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LED点阵广告牌的设计

LED点阵广告牌的设计
LED点阵广告牌的设计

电气与信息工程系课程设计任务书

教研室主任(签名)系(部)主任(签名)年月日

课程设计评定意见

设计题目:LED点阵广告牌设计

学生姓名:王金涛专业电力系统自动化班级电力09-9-(1)

评定意见:

评定成绩:

指导教师(签名):年月日

评定意见参考提纲:

1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。

2.学生的勤勉态度。

3.设计或说明书的优缺点,包括:学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。

摘要

本设计使用AT89C51系列高速单片机作为主控制模块,利用简单的外围电路来驱动16×16的点阵LED显示屏。利用AT89C51系列高速单片机本身强大的功能,可以很方便的实现单片机与PC机间的数据传输及存储,并能利用软件方便的进行显示内容的多样变化,另一方面点阵显示广告牌广泛的应用于医院、机场、银行等公共场所,所以本设计具有很强的现实应用性。

本LED显示广告牌能够以动态扫描的方式同时显示4个16×16点阵汉字,并能通过上位机软件修改显示内容和显示效果等等。把字符内码存储在空闲的单片机程序存储器空间,使本LED显示系统能掉电存储1024个字符。设计中采用了SPI接口的GB2312标准字库,支持所有的国标字符和ASCII标准字符的显示。因为采用串行传输方式,使本系统的可扩展性得到提升,便于多个显示单元的级联。

本文从LED的显示原理入手,详细阐述了LED动态显示的过程,以及硬件电路的设计、计算和软件的算法。

关键词:动态显示;单片机;点阵字库

目录

1 LED概述 (1)

1.1 LED电子显示屏概述 (1)

2 显示原理及控制方式分析 (2)

2.1 LED点阵模块结构 (2)

2.2 LED 动态显示原理 (3)

2.3 LED常见的控制方式 (4)

3 系统硬件概述 (5)

3.1单片机简介 (5)

3.1.1 单片机概念 (6)

3.1.2 单片机的发展史 (6)

3.1.3单片机的特点 (7)

3.1.4主控单片机的接口说明 (7)

3.2 74HC138译码器 (8)

3.3 16×16LED点阵显示制作 (9)

3.3.1 16×16LED点阵的内部结构及工作原理 (9)

3.3.2 用8×8LED点阵构成16×16LED点阵 (10)

3.4 LED显示驱动电路 (11)

4 字模生成 (13)

4.1 字模简介 (13)

4.1.1 LED显示屏领域字模实现技术 (13)

4.1.2 软件控制系统字模提取的分析与设计 (13)

4.2 字模存储技术 (14)

4.3 字库生成 (15)

5软件设计 (16)

5.1 程序设计总体思路和结构 (16)

5.1.1 程序设计总体思路 (16)

5.1.2 程序流程图 (16)

5.2 各模块程序设计 (17)

5.2.1 系统初始化程序: (17)

5.2.2 LED动态显示 (18)

5.2.3 字符显示的原理 (19)

5.3系统功能测试 (19)

5.3.1 单元模块电路测试 (19)

5.3.2 系统整体功能测试 (19)

总结 (21)

致谢 (22)

附录A (23)

附录B (24)

参考文献 (34)

1 LED概述

1.1 LED电子显示屏概述

LED(Light Emitting Diode),发光二极管,简称LED,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极使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兴办导体,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。

多个LED发光灯组成固定的字符或图形进行显示,即形成LED点阵图文显示屏。其主要特征是只控制LED点阵中各发光器件的通断(发光或熄灭),而不控制LED的发光强弱。LED点阵的汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵(如16×16 点阵),将点阵文件存入ROM,形成新的汉字编码;而在使用时则需要先根据新的汉字编码组成语句,再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。

LED点阵显示具有如下特点:

(1)电压:LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,所以它是一种比使用高压电源更安全的电源。

(2)效能:消耗能量比同光效的白炽灯减少80%。

(3)适用性:每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境。

(4)稳定性:10万小时,光衰为初始的50%。

(5)响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级。

(6)对环境污染:无有害金属汞。

(7)颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄绿兰橙多色发光。

由于LED的众多优势,在市场中得到了广泛的应用,主要应用领域有:

(1)、信号指示应用:信号照明是LED单色光应用比较广泛也是比较早的一个领域,约占LED应用市场的4%左右。

(2)、显示应用:指示牌、广告牌、大屏幕显示等,LED用于显示屏幕的应用约

占LED应用的20%—25%,显示屏幕可分为单色和彩色。

(3)、照明应用:便携灯具,汽车用灯,特殊照明。由于LED尺寸小,便于动态的亮度和颜色控制,因此比较适合用于建筑装饰照明。背光照明:普通电子设备功能显示背光源、笔记本电脑背光源、大尺寸超大尺寸LCD显示器背光源等。以及投影仪用RGB 光源。

