示屏的身影。

1 预备知识

LED即发光二极管，它是一种电致发光的半导体电子元件，其发光原理是PN结正向导通时电子与空穴复合幅射出可见光，可作为显示器件使用。LED点阵显示屏是由很多个LED构成，一个8×8LED点阵显示模块是由64只LED按照8行8列的阵列方式组成，同一行上的LED共阴极，同一列上LED共阳极，从而引出8根行线8根列线。将若干个8×8 LED点阵显示模块拼装在一起，把同一行的行线连在一起，再把同一列的列线连在一起，就可以组成规模更大的点阵显示屏。通过编程控制点亮其中某些LED、熄灭其余的LED，点亮的LED就可以显示各种字符、数字和汉字，甚或图形图像。

2 设计背景

当LED点阵显示屏扩大规模时，其行列线必然很多，如果直接与单片机I/O口相连，将导致I/O口不够用，加之由于单片机I/O口内部结构的原因，其输出电流较小，不足以直接驱动LED发光，故LED点阵显示屏不适合与单片机直接相连。

3 总体设计方案

本设计方案建立在单片机串行通信的基础上，通过移位寄存器级联的方式扩大显示屏的尺寸以达到增加显示内容的目的，仅占用少量I/O口，当显示屏进一步扩容时只需按类似的连接方法级联电路即可，并不增加I/O口的使用数量，为系统功能的进一步扩展预留了足够的空间。众所周知，除了4个并行I/O口以外，单片机还有一个功能强大、可编程控制的全双工串行口，用于和外设之间串行通信。串行通信的最大优点在于通信线路简单，节省I/O口线，从而降低通信线路成本，唯一缺点是通信速度不如并行通信方式快。该串行口有四种工作方式，尤以方式0最为简单，只需一根时钟信号线、一根数据线即可实现通信。当串行口工作在方式0时，为8位移位寄存器同步通信方式，通过外接移位寄存器，可达到扩展并行I/O口的目的。

4 硬件设计

(1) 主控制器的选择。在本设计方案中，主控制器采用Atmel公司的AT89S52单片机，它是一款低功耗、高性能的8位单片机，具有较高的性价比，其指令系统、引脚功能及片内硬件资源与MCS-51单片机产品完全兼容;片内含8KB Flash ROM和256字节的RAM，适于存放大量字模数据及数据处理的需要;关键是它所支持的ISP(在系统可编程)功能使得程序写入方便，无需专门的编程器，降低了系统开发的复杂度，节约了开发成本。 (2) 驱动及接口电路的设计。由于在本设计方案中要充分利用单片机的串行通信节约I/O口资源，并使串行口工作在方式0，以达到扩展I/O口的目的。此时需在串行口上外接移位寄存器，移位寄存器同时又作为驱动电路，驱动LED点阵显示器工作。此时，单片机的P3.0 (RXD)引脚作为数据输出端，接移位寄存器的串行数据输入端，P3.1 (TXD)引脚作为移位脉冲输出端，接移位寄存器的移位脉冲输入端。本设计中的移位寄存器采用74HC595，它是一款漏极开路输出的8位移位寄存器，输出端具有可控的三态输出锁存功能，不仅能实现串行输入并行输出功能，亦能串行输出到下一级级联芯片，其输出电流可达35mA，足以驱动LED发光。和其他具有相同逻辑功能的同类电路相比较，其主要优点是具有数据存储功能，在其内部数据移位的过程中可使输出端数据保持不变，这特别适用于串行通信速度较慢的场合，使LED不致发生闪烁现象。 (3) 显示电路及其与驱动电路的接口设计。在本设计方案中，以16×32 LED点阵显示器为例，将8块8×8 LED点阵显示模块按照上下各四块的方式拼装成16×32点阵显示屏，将同一行上的行线连在一起，引出16根行线;将同一列的列线连在一起，引出32根列线。利用四个74HC595控制LED点阵显示屏的32根列线，两个74HC595控制16根行线，并将它们依次级联起来，只将最前端的74HC595的串行数据输入端与单片机的P3.0 (RXD)引脚相连，将所有74HC595的移位脉冲输入端连在一起，与单片机的P3.1 (TXD)引脚相连，再将所有74HC595的锁存脉冲输入端连在一起，与单片机的P3.2引脚相连。 (4) 注意事项。考虑到串行通信时数据的传输是由低位到高位的顺序依次进行的，而移位寄存器74HC595的数位顺序与此相反(最先传送的最后移位到最高位上)，因此要注意74HC595与LED点阵显示屏的行线和列线相连时要颠倒高低位的顺序，即用74HC595的高位(Q7)接行线(或列线)的低位，其余位依次类推。

