基于单片机的电子显示屏毕业设计

巴音郭楞职业技术学院高职生毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于单片机的电子显示屏设计系别：电子信息工程学院专业 (方向)：电子信息工程技术2012 年 5 月 20 日摘要LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的大面积显示屏幕。

由于它具有可靠性高、使用寿命长、性能价格比高、使用成本低、环境适应能力强等特点，广泛应用于金融市场、医院、高速公路等公共场所的信息显示和广告宣传。

LED显示技术是将光电、计算机以及控制等技术综合一体的现代新技术。

LED显示屏系统主要由显示屏、显示屏控制器以及完成文字录入和显示模式控制的计算机三个部分组成。

该系统既可以显示中文、英文，也可显示图形符号或用户指定的特殊图形符号。

本课题研究的主要对象是基于ARM嵌入式微处理器的大屏幕LED显示系统的软、硬件组成。

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。

[关键词]：LED；数据传输； 32位ARM微处理器ABSTRACTThe LED screen is a large area screen that consist of light-emitting diode tube dot matrix model or pixel unit. Because of high reliability, long life, high cost performance, low cost in using and powerful environmental adaptability ect., the LED screen is widely applied to information display and advertising of financial markets, hospitals, highways and other public places. The LED displaying technology is a new and modern technology which integrate optoelectronics, computers and control. LED display system mainly consists of displays, display controllers, and computer which complete the mode control of text entry and display. The system can display not only Chinese, English, but also the graphic symbol or special graphic symbols specified by the user. The study object of the topic is the integration of software and hardware. The integration is a wide screen display system which mainly based on ARM embedded microprocessor. Taking a new generation 32-bit embedded RISC microprocessor which is based on ARM kernel to make up before-level driving circuit. Then use a PC deal with the after-level management and control. To do like this make it convenient to make up the display system which is consist of many packs of wide LED screens.［Keywords］ LED; Data transmission; 32-bit ARM microprocessor目录第1章 LED显示屏的基本概述 (1)1.1 LED显示屏的发展历程 (1)1.2 LED显示屏市场应用领域 (2)1.3 LED显示屏的分类 (2)第2章 LED显示屏的性质及原理 (3)2.1 LED显示屏的分类 (3)2.1.1 异步屏 (3)2.1.2 同步屏 (3)2.2 LED显示屏涉及的相关概念 (4)2.2.1 像素 (4)2.2.2 显示模块 (4)2.2.3 点距 (6)2.2.4扫描方式 (7)2.3 LED显示屏显示原理 (9)2.4 单元板/模组认识 (11)2.5 显示板芯片简介 (12)2.5.1 74HC245 (12)2.5.2 74HC138 (12)2.5.3 74HC595 (13)2.5.4 4953 (14)2.5.5 TB62726 (14)第3章控制卡及电源工作原理 (16)3.1 控制卡及信号 (16)3.2 单元板上显示接口 (17)3.3 电源工作原理及注意事项 (18)3.3.1 电源工作原理 (18)3.3.2 电源使用的注意事项 (18)第4章调试及功能演示 (19)4.1组装及调试 (19)4.1.1 配件的制作 (19)4.1.2 连线 (19)4.1.3 组装过程及注意事项 (19)4.2 效果及功能演示 (21)总结 (23)致 (24)参考文献 (25)第1章 LED显示屏的基本概述1.1 LED显示屏的发展历程LED诞生于1923年，罗塞夫在研究半导体时发现掺有杂质的P-N结，通电后会有光发射出来，由此研制出了发光二极管(LED：light emitting diode)，但之后LED的应用一直不受重视。

随着电子工业的快速发展，在60年代，显示技术得到迅速发展，人们研究出PDP激光显示等离子显示板、LED液晶显示器、发光二极管LED、等多种显示技术。

由于半导体的制作和加工工艺逐步成熟和完善，发光二极管已日趋在固体显示器中占主导地位。

LED之所以受到广泛重视并得到迅速发展，是因为它本身有很多优点。

目前正朝着更高亮度、更高耐气候性和发光密度、发光均匀性、全色化发展。

LED大屏幕的发展呈现如下几个发展阶段：(1) 第一代：单色LED显示屏以单红色为基色，显示文字及简单图案为主，主要用于通知、通告及客流引导系统。

(2) 第二代：双基色多灰度显示屏以红色及黄绿色为基色，因没有蓝色，只能称其为伪彩色，可以显示多灰度图像及视频，目前在国广泛应用于电信，银行，税务，医院，政府机构等场合，主要显示标语，公益广告及形象宣传信息。

