LED显示屏讲课教案

LED显示屏，又叫电子显示屏或者飘字屏幕，是由LED点阵组成，通过灯珠的亮灭来显示文字、图片、动画、视频，内容可以随时更换，各部分组件都是模块化结构的显示器件。通常由显示模块、控制系统及电源系统组成。显示模块由LED灯组成的点阵构成，负责发光显示；控制系统通过控制相应区域的亮灭，可以让屏幕显示文字、图片、视频等内容，恒舞动卡主要是播放动画的；电源系统负责将输入电压电流转为显示屏需要的电压电流。LED屏幕广告牌系统也分为硬件系统与软件系统。（一）硬件系统整个系统由四个相对独立的子系统组成，即上位机、手持发射机、接收机和显示屏系统。其结构框图如图1

主位机手持发射

机

接收机显示屏

所示[4]。 1.上位机上位机直接选用通用PC机，其任务是完成显示信息的录入和编辑，再经过点阵抽取和移动算法将显示信息转换为LED显示屏对应的点阵数据，并通过PC机的串行口将点阵数据转存到手持发射机中。 2.手持发射机发射机由单片机、键盘、编码器、发射器、串行通信

接口和UPS供电系统组成。其作用是将上位机传来的点阵数据和面板键盘上接收到的命令经编码、调制后，以码分多址通信方式转发给户外的用户群，并可现场设置和调试显示屏的显示格式。 3.接收机接收机和显示模块由接收器、译码器、单片机、显示驱动及供电系统组成。其作用是将接收到的高频信号经放大整形、解调译码后，再并行输出给单片机，由单片机对接收数据进行识别、转存，实时改变显示方式和显示内容，并驱动LED显示屏。 4.显示屏显示屏LED屏，主要负责责接收来自计算机串行口或DVI接口的画面及视频显示信息，置入帧存储器，按分区驱动方式生成LED显示屏所能识别的串行显示数据和扫描控制时序。显示屏系统包括异步控制系统与同步控制系统：(1)异步控制系统LED显示屏异步控制系统又称LED显示屏脱机控制系统或脱机卡。主要用来显示各种文字、符号和图形或动画为主。画面显示信息由计算机编辑，经RS232/485串行口预先置入LED显示屏的帧存储器，然后逐屏显示播放，循环往复，显示方式丰富多彩，变化多样。其主要特点是：操作简单、价格低廉、使用范围较广。LED显示屏简易异步控制系统只可以显示数字时钟、文字、特殊字符。LED显示屏图文异步控制系统除具有简易控制系统的功能外，最大的特点是可以分区域控制显示屏幕内容。支持模拟时钟显示、倒计时、图片、表格及动画显示。具有定时开关机、温度控制、湿度控制等功能。 (2)同步控制系统 LED显示屏同步控制系统，主要用来实时显示视频、图文、通知等。主要用于室内或户外全彩大屏幕显示屏。LED显示屏同步控制系统控制LED

显示屏的工作方式基本等同于电脑的监视器，它以至少60帧/秒更新速率点点对应地实时映射电脑监视器上的图像,通常具有多灰度的颜色显示能力，可达到多媒体的宣传广告效果。其主要特点是：实时性、表现力丰富、操作较为复杂、价格高。一套LED显示屏同步控制系统一般由发送卡、接收卡、和DVI显卡组成。（二）软件系统本系统的软件主要由三大模块组成，即上位机主控程序、发射机主控程序和接收机主控程序。 1.上位机主控程序 5 上位机主控程序实际上包括显示信息生成程序、显示点阵转换程序和串口通信程序，是三大主控程序中结构最复杂的一部分。显示信息生成程序完成显示图像和文字的录入、编辑及动画效果设计。该程序首先采用WINDOWS平台下的主控程序与底层通信软件结合，通过串行及并行通信口完成用户对源文件、INTERNET接口及其他输入设备的多参数录入。在此基础上用VisualC＋＋语言设计了主控软件，生成动画，并通过界面和对话框的形式实现了对整个上位机系统的可视化控制。显示点阵转换程序就是将生成的显示信息通过点阵抽取和移动算法将显示信息转换为LED显示屏对应的点阵数据。对于彩色显示屏，需要将图像信息的RGB三基色数据分别抽样，并分块存储、顺序转发；对于连续的动画图像，要按帧分别计算偏移量，关键是背景图像与动画文字要同步[5]。该部分的软件在TURBOC3.0的环境下编写的。上位机主控程序的功能流程如图2所示。

开始

输入

正确

取出区位码

字库中取出点阵数据

串行发送给单片机

正确

否是

否是

2.发射机主控程序 发射机主控软件的功能是通过串行口接收上位PC 机发送来的图像点阵，读取键盘命令，并向编码器串行发送操作命令或显示数据。该部分的软件是在KeilC51环境下编写的，它可以将C 语言直接翻译成汇编语言，生成二进制码写入单片机，这样编写效率高一些。程序是依靠中断方式来工作的，开机后等待串行口和INT0的触发。当串行口触发，则表明PC 机有图像点阵数据传来，单片机立即接收点阵数据存于RAM 中；当INT0触发，表明键盘有动作，立即接收键值判断命令的类别，并向接收机发送图像点阵数据或

者操作命令。其功能流程如图3所示。开始

设定通信协议与帧格

是否有按键

判断键值

发送控制指令发送数据

否是

3. 接收机主控程序 该部分软件的功能是完成对接收数据的识别、存储、变换和显示驱动，并可实现本地本机的自检，显示固化图像。当接收装置的译码芯片有输出时，单片机就中断当前的显示，接收标志字，然后判断此标志字的内容，确定将

接收的是图像点阵，还是操作控制命令。若是点阵数据，就将其连续接收存放到一个显示缓冲数据库中，按当前的方式显示。若是命令，则立刻改变显示方式。其中，关键的是图像上、下、左、右移动的实时实现。具体实现方法如下： (1)图像的上下移动将一图像点阵中的上一行数据赋给BUF中对应的下一行，直到一个图像的移完为止；再移下一个图像的点阵。上移的过程类似。 (2)图像的左右移动将一图像的每一行数据向左移位（使用C语言的移位指令），将移位后的点阵存放于BUF之中，即可显示。右移的过程类似。接收机主控程序的功能流程如图4所

示。

初始化

循环演示

是否有输出

接收

命令数据

维持当前显示

更换显示方

式

更换显

示内容

是

否