LED大屏幕显示系统设计

LED点阵显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。并广泛的应用于公交汽车，码头，商店，学校和银行等公共场合的信息发布和广告宣传。LED显示屏经历了从单色，双色图文显示屏到现在的全彩色视频显示屏的发展过程，自20世纪八十年代开始，LED显示屏的应用领域已经遍布交通、电信、教育、证券、广告宣传等各方面。

LED点阵显示屏可以显示数字或符号，通常用来显示时间、速度、系统状态等。文章给出了一种基于MCS-51单片机的4个8*8点阵LED显示屏的设计方案。包括系统具体的硬件设计方案,软件流程图和部分汇编语言程序等方面。在负载范围内, 只需通过简单的级联就可以对显示屏进行扩展,是一种成本低廉的图文显示方案。

本设计主要以AT89C51单片机为核心，采用串行传输、动态扫描技术，制作一款拥有PC机通信功能的，模块化LED多功能显示屏。

关键词：LED；发光二级管；单片机；显示屏

摘要 (1)

目录 (2)

绪论 (3)

第一章概述 (4)

1.1 选题的背景和意义 (4)

1.2 课题发展现状和前景展望 (4)

1.3 研究思路 (6)

1.4 需要实现的功能 (7)

第二章 LED大屏幕显示系统结构 (8)

第三章基本元器件介绍 (10)

3.1 AT89C51简介 (10)

3.2 LED点阵简介 (15)

3.3 74HC595简介 (17)

第四章系统硬件电路设计 (18)

4.1 主控模块 (18)

4.2 硬件扫描 (19)

4.3 显示部分设计 (19)

第五章系统软件设计 (22)

5.1 PROTEUS仿真软件概述 (22)

5.2 Protues的结构体系图表 (22)

5.3 Protues的主要功能 (22)

5.4 程序流程设计 (23)

总结 (26)

参考文献 (27)

附录A (28)

附录B (29)

LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。在实际应用中的显示屏由于成本和可靠性的因素常采用一种称为动态扫描的显示方法。

LED点阵显示屏的构成型式有多种，其中典型的有两种。一种把所需展示的广告信息烧写固化到EPROM芯片内，能进行固定内容的多幅汉字显示，称为单显示型；另一种在机内设置了字库、程序库，具有程序编制能力，能进行内容可变的多幅汉字显示，称可编程序型。

目前，国内的LED点阵显示屏大部分是单显示型，其显示的内容相对较少，显示花样较单一。一般在产品出厂时，显示内容就已写入显示屏控制系统中的EPROM芯片内，当需要更换显示内容时就非常困难，这样使该类型的显示屏使用范围受到了限制。国内的另一种LED显示屏——可编程序型LED显示屏，虽然增加了显示屏系统的编程能力，显示内容和显示花样都有所增加，但也存在着更换显示内容不便的缺点。随着社会经济的迅速发展，如今的广告牌都存在着显示内容丰富、信息量大、信息更换速度快等特点。因此传统的LED显示屏控制系统已经越来越不能满足现代广告宣传业的需要。而利用PC机通信技术控制LED显示屏，则具有显示内容丰富，信息更换灵活等优点。本设计是基于单片机(AT89C51)讲述了16×16 LED汉字点阵显示的基本原理、硬件组成与设计、程序编译与下载等基本环节和相关技术。

第一章概述

1.1选题的背景和意义

LED电子显示屏是运用光电显示技术、视频技术、多媒体技术、网络技术、计算机技术、自动控制技术，针对室内外各种使用环境而设计，显示各种信息元素的屏幕，使用专用的控制技术，用于显示文字、文本、图形、图像、动画、股票行情及各种多媒体信息以及电视、录像信号。它由LED器件阵列排列组成的显示屏幕，具有高清晰度、色彩鲜艳、视角大、工作稳定、寿命长、功耗低等优点。由于采用单元模块化结构，屏体的大小可按用户要求灵活拼制。

LED显示系统主要有：户内单色信息屏,双基色视频屏,全彩色,真彩色视频屏;户外单色信息屏，双基色、全彩色、真彩色视频屏；各种规格证券行情显示屏；条型显示屏；以及根据客户需要运用于各个行业的各种LED显示系统。

LED显示系统广泛应用于政府、军队、金融、厂矿企业、商业、智能交通、院校、医疗、服务业和体育场馆等。

LED屏幕，作为新的媒体，运动的发光图文，更容易吸引人的注意力，信息量大，随时更新，有着非常好的广告和告示效果。LED屏比霓虹灯更加简单，容易安装和使用，效果变化更多，可以随时更新内容，是很好的户内外发视觉媒体。LED屏幕属于高科技电子产品，价格比较高，以前集中在政府和单位中使用。技术不断进步，价格不断降低，组装和维护更加简单。小型的LED条屏，因为价格便宜，安装和使用简单，慢慢被大众接受，逐步走进大小店铺，应用更加大众化，普及化。

1.2课题发展现状和前景展望

1.2.1 发展现状

LED显示屏是20世纪90年代出现的新型平板显示器件，由于其亮度高、画面清晰、色彩鲜艳，使它在公众多媒体显示领域一枝独秀，因此市场空间巨大。

国产LED显示屏技术差距在哪，随着LED显示屏市场的不断扩大，目前国内全彩色市场逐步被划分为三个档次。第一档为巴可、松下等国际知名企业生产

的高档产品；第二档为国内大型企业研制的采用日亚高品质LED生产的产品；第三档为采用我国生产的LED制作的显示屏。这三种档次的LED显示屏在价格和功能上也存在着较大区别。

在技术上，LED显示屏的发展要紧跟世界一流企业的品质特点，目前国产的高品质LED显示屏与国外顶尖产品在图像处理技术、前端视频处理技术等方面差别不大，主要差距在于以下两个方面：

1>单点颜色确认

“单点颜色确认”技术能够确保逼真的色彩显示，可持续长达数年之久不变。

目前国内的产品只能做到单元模块和单元箱体的调节，不能做到真正的单点调节，因此在色彩和亮度一致性上有差别，特别是在经过维修更换了显示单元后，由于 LED的参数可能发生了变化，显示效果很难跟原屏保持一致，而这项工作在国外是由专用的大型设备完成的，而国内没有这类因产品特性而开发的设备，也希望社会相关行业和设备制造企业能够给予关注。

2>结构工艺

目前国内产品的箱体外壳基本上都是采用单件钣金加工，加工工艺差，精度不高，外观不美观，防水性也不十分好，特别是在室外恶劣环境下，易造成系统不稳定。

1.2.2 展望LED的发展

首先，全彩色显示屏将成为LED显示屏行业新的增长点，蕴含着极大的市场。

随着LED器件材料性能的不断提高，全彩色显示屏的成本下降，应用增加。到2003年底，全国范围内的全彩色LED显示屏达到600多块。就全彩色显示屏的综合水平来说，国内的全彩色LED显示屏除了价格和本地化服务的优势外，在技术深度、生产工艺等方面与国外产品的差距正在逐步缩小。

其次，半导体照明的发展，也将为LED显示屏产业的总体提升形成新的发展机遇。在LED显示屏大范围应用的同时，LED作为新型照明光源材料的发展近年也取得了突破性发展。

1.3 研究思路

LED显示屏系统采用发光二极管LED阵列作发光体，显示屏阵列的基本元件是LED 点阵模块，根实际需要拼装互连就组成了整个显示屏。对于大幕显示屏采用静态显示占用端口多、译码电路复、硬件成本高、功耗大。因此，当显示位数较多，采用动态显示可以解决这些问题。所谓动态显示，就是利用视觉暂留效应，使显屏显示的内容在一定周期内刷新一次，实际中只使显示屏每个发光管在1 秒时间内亮24 次，其余间熄灭，视觉上不会感觉到显示屏的闪烁而且显屏的功耗会大幅度下降，寿命也会延长。通过调

导通的时间与电流，可实现高亮度稳定的显示。

1. LED单元电路及整个显示屏的设计方案与扩展LED 外围电路。通过单片机串行口TXD 端输出的移位脉冲将RXD 端输出的数据逐位移入移位寄存器，在整个数据移完后，控制电路产生一个锁存信号将此数据锁存供显示。此时相应的扫描控制信号轮流通过对应的驱动管使相应行的LED管被点亮。

标准LED 单个模块是由8 ×8 与阵列构成的电路。行线为逻辑0，列线为逻辑1时，对应的行列坐标下的LED 管被点亮。为了能够清晰显示图像或汉字，在组成显示屏时，采用4个模块为一个单元，组成8 ×4 显示单元。每个模块由LED 显示模块、数据移位寄存器、扫描驱动电路组成。