5 软件设计

本系统的软件部分采用C51语言编程，按模块化结构设计，主要包括串行通信发送单字节数据函数、LED点阵显示器的逐行动态扫描显示函数和主函数。

显示函数可采用逐行或逐列方式动态扫描，扫描方式不同，字符的取模方式亦不同，应根据扫描方式采用与之对应的取模方式。

6 结语

本设计方案电路结构简单，充分利用单片机的串行通信，节约了I/O口资源，仅占用少量I/O口，为系统功能的进一步扩展预留了足够的空间，稍加改进即可作为一个实用的信息发布平台应用于实际生活和工作中。

摘要：本文以16×32LED点阵显示器为例介绍了一种基于单片机串行通信的点阵显示系统的设计与实现方法。该系统利用单片机的串行通信功能, 外接移位寄存器, 通过级联方式扩大显示屏的尺寸以达到增加显示内容的目的。点阵显示屏可采用逐行 (或逐列) 动态扫描。单片机选用价格低廉、程序写入方便的AT89S52, 使得整个系统维护方便。该系统电路结构简单, 仅占用少量I/O口, 为系统功能的进一步扩展预留了足够的空间, 稍加改进即可作为一个实用的信息发布平台应用于实际生活和工作中。

远程LED显示屏控制系统设计 篇8

1 设计方案

本课题开发的控制系统由上下位机协作完成, 下位机采集温度信息, 采集完后向上位机发送显示信息和控制代码, 下位机由ATmega16单片机来完成;上位机由ATmega16单片机控制系统组成, 上位机接收下位机送来的显示信息, 完成对LED显示屏数据发送扫描控制。当需要对显示屏调整时, 可以通过按键对上位机传送不同的显示数据的方法来实现。

2 电路设计

2.1 显示屏电路设计

显示板是由8块8×8点阵拼成16×32显示屏;行线采用2片74HC138构成4-16译码器, 并用三极管进行扩流;列线采用4片74HC595进行驱动。显示模块第一行固定显示时钟和分钟;第二行左、中位置交替显示日期、实时温度及星期, 右边位置固定显示秒钟, 从而实现远程LED的控制。LED显示屏与单片机ATmega16的连接电路如图1所示。

2.2 无线通信电路

本系统无线收发模块采用Nordic公司推出的无线收发器芯片n RF905。n RF905单片无线收发器工作在433/868/915MHZ的ISM频段, 由一个完全集成的频率调制器一个带解调器的接收器一个功率放大器一个晶体震荡器和一个调节器组成。Shock Burst工作模式的特点是自动产生前导码CRC可以很容易通过SPI接口进行编程配置电流消耗很低, 在发射功率为+10d Bm时发射电流为30m A, 接收电流为12.5m A进入POWERDOWN模式可以很容易实现节电。

2.3 温度采集电路

DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的单总线器件, 具有线路简单, 体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统, 具有线路简单, 单总线通信, 同一总线可挂很多这样的数字温度模块, 十分方便。