LED电子显示屏(Light Emitting Diode Panel)是由几百--几十万个半导体发光二极管构成的像素点,按矩阵均匀排列组成。利用不同的半导体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显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的亮度的方式,来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。

LED显示屏的发展前景极为广阔,目前正朝着更高亮度、更高气候耐受性、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。

1.2 LED电子显示屏的分类

按颜色分类:

单基色显示屏:单一颜色(红色或绿色)。

双基色显示屏:红和绿双基色,256级灰度、可以显示65536种颜色。

全彩色显示屏:红、绿、蓝三基色,256级灰度的全彩色显示屏可以显示一千六百多万种颜色。

按显示器件分类:

LED数码显示屏:显示器件为7段码数码管,适于制作时钟屏、利率屏等,显示数字的电子显示屏。

LED点阵图文显示屏:显示器件是由许多均匀排列的发光二极管组成的点阵显示模块,适于播放文字、图像信息。

2 显示原理及控制方式分析

2.1 LED点阵模块结构

八十年代以来出现了LED点阵组合型模块,以发光二极管为像素,它用高亮度发光二极管芯阵列组合后,环氧树脂和塑模封装而成。这种一体化封装的点阵LED模块,具有高亮度、引脚少、视角大、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。LED点阵规模常见的有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16等等。

根据像素颜色的数目可分为单色、双基色、三基色等。像素颜色不同,所显示的文

字、图象等内容的颜色也不同。单色点阵只能显示固定色彩如红、绿、黄等单色,双基色和三基色点阵显示内容的颜色由像素内不同颜色发光二极管点亮组合方式决定,如红绿都亮时可显示黄色,如果按照脉冲方式控制二极管的点亮时间,则可实现256或更高级灰度显示,即可实现真彩色显示。

图2.1示出最常见的8×8单色LED点阵显示器的内部电路结构和外型规格,其它型号点阵的结构与引脚可试验获得。

图2.1 8×8单色LED模块内部电路

LED点阵显示器单块使用时,既可代替数码管显示数字,也可显示各种中西文字及符号.如5x7点阵显示器用于显示西文字母.5×8点阵显示器用于显示中西文,8x8点阵可以用于显示简单的中文文字,也可用于简单图形显示。用多块点阵显示器组合则可构成大屏幕显示器,但这类实用装置常通过PC机或单片机控制驱动。

2.2 LED 动态显示原理

LED点阵显示系统中各模块的显示方式:有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、控制方便,但硬件接线复杂,在实际应用中一般采用动态显示方式,动态显示采用扫描的方式工作,由峰值较大的窄脉冲电压驱动,从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通,同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号,反复循环以上操作,就可显示各种图形或文字信息。

点阵式LED汉字广告屏绝大部分是采用动态扫描显示方式,这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。将连续的几帧画面高速的循环显示,只要帧速率高于24帧/秒,人眼看起来就是一个完整的,相对静止的画面。最典型的例子就是电影放映机。在电子领域中,因为这种动态扫描显示方式极大的缩减了发光单元的信号线数量,因此在LED显示技术中被广泛使用。

Y1……Y7叫做行线,接内部发光二极管的阳极,每一行8个LED的阳极都接在本行的行线上。相邻两行线间绝缘。同样,蓝色竖直线X0、X1……X7叫做列线,接内部每列8个LED的阴极,相邻两列线间绝缘。

在这种形式的LED点阵模块中,若在某行线上施加高电平(用“1”表示),在某列线上施加低电平(用“0”表示)。则行线和列线的交叉点处的LED就会有电流流过而发光。比如,Y7为1,X0为0,则右下角的LED点亮。再如Y0为1,X0到X7均为0,则最上面一行8个LED全点亮。

现描述一下用动态扫描显示的方式,显示字符“B”的过程。其过程如图2.2

图2.2 用动态扫描显示字符“B”的过程

2.3 LED常见的控制方式

目前常见的是并行传输方式,通过8位锁存器将8位总线上的列数据进行锁存显示,各8位锁存器的片选信号由译码器提供。此种方式的优点是传输速度快,对微控制器(MCU)的通信速度要求较低。但是这种方案最大的缺点是不便于随意扩展显示单元的数目。每增加一个16×16点阵的全角汉字显示单元,就需要在之前的电路上多增加两根地址线,这就要求在PCB布线的时候要留有充足的地址线冗余量。再一个缺点是,每个单元的PCB随着安放位置的不同,布线结构也不相同,不利于厂家批量生产。并行传输需要的芯片较多,因此市场上已经出现用FPGA,CPLD等高密度可编程逻辑器件(PLD)来取代传统锁存器IC的方案。成本有所下降,但可扩展性仍旧较差。因此,并行传输方式适用于显示单元数目确定的条屏。