2 硬件电路

基于这种设计思想设计具有32个16x16点阵汉字显示功能的单片机硬件系统包括电脑主控电路、行驱动电路、列驱动电路。

3 软件系统

在本设计中，软件的设计包括了单片机部分和PC控制台部分。

单片机部分主要包括有接收和显示两个部分。编写程序的语言为单片机汇编。

PC控制台部分主要包括有字模的编码计算、界面设计和信息发送。

1.4 需要实现的功能

显示预先想要显示的内容，在本设计中要求显示“电气与电子工程系欢迎您”“自信自立，善学善用”15个文字，显示方式：逐屏显示。

本系统设计思路是：利用单片机对整个系统进行总体控制，进行显示所要显示的字符。显示方式：逐屏显示。其中显示字模数据由单片机输入显存，点阵的点亮过程有程序控制，由驱动电路完成，点阵采用单色显示，该显示器电路的特点是：点阵的动态显示过程占用时间比较短，亮度比较高。而且还有启动，停止，复位键，有电源指示灯。

本系统的设计的总体思想，是由主机发出控制信号。送往驱动电路，形

成行信号，列信号，从而点亮整个大屏幕。根据以上特性决定采用ATMEL公

司的高密度存储器技术。片内的FLASH存储器允许在线改写程序或用常规的

存储器、编程器AT89C51来编写。

第二章 LED大屏幕显示系统结构

图2.1 系统电路框图

如图2.1 所示，本产品拟采用以AT89C51单片机为核心芯片的电路来实现，主要由AT89C51芯片、电源、行驱动器、列驱动器、8*8 LED点阵5部分组成。

从理论上说，不论显示图形还是文字，只要控制与组成这些图形或文字的各个点所在的位置相对应的LED器件发光，就可以得到我们想要的显示结果，这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式。8*8的点阵共有64个发光二极管，显然单片机没有这么多的端口，如果我采用锁存器来扩展端口，按8位的锁存器来计算，8*8的点阵需要256/8=32个锁存器。这个数字很庞大，因为我们仅仅是8*8的点阵，在实际应用中的显示屏往往要大得多，这样在锁存器上花的成本将是一个很庞大的数字。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另外一种称为动态扫描的显示方法。

动态扫描的意思简单地说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行（比如8行）的同名列共用一套驱动器。具体就8*8点阵来说，把所有同1行的发光管的阳极连在一起，把所有同1列的发光管的阴极连在一起（共阳极的接法），先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第1行使其燃亮一定时间，然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第2行使其燃亮相同的时间，然后熄灭；以此类推，第8行之后，又重新燃亮第1行，反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每秒24次以上），由于人眼的视觉暂留现象，就能够

看到显示屏上稳定的图形了。

采用扫描方式进行显示时，每一行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个驱动器。显示数据通常存储在单片机的存储器中，按8位一个字节的形式顺序排放。显示时要把一行中各列的数据都传送到相应的列驱动器上去，这就存在一个显示数据传输的问题。从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用并列方式或串行方式。显然，采用并行方式时，从控制电路到列驱动器的线路数量大，相应的硬件数目多。当列数很多时，并列传输的方案是不可取的。

第三章基本元器件介绍

3.1 AT89C51简介

AT89C5l是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能的CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元，功能强大AT89CSl单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

3.1.1 AT89C51 的主要性能

AT89C2051是ATMEL公司生产的带2K字节闪速可编程可擦除只读存储器(EEPROM)的8位单片机,它具有如下主要特性，如图3.1所示：

（1）和MCS-51产品的兼容

（2）2K字节可重编程闪速存储器

（3）耐久性：1,000写／擦除周期

（4）2.7V～6V的操作范围

（5）全静态

图3.1 AT89C2051的结构框图

操作：0Hz～24MHz

·两级加密程序存储器

·128×8位内部RAM

·15根可编程I/O引线

·两个16位定时器/计数器

·六个中断源

·可编程串行UART通道

·直接LED驱动输出

·片内模拟比较器

·低功耗空载和掉电方式

·和MCS-51产品的兼容

·2K字节可重编程闪速存储器

·耐久性：1,000写／擦除周期

·2.7V～6V的操作范围

·全静态操作：0Hz～24MHz

·两级加密程序存储器

·128×8位内部RAM

·15根可编程I/O引线

·两个16位定时器/计数器

·六个中断源

·可编程串行UART通道

·直接LED驱动输出

·片内模拟比较器

·低功耗空载和掉电方式

·和MCS-51产品的兼容

·2K字节可重编程闪速存储器

·耐久性：1,000写／擦除周期

·2.7V～6V的操作范围

·全静态操作：0Hz～24MHz

·两级加密程序存储器

·128×8位内部RAM

·15根可编程I/O引线

·两个16位定时器/计数器

·六个中断源

·可编程串行UART通道

·直接LED驱动输出

·片内模拟比较器

·低功耗空载和掉电方式。

3.1.2 AT89C2051的结构框图

AT89C2051是一带有2K字节闪速可编程可擦除只读存储体(EEPROM)的低电压,高性能8位CMOS微型计算机。如图3.2所示。它采用ATMEL的高密非易失存储技术制造并和工业标准MCS—51指令集和引脚结构兼容。通过在单块芯片上组合通用的CPL1和闪速存储器,ATMEL AT89C2051是一强劲的微型计算机,它对许多嵌入式控制应用提供一高度灵活和成本低的解决办法。

图3.2 AT89C2051内部结构图

此外,从AT89C2051内部结构图也可看出,其内部结构与8051内部结构基本一致（除模拟比较器外）,引脚RST、XTAL1、XTAL2的特性和外部连接电路也完全与51系列单片机相应引脚一致,但P1口、P3口有其独特之处。

3.1.3 AT89C2051的引脚说明

AT89C2051是一个有20个引脚的芯片,与8051内部结构进行对比可发现,AT89C2051减少了两个对外端口（即P0、P2口）,使它最大可能地减少了对外引脚,因而芯片尺寸有所减少。如表3.1所示：

AT89C2051芯片的主要引脚功能为：

1. Vcc：电源电压。

2. GND：地。

3. P1口：P1口是一8位双向I/O口。口引脚P1.2～P1.7提供内部上拉电阻。 P1.0和P1.1要求外部上拉电阻。P1.0和P1.1还分别作为片内精密模拟比较器的同相输入(AIN0)和反相输入（AIN1)。P1口输出缓冲器可吸收20mA电流并能直接驱动LED显示。当P1口引脚写入“1”时,其可用作输入端。当引脚P1.2～P1.7用作输入并被外部拉低时,它们将因内部的上拉电阻而流出电流(IIL)。 P1口还在闪速编程和程序校验期间接收代码数据。

4. P3口：P3口的P3.0～P3.5、P3.7是带有内部上拉电阻的七个双向I/0引脚。P3.6用于固定输入片内比较器的输出信号并且它作为一通用I/O引脚而不可访问。P3口缓冲器可吸收20mA电流。当P3口引脚写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并可用作输入端。用作输入时,被外部拉低的P3口引脚将用上拉电阻而流出电流(IIL)。P3口还用于实现AT89C2051的各种功能,如下表10-1所示。P3口还接收一些用于闪速存储器编程和程序校验的控制信号。

5. RST：复位输入。RST一旦变成高电平,所有的I/O引脚就复位到“1”。当振荡器正在运行时,持续给出RST引脚两个机器周期的高电平便可完成复位。每一个机器周期需12个振荡器或时钟周期。

6. XTAL1：作为振荡器反相放大器的输入和内部时钟发生器的输入。

7. XTAL2：作为振荡器反相放大器的输出。

表3.1 P3口的功能

从上述引脚说明可看出，AT89C2051没有提供外部扩展存储器与

I/O设备所

需的地址、数据、控制信号,因此利用AT89C2051构成的单片机应用系统不能在AT89C2051之外扩展存储器或I/O设备，也即AT89C2051本身即构成了最小单片机系统。

3.1.4 复位电路

时钟电路工作后，在REST管脚上加两个机器周期的高电平，芯片内部开始进行初始复位，如图3.3所示：

图3.3复位电路图

3.1.5 振荡电路

本设计晶振选择频率为12MHz ，电容选择30pF 如图3.4所示。经计算得单片机工作胡机器周期为：

12×（1÷12M ）=1us 。

3.2 LED 点阵简介

显示屏是由发光二极管行列组成的LED 点阵模块组成显示屏体。 1.1.1 LED 简介

LED 是发光二极管英文Light Emitting Diode 的缩写格式，LED 器件种类繁多，早期的LED 产品是单个发光管，随着数字化设备的出现，LED 数码管和字符管得到了广泛的应用，LED 点阵等显示器件的出现，适应了信息化社会发展的需要，成为了大众传媒的重要工具。