2.4 其他电路设计

远程LED控制系统按键设置程序与LED显示程序相配合, 按键可实现LED的字的切换、时间修改等功能。由于其按键数目较多, 因此采用矩阵键盘。本系统只用到五个按键:S1设置时间;S2设置时间时减一个单位;S3设置时间时加一个单位;S4快速确认设置;S6控制温度和日期的来回切换。S7未定义, 按键时无效。

时钟电路采用美国DALLAS公司推出的DS1302时钟芯片, 通过DS1302时钟芯片的设置, LED显示屏界面可现实年月日星期等万年历信息, 给用户提供时间信息标准。

3 软件程序设计

ICCAVR软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一, 它可以进行编写程序, 界面易学易用。本设计的主要功能是使用单片机和各种传感器完成远程LED显示屏的显示。通过ATmega16完成对DS18B20温湿度传感器的控制和数据处理, 通过LED显示屏观看显示数据。总程序流程图如图2所示。

4 结论

本设计是以ATmega16单片机为控制核心, 采用了较为先进的无线传输技术, 可以实现温度的采集和远程的监控, 通过按键也可以实现远程LED显示屏的控制。此系统也含有时钟芯片和SD卡进行实时时间显示和字模的提取, 对远程控制LED显示屏有着重要意思。

参考文献

[1]李文仲, 段朝玉.短距离无线数据通信入门与实践[M].北京:北京航天航空大学出版社, 2006.

[2]马黎.单片机控制的汉字点阵大屏幕显示[J].计算机应用研究, 1999, 13 (3) :11-16.

[3]李爱国.模块化LED电子大屏幕的设计与实现[J].计算机应用研究, 1998, 01 (3) :17-21.

LED显示屏发展综述 篇9

1 LED显示屏

LED显示屏是利用若干个发光二极管构成像素点阵,通过一定的控制方式,用于显示图文或视频等各种信息的显示屏幕。

LED显示屏按使用环境分为室内LED显示屏和室外LED显示屏,室内显示屏美观、亮度适中、点密度较高,观看距离近;而室外显示屏亮度高、防护等级高、防水和抗紫外线能力强,观看距离远。

LED显示屏按照显示颜色分为单基色屏、双基色屏和三基色屏(全彩色屏),其中,单基色屏只由一种红色的LED灯组成,显示文字及简单图案为主;双基色屏由红色和绿色LED灯组成,主要显示标语,公益广告及形象宣传信息;三基色屏由红色、绿色和蓝色LED灯组成,可以显示较为真实的图像。

LED显示屏按照显示功能分为LED图文显示屏和LED视频显示屏,LED图文显示屏可以显示文字、图像等静态信息。LED视频显示屏可以显示视频、动画等各种动态信息。

2 LED显示屏发展历程

LED显示屏在LED产业中发展比较早,技术也比较成熟,其发展大致经历了三个阶段:

(1) LED显示屏的成长形成时期。在八十年代后期到九十年代期间,由于受LED器件材料的限制和显示屏控制技术的发展,国内很少,但国外应用广泛,产品以红、绿双基色为主,产品成本高。

(2) LED显示屏迅速发展时期。在1990-1995年,新的LED材料和LED显示屏控制技术不断推出,出现了蓝色和绿色高亮度发光管,使得全彩色LED显示屏进入市场,这一阶段,LED显示屏行业发展迅速,成为平板显示领域的主流。

(3) LED显示屏发展稳步提高和产业格局调整完善的时期。1995年以来,相继出现中小规模企业,随之而来的就是激烈的市场竞争,产品价格随之下降,应用领域也越来越广泛,人们的目光不再停留在价格上,而是更加关注产品质量、系统的可靠性。

3 LED显示屏的发展趋势

随着信息化技术和半导体技术的发展,LED显示屏向更高亮度、全彩化、更高的可靠性、多媒体方向发展,LED显示屏已成为平板显示的主流产品,在信息显示领域,其优势也是显而易见。

3.1 标准化、规范化

随LED显示屏技术的发展,标准化和规范化是LED显示屏的发展趋势。由于市场竞争的激烈,价格不再是主要竞争因素,产品质量和系统的可靠性越来越受到人们的广泛关注,这就对LED显示屏的标准化和规范化要求更高了。

