LED点阵显示-外文文献及翻译

西安科技大学毕业设计(外文翻译)

院（系、部)：专业及班级：电气与控制工程学院微电子学0701班

姓名：刘红卫

译文：

大屏幕显示系统的研究

LED的发展

随着计算机技术的高速发展，LED屏幕显示系统作为继电视、广播、报纸、杂志之后的“第五大媒体”正快速步入社会生活的各个方面。它集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体，可以将信息通过文字、图案、动画及视频

四种形式显示出来。与电视墙、磁翻板等媒体相比，LED大屏幕显示系统具有图案美观、色彩亮丽；图案、色彩变化丰富、快速；低功耗、长寿命、使用成本低、工作稳定可靠等特点。它显示的图文视角大、视距远，因而已广泛应用于大型广场、商业广告、体育场馆、信息传播、新闻发布、证券交易；它还应用于工业控制和工业调动系统，便于把各种参数、报警点、工艺流程显示得更加清晰完美，可以满足不同环境的需要。LED显示屏是一种利用计算机和复杂数字信号处理的电子广告宣传屏。它的屏体部分由微处理器（主要是单片机）和驱动电路控制运行，显示的图像或文字由计算机编辑软件编辑获得。由于LED显示屏这种新一代信息显示设备具有显示图案稳定、功耗低、寿命长等特点，而且它综合了各种信息显示设备的长处，并且克服了自身的不足，特别是由于一幅显示屏可以显示不同的内容，显示方式丰富。所以在公共场合，它具有强烈的广告宣传和信息传递效果，日趋在固体显示中占主导地位。LED显示屏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。由不同材料的半导体组成能发出不同色彩的LED晶点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色LED。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。

LED显示屏的分类

LED显示屏是多种技术综合应用的产品，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面，既有硬件又有软件。LED显示屏是作为广播、电视、报纸、杂志之后的又一新传播媒体。目前LED显示屏根据使用场所不同，可以分为室外屏和室内屏两种，其主要区别是发光管的发光亮度不同。而根据所显示的内容不同也可以分为图像屏和文字屏两种，

图像屏可以显示图像以及多媒体，而文字屏则主要显示文字或简单的固定图像。显示图像的多媒体室外屏是投资巨大(高达数百万)的大型高档设备，主要应用

在大型公共场所、形象工程和一些重要场所。LED显示屏的应用涉及到社会经

济的许多领域，已经遍及交通、证券、电信、广告、宣传等各个方面。

L ED显示屏的发展趋势

目前LED显示屏的显示向更高亮度、更高耐气候性、更高的发光均匀性、更高的可靠性、全色化、多媒体方向发展，系统的运行、操作与维护也向集成化、网络化、智能化方向发展。二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代，LED显示屏作为平板显示的主导产品之一将有更大的发展。

1．高亮度、全彩化蓝色及绿色超高亮度LED产品出现以来，成本逐年快速降低，使LED全彩色显示屏产品成本下降，推广速度加快。同时，随着控制技术的发展和LED显示屏体稳定性的提高，全彩色LED显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到比较理想的效果，完全可以满足户外全天候的环境条件要求，而且图像更清晰、更细腻、更亮丽。

2．标准化、规范化材料、技术的成熟及市场价格基本均衡之后，LED显示

屏的标准化和规范化将成为LED显示屏发展的一个趋势。近几年业内的发展中，几番价格回落调整达到基本均衡后，产品质量、系统的可靠性等将成为主要的

竞争因素，这就对LED显示屏的标准化和规范化有了较高的要求。行业规范和标准体系的形成，IS09000系列标准的应用，使LED显示屏行业的发展趋于有序。

3．产品结构多样化随着信息化社会的形成，信息领域愈加广泛，LED显示

屏的应用前景更为广阔。预计大型或超大型LED显示屏为主流产品的局面将会

发生改变，适合于服务行业特点和专业性要求的小型LED显示屏会有较大提高，面向信息服务领域的LED显示屏产品门类和品种体系将更加丰富，部分潜在市

场需求和应用领域将会有所突破，如公共交通、停车场、餐饮、医院等综合服

务方面的信息显示屏需求量将有更大的提高。

涉及思路及工作原理

本系统根据经典的电路设计思路，采用自下而上的设计方法，从显示板到驱动板，再到控制板，进行硬件编程，调试成功后接电源板，最后完成数据传输板与PC机相连接，进行PC软件编程，完成显示数据的生成、提取、处理、传输以及显示效果的实时控制。每个模块采用8个LED点阵以行扫描形式点亮各行的红、绿、红绿灯，显示文字和图像。LED点阵的驱动、译码、锁存等由控制板的数字电路负责。其数据由单片机从存储器中读取，同时单片机采用中断方式，通过RS-232数据线与PC机进行双向通信，从PC机获取命令或数据，

并按命令执行动作或者存储数据。而PC机不但与多个单片机进行多机串口通信，还要负责文字录入和排版，生成点阵数据或者命令字，实现人机交互功能。工作原理

本文设计的大型LED显示屏由双基色点阵LED组合而成，采用逐行扫描的显

示方式显示红、绿、黄三种颜色的任意点阵信息。显示模块采用逐行扫描显示的方式，其控制系统以单片机AT89C52为核心，采用62256存储器作为数据存储器，利用锁存器74HC377和8组线驱动器2083A驱动8*8的LED显示模块，同时开放串口中断与上位PC机进行多机通信。通过对单片机编程实现显示屏的多种动画

模式显示：向左滚屏，向右滚屏，向上滚屏，向下滚屏，向左上滚屏，向右上滚屏，向左拉幕，向右拉幕，向上拉幕，向下拉幕，向右移，从左向右、依次点亮，从中间到两边、依次点亮。动画速度可调：分为100档，最低为1 速，最高为

100速。图案颜色多样：背景无色、文字红/绿/黄色，背景红色、文字无/黄/绿色，背景绿色、文字无/黄/红色，背景黄色，文字无/红/绿色。另外，还增加了几十种霓虹灯效果动画。PC机上的显示控制软件可以实现汉字录入、字体选择、字号更改等功能，并且在进行数据处理后，可以在左侧模拟演示整体效果，同时“所见即所得”的显示在下方预览区域。另外，该控制软件还具有文本选定、鼠标定位、坐标追踪、时间日期等附加功能。PC机通过 RS-232接口实现与显示部

分的单片机的通信，利用单片机串口中断实时接收和发送数据信息。在系统设计中还兼顾了单片机的抗干扰能力，有效地提高了系统运行的可靠性。

发光二级管特性

发光二极管(light emitting diode,LED)，是一种把电能变成光能的特种

器件，当电流达到门限电流时，发光二极管导通，随着电流的通过，产生可见光。发光二极管的结构主要由PN结芯片、电极和光学系统构成。当在PN结上加以正向电压之后，P区的空穴注入至N区，N区的电子注入至P区，相互注入的电子

与空穴相遇后即产生复合，这些少数载流子在PN结的注入和复合中产生辐射而

发光。它是自发辐射发光，不需要较高的注入电流产生粒子数反转分布，也不需要光学谐振腔，发射的是非相干光。描述LED的特性有许多参数，这些参数之间的关系呈现非线性。因此，用特性曲线来描述这些关系，在工程应用中更具有使用价值。

LED器件的驱动