LED 发光灯按类型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；按发光强度可分为普通亮度发光灯、高亮度发光灯、超高亮度发光灯等；

LED 发光灯结构如图3.5所示，它由芯片3、阳极引脚1、阴极引脚2和环氧树脂封装外壳四部分组成。它核心部分是具有复合发光功能的PN 结，即芯片3。环氧树脂封装外壳具有保护芯片的作用，还有透光聚光的能力，以增强显示效果。

图3.4振荡电路图

图3.5

1.1.2 LED点阵

随着LED应用领域的扩大，要求生产更为直接和方便的LED显示器件。因而出现了数码管、字符管、电平管、LED点阵等多种LED显示器。不管显示器的结构怎么变，它的核心部件仍然是发光半导体芯片。

例如一个8*8的点阵是由64个发光二极管按一个规律组成的

图 3.6

如图3.6所示的发光二极管，行接低电平，列接高电平，发光二极管导通发光。

1.1.3 显示原理

人眼的亮度感觉不会因光源的消失而立即消失，要有一个延迟时间，这就是视觉的惰性。视觉惰性可以理解为光线对人眼视觉的作用、传输、处理等过程都需要时间，因而使视觉具有一定的低通性。实验表明，当外界光源突然消失时，人眼的亮度感觉是按指数规律逐渐减小的。这样当一个光源反复通断，在通断频率较低时，人眼可以发现亮度的变化；而通断频率增高时，视觉就逐渐不能发现相应的亮度变化了。不致于引起闪烁感觉的最低反复通断频率称为临界闪烁频率。通过实验证明临界闪烁频率大约为24Hz。因此采用每秒24幅画面的电影，在人看起来就是连续活动的图象了。同样的原理，日光灯每秒通断50次，而人看起来却是一直亮的。由于视觉具有惰性，人们在观察高于临界闪烁频率的反复通断的光线时，所得到的主观亮度感受实际上是客观亮度的平均值。

视觉惰性可以说是LED显示屏得以广泛应用的生理基础。首先，在LED显示屏中可以利用视觉惰性，改善驱动电路的设计，形成了目前广为采用的扫描驱动方式。扫描驱动方式的优点在于LED显示屏不必对每个发光灯提供单独的驱动电路，而是若干个发光灯为一组共用一个驱动电路，通过扫描的方法，使各组发光灯依次点燃，只要扫描频率高于临界闪烁频率，人眼看起来各组灯都在发光。由于LED显示屏所使用的发光灯数量很大，一般在几千只到几十万只的范围，所以节约驱动电路的效益是十分可观的。

3.3 74HC595简介

74HC595是一个串入并出的芯片，通过一个for(i=0;i<8;i++)来存储数据。具体来说就是第一个时钟信号来到时低位的数据向高位挪动一位，在这个程序中是SH_CK 信号，当SH_CLK 是一个上跳沿时，传入的形参dat与0x80相与，得到的数为1,则通过SDATA置1,否通过置为0。并存储在SDATA的相应位置（最低位）上，DS内部也自动左移一位数据，然后dat向左移一位，使次高位变为最高位与0x80相与，并存储。通过8次后，就可以得到数据，并存储在SDTTA 中了，这时ST_CK一个上跳沿，数据即送出去了。如图3.7所示：

//串行数据输入

void Ser_IN(unsigned char Data)

{unsigned char i;

for(i = 0; i < 8; i++)

{SH_CK = 0; //先置为低

SD = Data & 0x80; //取数据的最高位

Data <<= 1; //将数据的次高位移到最高位，为下一次取数据做准备

SH_CK = 1; //再置为高，产生移位时钟上升沿，上升沿时数据寄存器的

数据移位

}

}

//并行数据输出

void Par_OUT(void)

{ST_CK = 0; //先置为低

ST_CK = 1; //再置为高，产生移位时钟上升沿，

上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存

器，更新显示数据。

}

图3.7

第四章系统硬件电路设计

4.1 主控模块

本设计主控单元是以AT89C51单片机为核心芯片，控制所要显示的内容存储数据，外加单片机最小系统单元。

AT89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有4K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89C51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。如图4.1所示：

图4.1系统主控单元

4.2 硬件扫描

为了使点阵的显示流畅，显示清晰的汉字，需在外围电路部分加扫描电路，以实现所要的效果，扫描电路用74HC154芯片，如图4.2所示：

图4.2

74HC154是一种高速CMOS器件，74HC154引脚兼容低功耗肖特基TTL(LSTTL)系列。

74HC154译码器可接受4位高有效二进制地址输入，并提供16个互斥的低有效输出。74HC154的两个输入使能门电路可用于译码器选道，以消除输出端上的通道译码“假信号”，也可用于译码器扩展。该使能门电路包含两个“逻辑与”输入，必须置为低以便使能输出端。任选一个使能输入端作为数据输入，74HC154可充当一个1-16的多路分配器。当其余的使能输入端置低时，地址输出将会跟随应用的状态。

4.3 显示部分设计

本设计的显示部分是有四块8*8的LED点着构成的，通过单片机的控制，经驱动电路驱动，软件和硬件的结合，从而实现汉字的滚动显示，达到设计目的每个8*8点阵模块是由64个发光二级管组成，且每个发光二极管是放置在各行各列的交叉点上。当对应的某一列置低电平，而另一列置高电平，则在该行和该列交叉点的二极管就会亮，LED点阵屏就是由若干个点阵模块组成的，它通

过一定的控制方式，就可以显示文本、文字、图形、图像、动画等各种信息，以及电视、录像等各种信号。LED点阵显示屏的技术已相当成熟。本系统中的LED 点阵显示屏幕是有4块8*8的单色点阵模块级联成为16*16的点阵显示模块。

4.4.1 显示屏的原理图及结构

图4.3行扫描部分

图4.4 列扫描部分

LED电子显示系统设计方案

LED电子显示系统 设 计 方 案

第一章视频显示系统

●特殊选材：黑色铝合金 LED条屏配件：LED条屏，配套软件光盘，3M 数据线，电源适配器。 ●显示效果：LED条屏文字16种进入显示模式：立即显示，向左移动，向上移动，向下移动，向左展开，向右展开，左右闭合，左右展开，向上展开，向下展开，上下闭合，上下展开，上下错进，上下错展，左右扯开，左右移入。 LED条屏文字12种退出模式：立即清除，向左移出，向上移出，向下移出，向左清除，向右清除，左右闭合，左右清除，向上清除，向下清除，上下闭合，上下清除。 LED 条屏支持闪烁和流动边框特效 ●显示范围广：采用当今发展最快且广为流行的多媒体技术，利用视频卡、声霸卡等多媒体软件环境以及图文动画创作系统， ●画面稳定：显示屏扫描频率≥120帧/秒，可以对CRT动态视频内容进行实时显示。显示屏画面无闪烁、拖尾现象。 ●亮度自动调节：亮度传感器→计算机→接收板/开关电源，使系统资源更好地用于灰度和非线性校正。 ●显示内容控制方便：采用与计算机同步显示方式，全面兼容WINDOWS操作平台，用户操作采用菜单和填充方式，操作简单明了，提供先进的动画制作软件及影像操作平台，增强了系统的可使用性。 ●计算机网络技术：采用计算机网络技术，各计算机组成局域网，系统留有NE2000网络接口，网络平台为Windows，各工作站间的信息共享。 ●数据传输速度快、控制可靠：采用实时控制技术，显示图像与计算