(3) 第三代：全彩色(full color)多灰度显示屏以红色，蓝色及黄绿色为基色，可以显示较为真实的图像，目前正在逐渐替代上一代产品。

(4)第四代：真彩色(true color)多灰度显示屏以红色，蓝色及纯绿色为基色，可以真实再现自然界的一切色彩(在色坐标上甚至超过了自然色彩围)。

可以显示各种视频图像及彩色广告，其艳丽的色彩，鲜亮的高亮度，细腻的对比度，在宣传广告领域应用具有极好的视觉震撼力。

真彩色5mm户大屏幕属于上述第四代产品。

它具有高亮度，不受环境亮度影响，厚度薄，占用场地小，色彩鲜艳丰富，视角宽，可以在宽敞的厅堂环境应用，没有拼接图像损失。

1.2 LED显示屏市场应用领域LED显示屏的应用涉及社会经济的许多领域，主要包括：证券交易、金融信息显示,机场航班、汽车站动态信息显示，港口、车站旅客引导信息显示，体育场馆信息显示，道路交通信息显示，调度指挥中心信息显示等领域。

随着技术的进步、成本的降低，LED显示屏将更多的被各行业所采用。

1.3 LED显示屏的分类LED显示屏的分类有好多种，有按使用环境、显示颜色、显示功能等。

具体分类如表1-1所示。

表1-1 LED显示屏的分类分类方式品种说明使用环境室LED显示屏室LED显示屏在室环境下使用，此类显示屏亮度适中、视角大、混色距离近、重量轻、密度高，适合较近距离观看。

室外LED显示屏室外LED显示屏在室外环境下使用，此类显示屏亮度高、混色距离远、防护等级高、防水和抗紫外线能力强，适合远距离观看。

显示颜单基色LED显示屏单基色LED显示屏由一种颜色的LED灯组成，仅可显示单一颜色，如红色、绿色、橙色等。

双基色LED显示屏双基色LED显示屏由红色和绿色LED灯组成，256级色灰度的双基色显示屏可显示65,536种颜色（双色屏可显示红、绿、黄3种颜色）。

全彩色LED显示屏全彩色LED显示屏由红色、绿色和蓝色LED灯组成，可显示白平衡和16,777,216种颜色。

显示功能图文LED显示屏(异步屏)图文LED显示屏可显示文字文本、图形图片等信息容。

可联网脱机显示。

视频LED显示屏(同步屏)视频LED显示屏可实时、同步地显示各种信息，如二维或三维动画、录像、电视、影碟以及现场实况等多种视频信息容。

第2章 LED显示屏的性质及原理2.1 LED显示屏的分类2.1.1 异步屏一般由显示单元板（模组）、控制卡（条屏卡）、开关电源、组成通过串口线与计算机连接，进行显示文字的更改，之后可以脱开计算机工作。

图2-1是异步显示屏组成。

图2-1 异步屏2.1.2 同步屏同步屏系统比较复杂，系统可大可小，一般由计算机、DVI显卡、数据发送卡、同步数据接收卡、HUB板、网线、LED显示屏等组成。

系统始终需要联机计算机工作，将计算机上的图像文字显示在LED大屏幕上。

图2-2就是一个同步屏系统。

图2-2 同步屏2.2 LED显示屏涉及的相关概念2.2.1 像素像素是LED显示屏的最小成像单元。

俗称“点”或“像素点”。

图2-3是一个以红绿像素的单元板。

图2-3 由2红2绿组成1个显示像素点2.2.2 显示模块若干个显示像素组成的，结构上独立的组成LED显示屏的最小单元。

室屏用的是8x8的显示模块，即每个显示模块有64个像素。

图2-4是一个点阵模块。

图2-4 点阵模块的正反面室外屏使用的是单个的灯珠（图2-5），通常由1-3个相同或不同颜色的灯珠组成模块的一个像素点。

图2-5 显示屏模块如上面左图的室外屏模组就是由2个红色灯珠组成1个显示像素点显示模组。

由电路及安装结构确定的并具有显示功能的组成LED显示屏的独立单元。

简单说就是为便于组装和显示，出厂的半成品通常是以显示模组形式提供的，将多个显示模块加显示驱动做在一起。

室屏俗称“单元板”；室外屏俗称“模组”，再将若干个模组加上机箱、风扇、电源等构在一起成为“箱体”，多用于大型的全彩屏。