3.2 高亮度化、全彩化

随着半导体技术的发展,出现了超高亮度的蓝色及绿色LED产品,由于其成本逐年下降,随之也降低了LED全彩色显示屏产品成本,全彩色屏得以迅速推广,全彩色屏得应用在户外成为可能。同时,由于LED显示屏控制技术的不断发展,显示屏体稳定性不断提高,LED全彩色显示屏的图像效果较理想,而且图像彩色更丰富,画面更细腻。

3.3 产品结构多样化

随着信息化社会的发展,大型或超大型LED显示屏为主流产品的局面将会发生改变,小型LED显示屏会有很大的发展空间,面向信息服务领域的LED显示屏产品种类更加丰富,功能更加综合化,如停车场、餐饮、医院、售票厅等许多潜在市场需求和显示屏需求量增加,发展前景一片光明。

4 LED显示屏市场前景

LED显示屏是一种由计算机技术、信息处理技术、电子技术、光学及色度学等高新技术相结合的电子显示器。它具有亮度高、功耗低、性价比高、使用寿命长、性能稳定等特点,超大尺寸、超高亮度的全彩显示屏成为街头、商业广场、公园、高大建筑、购物中心商业广告的重要选择。

LED全彩色显示屏显示内容更生动、更清晰、更丰富,可以满足个性化需求,未来将逐步成为LE3D显示屏的主流产品。目前,LED显示屏技术已经成熟,产品质量日趋完美,价格不断降低,全彩屏正以一种前所未有的速度在普及和推广,具有非常诱人的发展前景。

5 LED显示屏未来发展方向

虽然目前的LED电子显示屏需求已经接近饱和状态,但是随着新的显示屏种类的研发,以及新的市场需求和应用环境的拓展,这对于国内LED显示屏市场明显是一个新的机遇,同时也是一个挑战;另一方面也会加剧一些中小LED显示屏厂家的转型或者淘汰,有实力的LED显示屏厂家能够凭借自己雄厚的资金力量和技术优势迅速发展起来。其实国内LED显示屏市场还处于增长趋势,其应用领域将向3D、智能化、监控市场等高端LED电子显示屏市场方向发展。

6 结语

LED显示屏凭借其独有的优势在很多领域得到广泛的应用,随着信息化技术和半导体技术的发展,使得全彩色LED显示屏在户外应用成为可能,随着全彩色LED显示屏的性价比提升,全彩显示屏拥有无可比拟的市场优势,未来LED显示屏将从传统的市场向智能化、监控市场等方向发展。

参考文献

[1]何健.学校班级LED显示屏控制系统设计[D].南昌大学.2012.12.

[2]万东.大型LED显示屏系统的设计与实现[D].天津大学.2007.12.

[3]关积珍.对LED显示屏发展的回顾与展望.现代显示.2005.7.

两种LED显示方式应用对比 篇10

关键词：LED,显示控制,串行接口

0．系统简要说明

因为工作培训需要，我们开发了某航行操纵模拟训练系统。该系统是一个视景仿真系统，其中艇船驾驶室模拟台需要显示航速、距离、航向、舵角、轮转速等诸多参数，且每个参数皆由4位7段LED显示，结合资源占用、成本和使用的便利性等各方面考虑，我们先后采用了MAX7219和BC7281控制芯片来实现对LED的显示和控制。

1. MAX7219显示方式应用

1.1 MAX7219简介

MAX7219是MAXIM公司生产的8位7段LED串行输入/输出共阴显示驱动芯片，目前针对它的应用介绍较多[1,2]。MAX7219提供了诸多寄存器，允许使用者对译码显示、显示亮度、扫描限制等诸多方面进行控制。