机CRT的自动同步，有效地克服了国内显示屏常出现的不连续的、闪烁现象以及画面晃眼、眩目等问题。采用特制的控制箱技术，实现100米以上的长距离通讯。系统控制器与显示屏之间的并行信号传输线可达100M，有较强的抗干扰能力。 ●恒流驱动：采用恒流源驱动，延长发光管寿命。 ●开关电源：采用本公司采用国内一线厂商诚联的开关电源。 1)开关电源IC全部采用工业级。 2)开关电源的输出由计算机控制(32级有级调整)。 ●线路板及布线：采用了超大规模高集成数字化逻辑电路布线更科学合理、维护方便、操作简单，体现了高科技智慧的结晶。 ●模块化设计：所有部件实现单元化、模组化、标准化，可互换。生产、调试、安装维修方便。 ●独特的前修技术：单元板采用了本公司独特的前修式结构，同时确保密封性能，真正实现了屏幕完全前修，从而大大降低了大屏幕在维护保养中的复杂性。

led显示屏整体规划方案(改)Word版

LED 电子显示系统 设 计 方 案

一、视频显示系统 LED显示屏简介 ●室外全彩色显示屏系统，由专门设计的单元显示模板拼装而成，使用模块化结构，结构紧 凑，安装、维护方便。 ●全彩单色显示屏每个像元内装有一红一绿一兰LED灯，可显示颜色为全彩。 ●屏幕的发光亮度与对比度达到≥800 CD/㎡，适合于室内环境使用。 ●屏幕的控制采用微型计算机(PC)，通过信号电缆向屏幕传递信号。并能实现网络控制。 ●整个系统全部采用进口名厂元器件，品质得以保证 ●模块化设计，结构紧凑，安装、维护方便 ●采用静态电流驱动，显示屏亮度高，效果稳定、清晰无闪烁 ●所有可在计算机监视器上显示的图形、文字均可在显示屏上显示出来，软件兼容性强 ●采用了非线性色差校正技术，显示效果佳，分辨率高、图文清晰，动画效果流畅，无马赛 克现象 ●显示方式有瞬间、展开、项次等十多种方式。 ●显示内容停留时间可在0-255秒之间任意调节。 ●可自动循环显示用户所要显示的不同内容。 1、控制方式：品牌电脑同步显示 2、视频处理：国内一线品牌视频处理器，具有完备的视频输入接口，包括≥2 路 CVBS， ≥2 路 VGA，≥1 路 DVI，≥1 路 HDMI，≥1 路 YPbPr， 1 路选配 SDI。部分接口支持的输入分辨率≥ 1080p@60Hz；可根据显示屏分辨率对输入图像进行逐点缩放。支持对一个旋钮和一个按钮进行操作即可完成系统配置，所有操作几步即可完成。 3、LED单元板：采用强力巨彩室内P2.5LED单元板，单元板尺寸(长*宽*厚) 320*160*13mm; 结构特点灯驱合一，像数点间距 2.5mm。

基于单片机的LED显示系统设计

-14- 引言 随着社会的发展，LED显示户外广告是 目前一种重要的广告形式。LED显示具有功耗 低、寿命长、清晰度高的特点，随着广告内容 的多样化，对LED显示的要求也越来越高。数 码管显示是LED显示的最基本功能，但是其只 能通过各个段位来实现10位数字和少量字母的 显示，一般适用于纯数字显示领域。LED显示 屏是由多个发光二极管组成显示屏幕，通过控 制二极管的亮灭来对内容进行显示，能够实现 对图形、文字、视频等多种信息的显示。 一、单片机的选择 单片机又被称作单片微控制器，它是系统 控制和设计的核心。单片机的选择非常重要， 选择合适的单片机不仅能够提高所设计系统的 性能、简化外围电路和程序的设计，而且能 够降低设计的成本，使所设计的系统更具有实 际意义。本文采用功耗低、I/O口资源丰富、 价格便宜的AVR系列单片机中的ATmega16作为 显示系统控制的核心。针对LED显示系统的特 点，本文选择ATmega16单片机的原因主要有： (1)性能高，功耗低。ATmega16的高速数 据吞吐率很好的解决了功耗和处理速度之间的 矛盾，对于太阳能光伏系统来说，因为产生的 电能非常宝贵，因此功耗小的控制器能为系统 节省更多的能源。 (2)I/O口资源丰富，且功能多样。ATmega16 具有三十二个I/O口，在这些I/O口中，PA口具 有10位精度的ADC，可对单端输入电压进行采 集。本系统需要对多路模拟信号进行采集，利 用ATmega16可以方便的进行数据采集，不必再 进行另外的电路设计，简化了电路。 (3)能够通过对相关定时器的简便的设置 实现PWM波信号的产生和调节。ATmega16有两 个8位和一个16位的定时计数器，可以通过简 单的指令产生频率、相位和占空比可调的PWM 信号，且具有多种PWM信号模式，能够满足不 同的需求。 (4)与Protues硬件仿真软件具有很好的 兼容性。通过Code Vision AVR编译的应用在 Protues中的程序，能够通过编译器直接下载 的单片机中使用，方便了系统的调试。 图1 8×8点阵显示屏内部结构图 二、LED显示原理 LED数码管和点阵显示屏显示的基本原理 都是通过控制发光二极管的亮灭，来形成不同 的字形或者图案。对于点阵显示屏来说，因为 其彩色显示的需要，有时候需要对发光二极管 的颜色进行控制。点阵显示屏的发光二极管数 基于单片机的LED显示系统设计 中山市技师学院 李 威 【摘要】LED显示作为一种重要的数字化显示方式，从起初的纯数字显示功能发展到目前的图像、视频等多种媒体显示功能，给人们带来了完美的视觉享受。本文在对单片机选型的基础上，阐述了LED显示的原理，并且针对LED点阵显示屏，设计了以ATmega16单片机为核心的LED显示控制系统。该系统主要的优点是功耗小、成本低且工作速率快，非常适合室外多媒体和产业化的要求。 【关键词】LED显示；ATmega16；单片机 量较多，因此显示原理也比较复杂，如图1所 示是共阳极LED显示屏的内部结构图。点阵显 示屏一般具有多个LED发光二极管，不能直接 通过单片机的I/O口来控制其亮灭，一般都采 用动态扫描的方法，对点阵进行逐行或者逐列 的控制。对于共阳型的点阵来说，根据要显示 的字形，设置每一行和每一列的数据，从第一 行第一列开始，先对应第一行二极管的亮灭送 出列数据并锁存，然后选通第一行，送行数 据，延迟一段时间后送行数据00H;然后选通第 二行，采取相同的方法来控制二极管亮灭，直 至8行扫描结束，然后重复扫描。因为扫描的 速度非常快，由于人眼的余辉效应，就可以再 显示屏上看到稳定显示的字形。 三、系统硬件电路设计 本系统采用ATmega16单片机作为显示控 制的核心，采用8×8点阵单色点阵显示屏来进 行显示，同时系统还包括行驱动器、列驱动器 以及相关电源电路。系统的整体框图如图2所 图2 系统整体设计框图 图3 晶振电路图 1.ATmega16单片机最小系统设计 单独的一个单片机是不能发挥其控制作用 的，只有通过相关辅助电路的设计，使其构成 一个最小系统，才能发挥其强大的微控制器功 能。 (1)晶振电路的设计 ATmega16单片机内部具有RC振荡电路，可 实现四种振荡频率。但是内置振荡电路产生的 振荡信号不是很准确，因此在某些对振荡频率 要求比较高的情况下，例如定时器准确定时等 情况，一般都采用外部振荡电路为单片机提供 振荡频率。一般在外部晶振电路设计中，都要 求接22pF左右的电容。其电路图如图3所示。 (2)复位电路设计 对于ATmega16单片机来说，其内部已经设 置了上电复位，通过对相应熔丝位的控制，可 以实现对复位时间长短的控制，因此单片机外 部的复位电路设计就简化了许多，具体做法是 在外部接一个上拉电阻R 到VCC，本文选择10K 的上拉电阻。 本文设计的复位电路图如图4，在设计的 过程中，为了增加电路的可靠性，一般会增加 一个滤波电容来实现消除杂波和干扰的功能， 本文采用增加一个0.1uF的电容。电路中的二 极管D3(1N4148)的主要有两个主要功能：功能 一是当系统突然断电后，将上拉电阻短路，同 时使滤波电容C 实现快速放电，当系统再次通 电时，保证复位的有效性；功能二是系统在复 位时将其输入电压限制在VCC±0.5V之间。本 课题采用按键方式进行复位，当单片机正常工 作时，按下复位开关，由于电路的设计复位脚 输入相应的低电平信号，对系统进行复位。 图4 最小系统复位电路设计 (3)电源电路设计 AVR单片机最常用的是5V与3.3V两种电 压。本线路以开关切换两种电压，并且以双 色二极管指示(5V时为绿灯，3.3V时为红灯)。 二极管D1防止用户插错电源极性。D2可以允许 用户将电压倒灌入此电路内，不会损坏1117－ ADJ，系统电源电路如图5所示。 图5 电源电路设计图 1117-ADJ的特性为1脚会有50uA的电流输 出，1-2脚会有1.25V电压。利用这个特点，可 以计算出要求得出输出电压： 当SW开关打向左边时，R6上的电流为 1.25/0.33=3.78ma。R8上的电流为1117-ADJ1脚 电流加上R6上的电流，即0.05+3.78=3.83ma。 可以计算得R8上的电压为3.84V。于是得出 VCC=1.25+3.83=5.08V。误差在2%以内。 当SW开关打向右边时，R6上的电流为 1.25/0.62= 2.02ma。R8上的电流为1117-ADJ1脚 电流加上R6上的电流，即0.05+2.02=2.07ma。 可以计算得R8上的电压为2.07V。于是得出 VCC=1.25+2.07=3.32V。误差在1%以内。

LED广告牌系统设计

课程设计 嵌入式系统 课程设计报告 题目：基于ARM的LED 广告牌系统设计 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 电子与信息工程学院 信息与通信工程系

摘要 随着信息时代高新技术的飞速发展，人们对及时获取并显示各类信息的愿望日益强烈，由此带动了信息传媒的飞速发展，发光二极管(LED)显示屏就是信息显示的重要传媒之一． 目前各种大屏幕LED显示屏的控制常采用8位或16位的微处理器，但由于这些微处理器系统的运行速度、寻址能力和功耗等问题，已难满足显示区域较大、显示内容切换频繁的相对较复杂的应用场合．本课题针对目前大屏幕LED显示系统存在的问题，结合当今先进的微控制器产品、控制技术和通信技术，采用基于ARM核的新一代32位嵌入式RISC 微处理器组成前级驱动电路，PC机用于后级管理和控制，方便地组成由多块大屏幕LED 显示器构成的显示系统．与传统的基于8位或16位普通单片机的LED显示系统相比较，该系统在不显著增加系统成本的情况下，可支持更大可视区域的稳定显示，同时可存储更多的显示内容． 关键词：32位ARM微处理器；LED显示系统

基于ARM的LED广告牌系统设计 目录 摘要 (1) 目录 (3) 1 系统功能分析 (4) 1.1 LED电子显示屏 (4) 1.2 整体思路 (4) 1.3原理介绍 (5) 2系统硬件设计 (5) 2.1 电源模块的设计 (5) 2.2 ARM控制模块的设计 (6) 2.3 串口通信模块的设计 (7) 2.4LED显示模块 (7) 2.5 模块功能 (8) 3 系统工作流程及控制方式分析 (9) 3.1 系统工作流程 (9) 3.2 传输方式 (9) 3.3 软件控制系统字模提取的分析与设计 (10) 3.4 系统综述 (10) 4 总结 (11) 参考文献 (12)

LED显示屏系统原理

LED显示屏系统原理 LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。由于它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点，自20世 纪80年代后期开始，随着LED制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的应用。在我国改革开放之后，特别是进入90年代国民经济高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈，LED显示屏的出现正好适应了这一市场形势，因而在LED显示屏的设计制造技术与应用水 平上都得到了迅速的提高。 LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏，到图象显示屏，一直到今天的全彩色视频显示屏的发展过程。无论在期间的性能（提高亮度LED显示器及蓝色发光灯等）和系统 的组成（计算机化的全动态显示系统）等方面都取得了长足的进步。目前已经达到的超高亮 度全彩色视频显示的水平，可以说能够满足各种应用条件的要求。其应用领域已经遍及交通、 证券、电信、广告、宣传等各个方面。我国LED显示屏的发展可以说基本上与世界水平同 步，至今已经形成了一个具有相当发展潜力的产业。应该指出的是，我国LED产业不但在 应用技术上取得了巨大的成功，而且在创新能力上有出色的表现，例如北京中庆数据设备公 司研制的ZQL9701超大规模芯片，就代表了当前LED显示屏控制电路的国际水平。 与国内LED显示屏产业的迅速发展相比，目前关于LED显示屏的图书资料显得太少， 不便于设计制造人员及运用维护人员的工作，由此萌发了编写一本LED显示屏技术用书的 想法，适逢电子科技大学出版社之邀，斗胆动笔草就本书。书中分别就LED显示屏的概况、 LED显示器件、图文显示屏、图象显示屏、视频显示屏等有关技术问题进行了叙述，以期使从事各类LED显示屏工作的读者能够从本书中得到一些有用的材料。 由于LED显示屏是多种综合应用的产品，涉及光电子学、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路及方法还要花较大篇幅进行介绍，容易冲淡主题。 反过来采用集成电路和单片机等简单普及的刻与LED显述硬件又有软件。上述各个领域都 自成体系，在本书中无法尽述，只能以显示意直接有关的部分，而不追求各相关技术自 身的完成性；二、尽量采用简单普及的方案进不方案，可以追求相关技术的先进性。例如在一些控制电路中，能用常规集成电路实现，而又面，既示避免各个相关技术从头说起”的麻 烦，从而达到精简内容突出重点的目的。而不行描屏有进行讨论。书中在处理相关领域技术 方面采取了以下两条对策：一、侧重叙述屏为主线，介绍相关技术在LED显示屏中的应用， 不采器件的方案。 LED电子显示屏控制原理 （一）系统组成本系统由计算机专用设备、显示屏幕、视频输入端口和系统软件等组成。 ?计算机及专用设备：计算机及专用设备直接决定了系统的功能，可根据用户对系统的不同要求选择不同的类型。 ?显示屏幕：显示屏的控制电路接收来自计算机的显示信号，驱动LED发光产生画面， 并通过增加功放、音箱输出声音。 ?视频输入端口：提供视频输入端口，信号源可以是录像机、影碟机、摄像机等，支

LED电子显示屏系统设计方案

甘肃高速公路LED屏同步控制系统 设计方案 文件总目录 1、现状 2、系统实现目标 3、系统功能说明 4、系统构成 5、结构设计 6、系统软件 7、网络控制

现状 兰州中川所，兰州收费站，天水百花收费站，为全彩。 双塔，瓜州，为双基色。 各站LED屏信息不能和省中心同步。 各站LED屏信息只能在本站控制。 系统实现目标 要把各站点信息下发到省中心监控室。 对天水百花服务区LED屏信息下发需开通一个2M带宽。 各站点要和省中心信息要以带光口以太网交换机相连实现同步传输。 系统功能 ◆我们的总体设计目标是，把本系统设计成为一套高可靠性、智能化的现场实时显示系统。 该系统应具备信息发布、图像显示、立体声响、调节控制、和远程编辑控制等基本功能。 ◆本屏采用了多媒体和同步控制技术，其显示与播放可与控制计算机屏幕上的内容完全一 致，LED显示屏上的图像色彩、缩放比例和显示尺寸，还可通过鼠标在计算机上随意调整。具体功能如下： ◇文字显示可以任意点阵显示中英文各种字体，有多种显示进入和退出方式，显示变换灵活。 ◇图片显示可将各种山水、人物图片放到显示屏上显示。 ◇视频播放接入VCD/DVD、录像机、摄像机等视频信号源，屏上可显示视频画面； 接入闭路电视信号，屏上便可收看各频道的电视节目。

◇可直接与高保真音响系统相联，实现有声显示。音频系统可以达到现场声像同步的要求。 ◇配电系统具有过压、过流、欠压、短路保护功能 系统构成 LED显示屏系统由显示系统、控制系统（含运行环境智能监控与安全保护系统、多媒体配套设备系统）、信息录入和节目制作终端等部分构成，

◆图中，控制机是P4主机，在本系统中起控制显示屏播放的作用。显示屏显示所需要的 软件、显示内容、监测控制控制软件均存储于此机器中。控制机置于机房中，信息录入、节目制作终端可置于本机房或异地办公室中。 ◆显示屏体：LED发光器件组成的可控显示板（显示单元和灰度系统构成）。 ◆结构骨架：显示屏体支撑部分，含显示单元固定架、外框架和维护架等。 ◆控制系统 ◆控制卡、扫描卡等构成控制计算机（推荐）：CPU-P4 1.７G以上,内存128M以上, 硬盘40G以上,DVI显卡，17寸纯平彩显,光、软驱,标准键盘、鼠标,具有联网功能。 ◆控制卡：ST-L256-A ◆扫描卡：ST-L256-B ◆控制软件：显示软件、多媒体播放软件、导播软件、远程联网控制软件等。 结构设计

(整理)LED全彩显示屏设计方案.