1.2 系统硬件连接

MAX7219与单片机有三根引线连接：DIN、CLK和LOAD。DIN是串行数据输入端，CLK为时钟频率，LOAD用来锁存信号。

单片机以16位数据包的形式将二进制数逐位发送到DIN端，在CLK的每一个上升沿将一位数据移入MAX7219的移位寄存器。在16位数据传送过程中，LOAD一定要维持低电平，当16位数据移入完，LOAD必须在第16个CLK上升沿同时或之后，但在下一个CLK上升沿之前变高，将数据装入内部相应寄存器，否则数据将丢失。在多片MAX7219级联使用时，还需要将上一片的DOUT引脚连接到下一片的DIN, CLK与LOAD引脚公用。

16位数据格式如下：

显示电路连接如下（仅画出主要引脚）：

1.3 程序部分代码

显示部分代码如下：

2. BC7281显示方式应用

2.1 BC7281简介

BC7281是16位LED数码管显示及键盘接口专用芯片，其各位可独立按不同的译码或不译码显示，可独立控制闪烁属性及显示亮度，并可随时改变闪烁频率。BC7281内部包括16个显示寄存器和15个控制寄存器，地址范围从00H-1FH；其中显示寄存器的地址为00H-0FH，而最为常用的控制寄存器是工作模式寄存器，地址12H，其各数据位意义如下[3]：

MOD：移位寄存器模式控制。当MOD=0，适用于一般移位寄存器，如74HC164等；当MOD=1，适用于带有二级锁存的移位寄存器，如74HC595等。

INV：段驱动数据输出极性控制。当INV=0时，各位显示寄存器的数据直接通过移位寄存器输出作为段驱动数据；当INV=1时，显示寄存器的内容经过反相后才从移位寄存器输出。

KMS：键盘工作模式选择。

BMS：闪烁控制模式选择。当BMS=0时，采用一个闪烁开关控制寄存器（10H）控制各显示位的闪烁属性，第8-15个显示位不能单独控制；当BMS=1时，工作于扩展模式，由10H控制0-7位的闪烁属性，由扩展控制寄存器19H控制8-15位的闪烁属性。

ES：节能模式。该位置为1时，有效驱动电流减小为正常状态的一半（显示亮度随之降低）。

KO：显示关闭模式。该位置为1时，显示扫描关闭，但键盘仍保持工作。（显示寄存器内容不被删除，并可以更新）。

RP：寄存器保护模式。当RP=1时，BC7281内部的寄存器不能够直接改写。

SCN：扫描使能控制。当SCN=0时，扫描被禁止，包括显示扫描和键盘扫描；当SCN=1时，扫描被使能。

2.2 系统硬件连接

BC7281在显示时采用高速二线接口与MCU进行通讯，只占用很少的I/O口资源和主机时间，两根线分别为数据线DAT和同步时钟线CLK。DAT：与MCU串行通讯数据端，为双向数据传输口，作为输出时为漏极开路输出，需要外接上拉电阻；CLK：与MCU通讯时钟端，下降沿有效。

接口空闲时，BC7281的DAT引脚处于高阻输入状态，上拉电阻使得DAT线上为高电平。开始传送数据时，MCU必须先与BC7281建立握手信号，MCU先向BC7281发送若干CLK时钟脉冲，同时检测DAT线，而BC7281收到握手脉冲后会在DAT线上输出一低电平，表示准备好接收MCU数据，MCU检测到DAT低电平后，在规定时间内继续发送一个CLK脉冲，提示BC7281将DAT引脚恢复高阻输入状态，使得DAT线恢复成高电平，MCU在检测该高电平后，可以开始发送数据。在每个CLK的下降沿，数据移入存储器。

串行接口数据宽度为8位，两个字节一组构成一条完整指令。指令格式如下:

显示电路连接如下（仅画出主要引脚）：

2.3 程序部分代码

显示部分代码如下：

4．两种显示方式应用对比

系统最早采用的是MAX7219的显示方式。MAX7219在硬件连接上要比BC7281简单很多，但是在使用中偶发不稳定现象，特别是级联多片（>=3) MAX7219使用的情况下，发生死机状况；后来换成BC7281的显示方式，系统整体稳定性大幅提高。而且使用BC7281芯片，系统初始化比MAX7219简单，其多数寄存器可以缺省值设置，占用的I/O资源较少，且成本相对具备优势。

参考文献

[1]张桂臣, 刘晓晨.MAX7219在船舶操舵模拟器中的应用[J].青岛远洋船员学院学报, 2006, (2) :1-4.