LED电子显示屏设计方案 LED电子屏系统设计方案 一、LED电子屏设计方案指导思想 1 、LED电子屏设计方案概述 智能化建筑是信息时代的必然产物，是高科技与现代建筑的巧妙集成，它已成为综合经济国力的具体表征和形象标志；智能建筑是今后建筑现代化的重要发展方向，成为21世纪建筑发展的主流。LED显示系统作为现代化管理的主要系统，是智能建筑的重要组成部分。 青岛社会福利院搞好信息宣传和信息服务工作至关重要。为了更加方便、直观的同前来商城的顾客的信息交流，设置一套功能完善，设备先进的LED 显示系统，是非常至关重要的。 根据青岛社会福利院的实际，利用高科技手段，综合运用当今世界计算机控制、多媒体技术和图象处理等手段实现现代化LED管理的目的。 2 、LED电子屏设计方案设计目标 ☆采用室外双基色基色高亮度图像显示方案，全套系统采用优质材料。 ☆设置音频系统满足播放视频与音频同步的需要。 ☆满足全天候播放、观看的要求。 ☆显示格式与视频系统及计算机系统完全兼容。 ☆采用模块化设计，具有很高可靠性和易维护。 ☆24 小时可连续播放，水平视角可达120 度。

☆采用高档材料和技术，屏体薄，无须屏后机房，美观、管理方 便。 ☆150 米远程控制，无须中继。 二、LED电子屏设计方案系统配置依据 系统配置依据本方案是根据贵方提供的数据和要求以及现场勘察及依据国家行业有关规定而设计的。 GB2423.1-89 电工电子产品基本环境试验规程试验A：低温试验方法 GB2423.2-89 电工电子产品基本环境试验规程试验B：高温试验方法GB2423.3-89 电工电子产品基本环境试验规程试验Ca 恒定湿热试验方法GB4943-95 信息技术设备（包括电气事务设备）的安全 GB6388-86 运输包装收发货标志 GB6587.4-86 电子测量仪器振动试验 GB6587.6-86 电子测量仪器运输试验 GB6593-86 电子测量仪器质量检验规则 GB9813-88 微型数字电子计算机通用技术条 GB11463-89 电子测量仪器可靠性试验 SJ/T10463-93 电子测量仪器包装、标志、贮存要求

LED电子显示屏系统设计方案

LED电子显示屏系统设计方案 Xxx有限公司 2017.5.5

目录 第一章项目概述 (3) 1.1 概述 (3) 第二章系统特性需求分析与实现目标 (4) 2.1设计原则显示内容的需求 (4) 2.2使用寿命的需求 (5) 2.3大视角的观看需求 (5) 第三章系统实现目标 (5) 3.1 系统功能说明 (6) 3.2灵活多变的显示功能 (6) 3.3赏心悦目的音响功能 (7) 3.4 特有的监测与安全保护功能 (7) 3.5 先进的局域网编辑与控制功能 (7) 第四章系统构成 (7) 4.1 显示系统 (8) 4.2 控制系统 (8) 4.3 编辑系统 (8) 4.4多媒体配套设备系统 (8) 第五章系统显示控制电路设计 (9) 5.1 系统电路原理 (9) 5.2 控制系统实现的功能 (10) 第六章结构设计方案 (10) 6.1 现场情况分析 (10) 6.2 骨架结构设计 (11) 6.3外观美学设计 (11) 第七章系统安全性保证 (12) 7.1防静电设计 (12) 7.1.1 静电产生的原因 (12) 7.1.2 防静电的具体措施 (12) 7.2 电磁屏蔽 (12) 7.3 接地系统 (13) 7.3.1 直流地接大地 (13) 7.3.2 安全保护 (13) 第八章系统软件 (13) 8.1基本功能 (14) 8.2基本操作 (14) 8.3基本方式 (14) 第九章系统性能分析 (14) 9.1先进的控制技术 (15) 9.1.1 高水准的显示屏灰度控制系统 (15) 9.1.2 视频处理技术 (15) 9.1.3 极佳的动态效果 (15)

LED液晶显示器拼接控制系统

LED液晶显示器拼接控制系统 LED 显示屏应用于交通指示、户内外广告、信息播报、门面招牌、舞台背景等多个领域。当前LED 显示屏的控制系统大致分为两个类别：一种是单色或双基色的显示屏控制器，另一种是全彩色显示屏控制器。后者技术要求比前者要高。 LED 显示屏的控制系统在不同的应用要求中，有不同的设计方案。通过对控制系统设计原理和控制的系统软件设计研究两个方面的研究，能够有效制定出一套供用户自主使用的的LED 显示屏控制系统。 LED显示屏控制系统设计原理 1.1 AVR单片机AVR 单片机使用广泛，AVR 单片机是内置优化的FLASH 的RISC。能够是简易指令集高速8 位单片机，ACR 单片机的硬件采用哈佛结构，当运行过程中达到1h，就可以执行一个单周期性的指令。AVR 单片机支持系统编程。其内部的FLASH 程序储存器较为先进，最多可达擦写次数1000 次以上。应用起来较为方便。 1.2 控制系统工作原理AVR 单片机作为主控制器，是要以以DS1302时钟芯片和16M 的外置晶振来提供准确时间标准。其最大的优势就是方，且便校准时间。在此系统设计中，寄存器和ALU是相互连接的，且ATMECA32 的内核拥有宽泛的指令集以及30 多个通用寄存器。在运行时，指令能够在1h周期之内，同时访问两个独立的寄存器。运行赖以较为强大的信号功率，该系统中的信号功率增强主要是通过74HC245存储器实现的。一般情况下2 片74HC595以上的移位寄存器就能够实现对数据的播放格式。在用户使用过程中即可对显示内容及格式进行自主编辑。 1.3 控制系统方案设计LED显示屏的控制系统是由由计算机、LED显示屏控制系统

LED大屏幕显示系统的设计分析

毕业设计（论文） 题目LED显示屏的设计 学生姓名苏锦 专业班级电气自动化二班 学号 1314040207 院（系）电气与电子工程系 指导教师（职称）王薇 完成时间2016年 5月 12 日

目录 摘要 --- 3 1.课题研究背景 --- 4 1.1 LED原理 --- 4 1.2 中国LED发展现状 --- 5 1.3 课题研究的目的和意义 --- 6 2.课题研究内容 --- 6 2.1研究主要内容 --- 6 2.2 方案设计 --- 6 3.方案实现 --- 7 3.1主控制芯片AT89S52 --- 8 3.1.1主控制芯片AT89S52的性能 --- 8 3.1.2引脚说明 --- 9 3.2 LED点阵 --- 11 3.3 74HC595 --- 12 3.3.1 概述 --- 12 3.3.3 真值表 --- 14 4. 主要功能模块的实现及调试方法 --- 14 4.1 字符显示模块 --- 14 4.2 单片机系统及外围电路 --- 15

4.3 列驱动电路 --- 15 4.4 行驱动电路 --- 17 4.5 显示驱动程序 --- 17 总结 --- 19 结束语 --- 20 参考文献 --- 21 附录 1 --- 22 附录2 --- 33

摘要 自20世纪80年代后期开始，随着LED制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的应用。在我国改革开放之后，特别是进入90年代国民经济的高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈。而LED显示屏作为信息传播的一种重要手段，已经成为城市信息现代化建设的标志,LED显示屏随着社会经济的不断进步，以及LED制造技术的完善，人们对LED显示屏的认识将会越来越深入，其应用领域将会越来越广；LED显示屏经多年的开发、研制、生产，其技术目前已经成熟[1]。现在各种广告牌不再是白底黑字了，也不再是单一的非电产品，而是用上了丰富多彩的LED电子产品，为城市的增添了一道靓丽的风景。而且它采用低电压扫描驱动，具有耗电少、使用寿命长、成本低、发光效率高、故障少、视角大、可视距离远、可靠耐用、组态灵活、安全、响应时间短、绿色环保、控制灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等特点。近年来LED显示屏市场得到了迅猛的发展，已经广泛应用到银行、邮电、税务、机场、车站、证券市场及其它交易市场、医院、电力、海关、体育场等需要进行多种公告、宣传的场合[2]。 关键词：单片机、点阵、LED。

LED电子显示屏系统设计方案

LED电子显示屏系统设计方案 Xxx 2017.5.5

目录 第一章项目概述 (3) 1.1 概述 (3) 第二章系统特性需求分析与实现目标 (4) 2.1设计原则显示容的需求 (4) 2.2使用寿命的需求 (5) 2.3大视角的观看需求 (5) 第三章系统实现目标 (5) 3.1 系统功能说明 (6) 3.2灵活多变的显示功能 (6) 3.3赏心悦目的音响功能 (7) 3.4 特有的监测与安全保护功能 (7) 3.5 先进的局域网编辑与控制功能 (7) 第四章系统构成 (7) 4.1 显示系统 (8) 4.2 控制系统 (8) 4.3 编辑系统 (8) 4.4多媒体配套设备系统 (9) 第五章系统显示控制电路设计 (9) 5.1 系统电路原理 (9) 5.2 控制系统实现的功能 (10) 第六章结构设计方案 (10) 6.1 现场情况分析 (11) 6.2 骨架结构设计 (11) 6.3外观美学设计 (12) 第七章系统安全性保证 (12) 7.1防静电设计 (12) 7.1.1 静电产生的原因 (12) 7.1.2 防静电的具体措施 (13) 7.2 电磁屏蔽 (13) 7.3 接地系统 (13) 7.3.1 直流地接 (13) 7.3.2 安全保护 (13) 第八章系统软件 (14) 8.1基本功能 (14) 8.2基本操作 (14) 8.3基本方式 (15) 第九章系统性能分析 (15) 9.1先进的控制技术 (15) 9.1.1 高水准的显示屏灰度控制系统 (15) 9.1.2 视频处理技术 (16) 9.1.3 极佳的动态效果 (16) 9.2 完善的配电系统 (16)

LED大屏幕显示系统设计

LED点阵显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。并广泛的应用于公交汽车，码头，商店，学校和银行等公共场合的信息发布和广告宣传。LED显示屏经历了从单色，双色图文显示屏到现在的全彩色视频显示屏的发展过程，自20世纪八十年代开始，LED显示屏的应用领域已经遍布交通、电信、教育、证券、广告宣传等各方面。 LED点阵显示屏可以显示数字或符号，通常用来显示时间、速度、系统状态等。文章给出了一种基于MCS-51单片机的4个8*8点阵LED显示屏的设计方案。包括系统具体的硬件设计方案,软件流程图和部分汇编语言程序等方面。在负载范围内, 只需通过简单的级联就可以对显示屏进行扩展,是一种成本低廉的图文显示方案。 本设计主要以AT89C51单片机为核心，采用串行传输、动态扫描技术，制作一款拥有PC机通信功能的，模块化LED多功能显示屏。 关键词：LED；发光二级管；单片机；显示屏

摘要 (1) 目录 (2) 绪论 (3) 第一章概述 (4) 1.1 选题的背景和意义 (4) 1.2 课题发展现状和前景展望 (4) 1.3 研究思路 (6) 1.4 需要实现的功能 (7) 第二章 LED大屏幕显示系统结构 (8) 第三章基本元器件介绍 (10) 3.1 AT89C51简介 (10) 3.2 LED点阵简介 (15) 3.3 74HC595简介 (17) 第四章系统硬件电路设计 (18) 4.1 主控模块 (18) 4.2 硬件扫描 (19) 4.3 显示部分设计 (19) 第五章系统软件设计 (22) 5.1 PROTEUS仿真软件概述 (22) 5.2 Protues的结构体系图表 (22) 5.3 Protues的主要功能 (22) 5.4 程序流程设计 (23) 总结 (26) 参考文献 (27) 附录A (28) 附录B (29)

基于51单片机的LED显示系统设计

基于51单片机的LED显示系统设计 引言 最近，笔者在某工厂大型生产线上基于现场总线的物流呼叫系统项目中发现，由于所需要显示的信息流比较大，用现有的基于AT89C51 芯片组成的 LED 显示屏控制系统，由于受到微处理器的处理速度、体系架构、寻址范围、 外围接口资源等诸多限制，已难以在要求显示较多像素、显示内容帧频较高、 动态显示效果复杂的情况下，得到良好的动态视觉效果。针对以上情况，在利 用现有资源的基础上，重新设计和研制了一种全新的，由32 位高性能ARM 微 处理器组成的LED 显示屏控制图1 系统的硬件结构框图系统，并通过RS485 接口与现场总线中的上位机进行实时数据通信，实现整个系统的信息显示。 1 系统硬件结构该系统的硬件组成框图如图1 所示。图1 中,微处理器是AtmeEL 公司生产的AT91M42800A，它采用基于ARM7TDMI 内核 的高性能32 位RISC 架构的处理器,有着丰富的外围接口资源。 AT91M42800A 有2 个USART 外围接口，系统用USART0 口和MAX485 组成485 接口电路，具体的接口电路如图2 所示。AT91M42800A 还有2 个SPI 口，每个SPI 口有4 根片选信号，通过片选均可以支持外接15 个设备。该系统的 做法是将2 个SPI 口分别接到列驱动电路和行驱动电路上，并利用各自的2 个 片选信号CS0 和CS1 完成驱动电路的信号锁存和允许输出控制，SPI 的CLK 输出作为驱动电路的时钟信号输入，工作频率为4 MHz。SRAM 接口电路由2 块HY57V641620 芯片并联组成，HY57V641620 是Hynix 公司生产的4 Banks×1M×16位的SDRAM 芯片,单片HY57V641620 存储容量为4 组×16M 位（8 MB），支持自动刷新，16 位数据宽度。为充分发挥32 位CPU 的数据处理能力，系统用2 块8 ns 的HY57V641620 组成32 位SDRAM 存储器系统。

LED显示屏控制系统软件的开发

灵信LED控制系统软件的开发 伴随当今高度发展的信息时代，LED显示屏控制技术在信息领域也取得了长足的进步。灰度控制技术的发展，真彩色图像的展现；驱动电路的灵活、高效，控制系统技术的提高无不体现了LED 行业技术的飞跃发展。伴随着计算机网络技术的发展，LED 显示屏在多媒体、多种显示设备组成的信息显示系统中，采用智能化网络控制，联网控制多屏技术也得到广泛的应用。 软件控制设计方面，根据LED 图文显示屏系统的具体要求，按照工程实际需要，具体设计了四个模块：编辑功能模块，字模提取模块，效果添加及预览模块，通讯模块。本文将对这四个模块逐一进行描述。 1 引言 随着社会的不断进步与发展，人们在获取信息的同时，也对信息获取的方法和信息质量有了更高的要求，传统的信息显示方式正逐步被LED 显示系统所取代。因此，如何开发出灵活、高效的控制系统是一个非常有意义的研究课题，本文从工程实际出发，列出了LED 显示屏控制系统所需要的功能，从信息的编辑、提取、显示和控制等方面进行研究，为LED 显示屏的应用提供良好的基础。 2 系统功能 2.1 目标设计 LED 显示屏控制系统主要是通过图文控制器实现LED 显示屏信息的初始化、显示和控制等功能，具体目标如下： （1）支持显示屏参数软件的初始化设置、加载； （2）支持多区域画面编辑与显示； （3）支持中英文时钟编辑与显示； （4）支持游走字幕编辑与显示； （5）支持温度、湿度等传感器信息编辑与显示； （6）支持软件自动开关机； （7）支持画面显示特效； （8）支持图片信息的编辑、浏览和播放； （9）强大的超文本编辑器（RTF 格式）； （10）显示信息的预览； （11）各页面显示方式、运行速度、停留时间均可软件调节； （12）显示信息的发送。 2.2 设计思想 为了实现系统的设计目标，在全面分析系统所要达到的功能的基础上，结合软件运行平台的特点，系统采用VC 程序开发语言进行开发，为了提高系统的可视性、可操作性，界面设计采用自画的方式进行设计，与控制屏体之间的通信采用RS232/RS485 方式，具体的通信参数可以动态设置。为了更好地将信息进行显示和编辑，软件包含了文字、表格、图形的编辑系统，很好的满足了系统的要求。 2.3 系统功能 LED 显示屏控制系统功能模块划分如图1 所示：

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目录 第一章项目概述 (2) 1.1 概述 (2) 第二章系统特性需求分析与实现目标 (3) 2.1设计原则显示内容的需求 (3) 2.2使用寿命的需求 (4) 2.3大视角的观看需求 (4) 第三章系统实现目标 (4) 3.1 系统功能说明 (5) 3.2灵活多变的显示功能 (5) 3.3赏心悦目的音响功能 (6) 3.4 特有的监测与安全保护功能 (6) 3.5 先进的局域网编辑与控制功能 (6) 第四章系统构成 (6) 4.1 显示系统 (7) 4.2 控制系统 (7) 4.3 编辑系统 (7) 4.4多媒体配套设备系统 (8) 第五章系统显示控制电路设计 (8) 5.1 系统电路原理 (8) 5.2 控制系统实现的功能 (9) 第六章结构设计方案 (9) 6.1 现场情况分析 (10) 6.2 骨架结构设计 (10) 6.3外观美学设计 (11) 第七章系统安全性保证 (11) 7.1防静电设计 (11) 7.1.1 静电产生的原因 (11)

7.1.2 防静电的具体措施 (12) 7.2 电磁屏蔽 (12) 7.3 接地系统 (12) 7.3.1 直流地接大地 (12) 7.3.2 安全保护 (12) 第八章系统软件 (13) 8.1基本功能 (13) 8.2基本操作 (13) 8.3基本方式 (13) 第九章系统性能分析 (14) 9.1先进的控制技术 (14) 9.1.1 高水准的显示屏灰度控制系统 (14) 9.1.2 视频处理技术 (14) 9.1.3 极佳的动态效果 (14) 9.2 完善的配电系统 (15) 9.3 模块化设计 (15) 9.4 功能强大的软件系统 (15) 第十章显示屏技术介绍 (15) 第十一章质量保证计划与验收 (16) 11.1设计标准 (16) 第十二章质保服务与培训 (17) 12.1、质量保证期 (18) 12.2、培训 (18) 第一章项目概述 1.1 概述 LED(Light Emitting Diode发光二极管)电子显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理于一体的大型显示屏系统。它以其