[2]高阳, 罗玉峰.数码显示驱动器MAX7219的编程[J].国外电子元器件, 2008, (10) :89-91.

LED显示系统 篇11

虽然我们现在所说的LED显示器，其实还是液晶显示器。真正意义上的LED显示器屏幕应该是LED面板，而且现在LB3面板生产技术还不够成熟。现在我们所认识的LED显示器，屏幕依然是液晶面板，只不过是由LED背光模组替代了传统背光源而已。但这仅仅是背光源的变换，却能充分发挥LED光源的优秀特性，大幅度提升液晶显示器的色域值，使液晶显示器在较低的功耗下实现更高的亮度和色彩饱和度，以及动画表现力。

LED发展历程与趋势

LED即发光二极管，英文全称为Light-Emitting-Diode。这种全固体冷光源技术有三大显著优点都非常适合应用于液晶显示器当中。工作电压低、耗电量少，一般来说LED的工作电压是2-3.6V，工作电流是0.02-0.03A，电能消耗不超过0.1W；二是高亮度，低热量、性能稳定、寿命长一般为10万到1000万小时；三是重量轻，体积小、抗冲击、耐振动性强、成本低。而发光二极管的结构主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。LED的心脏是一个半导体的晶片，它有一个特性是由PN结芯片的材料来决定发光的颜色。因为不同材料的LED会发出不同色彩的光线，并且在各种色彩上都包含足够的能量，所以组合不同的LED可以形成独特的光源，可以用做照明、广告灯饰、大幅面显示屏，这些优秀的性能也成为液晶显示器的一种理想背光源。

早期的红色LED每瓦大约能提供0.1流明(Iumens)的输出光通量，比一般的60至100瓦白炽灯的15流明要低上100倍。全球第一款商用化发光二极管(LED)是在1965年用锗材料做成的，其单价为45美元。随后不久Monsanto和惠普公司也推出了用GaAsP材料制作的商用化LED。1968年，LED的研发取得了突破性进展，利用氮掺杂工艺使GaAsP器件的效率达到了1流明／瓦，并且能够发出红光、橙光和黄色光。在20世纪70年代其间，LED研究开始主攻数字与文字显示，如液晶，等离子体和真空荧光管显示器。20世纪BO年代，AIGaAs开发出新的LED，它能以每瓦10流明的发光效率发出红光。1991年至2001年期间，LED技术重大突破，这些LED能够发出绿光、蓝光或紫罗兰等颜色，光通量提高了近20倍，使显示屏能够显示真彩、全运动的视频图像。

目前，三星电子、三星SDI、LG飞利浦都十分重视主动矩阵AMOLED(Active Matrix／Organic Light Emitting Diode)有机发光二极体面板(AMOLED)的开发。该主动矩阵面板被称为下一代显示技术，它具备三大优势：无需背光灯；色彩饱和度更大；可以达到IPS或者VA面板的180度可视角度。如果AMOLED产品成本能够得到有效控制的话，那么传统的LCD面板技术将受到极大挑战，不过这还有一段很长的路要走。

采用LED背光源的技术优势

LED具有多波长的特性，可依照需求生产出独特的波长，及利用电路设计来完成亮度控制。以LED作为液晶显示器背光源，不仅完全符合绿色环保的时尚，而且能够解决液晶显示器的色域问题，并具备节能和延长液晶显示器使用寿命的优势。在以CCLF冷阴极荧光灯作为背光源的LCD中，其所不能缺少的一个主要元素就是汞，这也就是大家所熟悉的水银，而这种元素无疑是对人体有害的。虽然目前厂商在降低荧光管中的汞含量已经做了很大努力，但是依然不能完全解决无汞所带来新技术问题。而发光二极管不含汞，以LED作为液晶显示器背光源，完全符合绿色环保的时尚。

色域广成为液晶显示器王牌

众所周知，液晶面板本身并不发光，必须透过背光的光线才能够显示画面，其色彩的还原范围主要取决于面板的偏光板、背光灯管、三原色滤光膜、液晶分子粘滞性这四项色彩还原指标。传统的CCFL背光技术，由于存在荧光材质的限制，灯管红光呈现能力偏弱，所搭配的彩色滤光片的混色效果也较差，只能实现NTSC 65—75％的NTSC色彩区域。目前的主流液晶产品，无论是TN类面板还是VA，或者IPS类面板，它们在面板构成都没有根本差别，因此都不能提供优异的色彩效果，最终呈现的画面总是灰蒙蒙的。因此，近年各大显示器厂商都致力于新的背光技术的研发，以提升显示色域，实现逼真的高清晰显示。

目前提升液晶显示色域的方法主要有增加液晶面板的原色数目与改进背光两类技术。增加液晶面板的原色数目的方法，一般通过采用多色彩色滤光片，来增大色域范围。这当中奇美电子在同样使用CCFL作为背光灯源的模组基础下，采用4色以上多色滤光片来作为色彩表现，即分别在原有的R(红色)、G (绿色)和B(蓝色)3色上，增加了追加了Y(黄色)和c(青色)的5色滤光片的面板。这样的设计，虽然能扩大液晶面板色彩表现范围，色域范围可提升到115％／NTSC—109％NTSC，但是却依然不能克服CCFL背光的先天限制。

从目前液晶面板的多种提高影像表现能力的背光技术应用来看，LED背光源是新一代液晶显示器的最佳选择，因此最近两三年世界各大显示器生产商的目光也都集中在“LED”这个焦点上，并纷纷推出了传统显示器不可比拟的LED背光源显示器。例如，三星为专业级用户量身打造的XL30液晶显示器，其色域达到了惊人的123％。

功耗低寿命长

LED显示系统 篇12

LED显示屏是一种由半导体发光二极管构成的显示点阵[1],人们通过控制每个LED的亮灭实现图形或字符的显示。由于LED显示屏亮度高、视角广、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击、性能稳定[2],因而被广泛应用于机场、商场、医院、宾馆、证券市场等公共场所。本文以单片机为控制核心设计和制作了一种汉字显示系统,其成本低廉,内容更新简便。

1 显示原理

1.1 LED点阵显示屏

将多个LED按矩阵方式排列在一起,如图1所示,就构成了一个LED点阵显示屏。其中各个LED的引脚按照一定的规律连接,以最常见的8×8单色LED点阵共阳型显示器为例[3],其内部电路结构和外型规格如图1所示。

16×16单色LED点阵显示屏可由4块8×8单色LED点阵显示器组合而成,即16行16列,16×16=256像素。如果采用共阳型连接方式,即每行的LED阳极连接在一起,每列的LED阴极连接在一起。

1.2 显示原理

对于共阳型LED点阵显示屏,如果采用动态扫描方式,扫描电路就可以实现多行发光二极管的同名列共用一套驱动器。动态扫描,简单说就是逐行轮流点亮[4]。具体以8×8点阵模块为例显示字符“B”的过程如图2所示。即先送出对应于第一行发光二极管亮灭的列数据0FFH并锁存,然后选通第一行,即送行数据80H,延时一段时间后,送行数据00H,第一帧显示结束;再送第二行的列数据87H并锁存,然后选通第二行,即送行数据40H,点亮相同时间后,送行数据00H,相应二极管熄灭,第二帧显示结束;以此类推,第8行显示之后,又重新点亮第一行,周而复始。当这样轮回的速度足够快(每秒24次以上)时,就能看到显示屏上稳定的字符B了。上述列数据即为字符B的字模数据。