LED系统设计方案

LED系统设计方案 目录 第一部分工程概况与用户需求 (2) 一、工程概况 (2) 二、用户需求分析 (2) 第二部分初步设计方案 (2) 一、系统概述 (2) 二、技术规范及标准 (3) 三、设计原则、系统特点 (3) 1、设计原则 (3) 2、系统特点 (6) 四、系统设计 (7) 五、设计方案 (7) 1、信息引导及发布系统的功能 (7) 2、信息引导及发布系统的软件方案 (8) 4、嵌入式系统技术参数 (9) 5、单机多屏控制方案与多机多屏控制方案的比较 (10) 6、双基色LED电子显示屏示意图 (12) 7、三基色LED显示系统 (12) 8、土建与环境要求之供电系统设计 (13) 9土建与环境要求之系统防雷接地设计 (13) 10土建与环境要求之机房设计 (13) 11土建与环境要求之线路敷设 (14) 第三部分产品选型原则及依据 (14)

第一部分工程概况与用户需求 一、工程概况 LED信息引导及发布系统必须要满足现在及将来较长一段时间内使用功能的需要。建成后的该系统在完全满足使用需求的前提下，我们的目标是要利用我公司在本专业工程领域系统中多年来的实际经验，立志要将该系统建成为本楼内一个亮点系统。 二、用户需求分析 根据贵阳武警办公楼智能化系统工程信息化建设对本专业的要求，同时使用要求的分析，进行专业的LED信息发布系统的设计。 第二部分初步设计方案 一、系统概述 信息引导及发布系统作为一种重要的媒体手段，地位十分重要。 1、大屏幕系统显示屏采用专业的LED发光二极管，亮度高、色彩鲜艳、功耗低、使用寿命长。大屏幕LED电子显示系统由管理计算机和LED显示屏及控制转换系统设备组成。在计算机控制下，可动态显示文字、图形等信息。用于发布各项信息，发布通知/通告和有关公共信息（如新闻、天气预报、日期、时间……）、在迎接政府检查、外事活动中显示标语口号等。 由于LED显示系统信息发布量大、亮度高、颜色鲜艳、生动直观，在提高服务效率，展示贵阳武警办公楼智能化系统工程智能化、现代化形象风貌方面发挥着重要的作用。 2、触摸屏控制系统的输入设备，在不同场合选用彩色有线触摸屏或者彩色无线触摸屏。触摸屏上可以通过点触编程形成软件按钮（类似于WINDOWS窗口上的按钮），操作人员可以触摸屏幕上的软件按钮，即可以完成相应的控制。 本设计方案中我方在完全满足上述功能的基础上，将发挥我方在本专业系统工程领域的丰富经验及理念的优势，以便能将本专业系统做出更详细的深化设计和具体规划，实现除上述所有提出的具体需求以外，同时为将来本专业的发展作好了充足的预留。 建成后的系统功能将保证实现如下功能： 整个系统依靠控制计算机运行，可对各种显示文字、图形和节目单进行编辑，并通

EDA(LED点阵显示屏控制系统设计)

《EDA技术与应用》 课程设计报告 题目：LED点阵显示屏控制系统设计院（系）：机电与自动化学院 专业班级：自动化 学生姓名： 学号：2014 指导教师： 2017年6月 19日至2017年 6 月23 日 *******

《EDA技术及应用》课程设计任务书

摘要：我国经济正处于发展的高峰期，也需要广大的公共场合信息公示平台，而利用LED点阵滚动显示正好符合情况，且这种方式已经成为信息传递的一种重要手段。因此，在日常生活中，点阵随处可见。通过多种控制手段，点阵还可以实现各种文字甚至图案的动态显示。在不同的应用场合，点阵的设计要求也是不同的。传统思路一般是应用单片机实现点阵控制，但该方法有一定的局限性。 该次课程设计主要研究利用VHDL语言编程来设计汉字的显示。首先描述相应的设计电路；然后叙述在16*16矩阵显示汉字的原理；最后给出描述功能的VHDL设计语言。并通过编程、调试、仿真、下载正确实现汉字滚动、扫描显示结果。 关键词：LED点阵；FPGA；VHDL语言；汉字滚动显示。

目录 1．实验要求及总体方案 (1) 1.1 实验要求 (1) 1.2 扫描显示 (1) 1.3 滚动显示 (1) 2．LED点阵显示原理 (1) 2.1 LED点阵原理 (1) 2.2汉字取模 (2) 3．扫描显示 (3) 3.1 设计基本原理 (3) 3.2计数器设计 (3) 3.3 列驱动设计 (4) 3.4 行驱动设计 (4) 4.仿真图原理图及实物图 (4) 4.1仿真图 (4) 4.2原理图 (5) 4.3实物图 (6) 5.程序 (7) 参考文献： (10)

LED点阵显示系统设计方案

LED点阵显示系统设计方案 在车站、商场、学校等一些需要发布多变的实时信息或进行广告宣传的场所，黑板、纸张或是霓虹灯广告牌这些传统的媒介手段，不论是在显示效果还是可修改性上都已无法满足当前的需求。而LED 点阵显示屏具有耗电省、成本低、寿命长、占用空间小以及能够实时显示等特点，而且显示内容的信息量大，用户可随时任意自行编辑修改显示内容，因此，近年来已得到了广泛应用。 一、总体设计 系统采用了上位机下位机的结构构建，上位机为PC 机，通过串行通信接口与下位机显示系统进行通信[1]，以实现对显示内容的实时擦除、更新等操作；下位机系统主要包括单片机控制电路和显示电路两部分，汉字显示采用 16x16 点阵模式，通过单片机的控制，实现字符从右往左滚动的动态显示效果。基本框MCU 是整个下位机系统的核心部件，其性能和片内资源很大程度上决 定了该系统工作的灵活性、先进性和稳定性。基于此，本系统选用了STC 公司生产的STC89C55RD+增强型51 单片机。 STC89C55RD+单片机的指令系统、硬件结构以及片内资源与标准8052 单片机完全兼容，采用DIP40 封装形式；支持的最高时钟频率为80M，能最大限度地提高MCU 的运行速度；片内包含大容量的20KBFLASH 程序存储器和1KB 的数据存储器，其内部可用Data FLASH 达58 个扇区共29KB；具有在系统可编程（ISP）功能和在应用可编程（IAP）功能，可实现远程软件升级，无需编程器，从而大大缩短开发复杂度，同时可节省购买编程器的额外投入。 2.2 串行通信 系统上位机和下位机通过串行通信接口进行联系。STC89C55RD+单片机内部含有一个可编程的全双工串行通信接口，即RXD（P3.0）和

基于单片机的LED汉字显示系统设计大学课程设计

专业技能实训报告 题目基于单片机的汉字显示系统设计 学院信息科学与工程学院 专业电子信息科学与技术 班级 学生 学号 指导教师 二〇一二年十二月二十五日

1前言 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.1.1 电子显示屏概述 (1) 1.1.2 LED研究现状及发展趋势 (1) 1.2 选题意义 (2) 2 显示原理及控制方式分析 (3) 2.1 点阵模块 (3) 2.2 LED的控制方式 (5) 3 硬件电路设计 (6) 3.1 总体设计 (6) 3.2 系统硬件概述 (6) 3.2.1 仿真电路组成 (6) 3.2.2主控单片机的接口说明 (7) 3.3 LED显示电路 (8) 3.3.1 驱动显示电路 (8) 3.3.2 LED显示屏显示 (9) 3.3.3 译码电路 (9) 3.4 字模提取 (9) 4 软件设计 (12) 4.1显示驱动程序 (12) 4.2系统主程序 (13)

4.3 动态显示原理 (13) 5 系统功能调试分析 (15) 结语 (16) 参考文献 (17) 附录 (18)

1前言 1.1 课题背景 1.1.1 电子显示屏概述 LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，显示屏由几万到几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED 的开发已经达到了实用阶段。LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。 在短短的十来年中，LED点阵显示屏就以亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定的优点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。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。LED显示屏的应用涉及社会经济的许多领域，主要包括：（1）证券交易、金融信息显示。（2）机场航班动态信息显示。（3）港口、车站旅客引导信息显示。（4）体育场馆信息显示。（5）道路交通信息显示。（6）调度指挥中心信息显示。（7）邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。（8）广告媒体新产品等。 图1 LED显示屏