1.3 汉字字模的生成

由于要显示内容的不确定性,汉字字模的生成仅靠用户自己构建是不可能的。如果依靠单片机完成字模的创建和显示控制,则由于单片机运算能力有限,是无法实现汉字的选定和实时显示。为此利用PC机和相关软件,预先生成所要显示汉字的字模。

通常可以利用UCDOS的汉字库构造需要显示的字模。在UCDOS汉字库中汉字均以行字模的形式存储,只要确定了汉字在字库中的位置和字模的长度,就可以将需要汉字的行字模读出。汉字在字库中的位置可以通过汉字的机内码根据如下公式加以确定:

式中:m_H代表以16进制表示的汉字机内码的高8位,m_L代表机内码的低8位。字模的长度则是由显示所用的点阵决定的,以常用的16×16点阵字模为例,一个汉字字模需要16×16÷8=32 B。因此从字模的开始依次读取32个字节就可以得到该汉字16×16的字模(行字模)[5,6,7]。

采用PCtoLCD 2002字模软件,可以方便地生成字模数据,如图3所示。将生成的字模数据复制到系统源程序中。

2 系统硬件电路设计

图4给出的是可以显示一个16×16汉字系统的框图。系统由AT89C51最小系统、显示屏、列驱动电路、行驱动电路和控制键构成。AT89C51为主控芯片,显示屏由4块8×8 LED共阴连接组成,其列驱动电路由2片74HC595构成,扩展为具有锁存、串并移位和三态输出的16位移位寄存器,字模数据由此输出;行驱动电路由1片4-16线译码器74HC154构成,从DCBA输入增量数据,将输出逐行扫描信号。K1,K2,K3为显示方式控制键,按键选择可实现LED点阵显示屏卷帘、上移、左移[8]等显示输出。该系统在Proteus软件[9,10]环境下仿真获得良好的显示效果。

3 系统软件设计

3.1 主程序流程图

系统主程序开始以后首先是对系统环境初始化,包括设置串口、定时器、中断和端口。然后进行键盘扫描,如果K1键按下字符卷帘输出,如果K2键按下字符上移输出,如果K3键按下字符左移输出。主程序流程见图5所示。

3.2 显示驱动程序

显示驱动程序查询当前点亮的行号,从显示缓存区内读取下一行的显示数据,并通过串口发送给移位寄存器。为消除在切换行显示数据的时候产生拖尾现象,在中断程序中,驱动程序先要关闭显示屏,等显示数据打入输出锁存器并锁存后,然后再输出新的行选通信号,重新打开显示。显示驱动程序如下:

4 结 语

本设计以AT89C51为系统的控制核心,采用动态扫描的方法实现对16×16 LED点阵显示屏的控制。该系统通过仿真和实物制作,均获得良好的显示效果,证明这种方案是可行的,而且具有体积小、硬件电路结构简单和容易实现等特点。但也存在更换显示内容时,需要对AT89C51进行重新编程的问题,如果增加ISP编程电路,可通过USB下载电缆对单片机程序数据进行及时更新。

摘要：LED点阵显示屏是由多个LED发光二极管封装在一起组成,是一种新兴的显示器件。为了说明LED点阵显示的原理,以单片机为控制核心,设计和制作了一种成本低廉的汉字显示系统,其包括硬件和软件两个部分。该电路通过按键控制可实现任意多个汉字的卷帘、上移和左移等多种显示形式,可广泛应用于机场、商场、医院等公共场所进行文字广告宣传,信息发布等。通过仿真和实物测试,该系统获得良好的显示效果,而且具有体积小、硬件电路结构简单和容易实现等特点。

关键词：MCU,LED,显示屏,系统设计

参考文献

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