随着广告屏显示内容的多媒体化,对控制器传输速度,运算能力的要求越来越高。因此控制器的种类也在不断发展以适应要求,从最初的8051单片机,到PIC单片机,又到FPGA,直到现在的ARM处理器。不同功能档次的广告屏对应着不同的处理器。

一.以传统8051单片机为控制器的LED显示屏。因受到单片机运算速度及通信速率的限制,LED动态显示的刷新率不可能做得太高。对显示效果和移动算法的处理也比较吃力,在实际显示效果上有比较明显的闪烁感。除此之外,传统8051单片机的内部资源贫乏,仅128字节的数据存储器,几K字节的程序存储器,无E2PROM,SPI。这就需要对单片机扩展外设,无疑增加了硬件成本。因此,8051控制的条屏只能用于显示内容及其简单,不需要经常更改显示内容的场合。

二.以PIC单片机为控制器的LED显示屏。因PIC单片机是RISC架构的工业专用单片机,处理指令的速度有所增加,抗干扰能力优秀,型号种类繁多。作为条屏的控制器,可以明显的改善显示效果,同时PIC单片机内部的资源较丰富,可节省外部电路设计难度,同时降低了硬件成本。因此,以PIC单片机为控制器的条屏目前仍是单色条屏市场的主流。

三.以FPGA(复杂可编程逻辑门阵列)为控制器的LED显示屏。FPGA以高速、并行著称。是近年来新兴的可编程逻辑器件。用他作为LED显示屏的控制器,能够高速的处理色阶PWM信号、高速的完成动态扫描逻辑、高速的完成字符移动算法。因此被运用于双基色、三基色的显示系统。但是其成本较高,开发难度较大。

四.以ARM(32位RISC架构高性能微处理器)为控制器的LED显示屏。ARM有着极高的指令效率,极高的时钟频率。因此其运算能力非常强大,内部资源也十分丰富,极大的简化了硬件设计的难度,缩短了开发周期。在条屏的运用中,能用ARM来实现花样繁多的显示方式,以及高色阶,多像素的全彩屏驱动。ARM与FPGA的组合更是功能强大,除了海量存储技术,无线更新技术外,还能实时地显示视频信号。因此,以ARM为控制器的显示屏常为视频全彩屏。

3 系统硬件概述

整个电路由单片机89C51,4个74HC138,1个16×16的LED组成。该电路所设计的电子屏可显示多个字符。

3.1单片机简介

AT89C51是一种带4KB可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能微处理器,俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供

了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51引脚即外观如图3.1所示。

图3.1 A T89C51的管脚图

3.1.1 单片机概念

单片机全称为单片机微型计算机(Single Chip Microsoftcomputer)。从应用领域来看,单片机主要用来控制,所以又称为微控制器(Microcontroller Unit)或嵌入式控制器。单片机是将计算机的基本部件微型化并集成在一块芯片上的微型计算机。

3.1.2 单片机的发展史

1975年,美国德克萨斯仪器公司首次推出4位单片机TMS-1000;此后,各个计算机公司竞相推出四位单片机。日本松下公司的MN1400系列,美国洛克威尔公司的PPS/1系列等。四位单片机的主要应用领域有:PC机的输入装置,电池充电器,运动器材,带液晶显示的音/视频产品控制器,一般家用电器的控制及遥控器,电子玩具,钟表,计算器,多功能电话等。

1972年,美国Intel公司首先推出8位微处理器8008,并于1976年9月率先推出MCS-48系列单片机。在这以后,8位单片机纷纷面市。例如,莫斯特克和仙童公司合作生产的3870系列,摩托罗拉公司生产的6801系列等。随着集成电路工艺水平的提高,一些高性能的8位单片机相继问世。例如,1978年摩托罗拉公司的MC6801系列及齐洛

格公司的Z8系列,1979年NEC公司的UPD78XX系列。这类单片机的寻址能力达64KB,片内ROM容量达4--8KB,片内除带有并行I\O口外,还有串行I\O口,甚至还有A\D 转化器功能。8位单片机由于功能强,被广泛用于自动化装置、智能仪器仪表、智能接口、过程控制、通信、家用电器等各个领域。

1983年以后,集成电路的集成度可达几十万只管/片,各系列16位单片机纷纷面市。这一阶段的代表产品有1983年Intel公司推出的MCS-96系列,1987年Intel推出了80C96,美国国家半导体公司推出的HPC16040,NEC公司推出的783XX系列等。16位单片机主要用于工业控制,智能仪器仪表,便携式设备等场合。

20世纪80年代末推出了32位单片机,如Motorlora公司的MC683XX系列,Intel 的80960系列,以及近年来流行的ARM系列单片机。32位单片机是单片机的发展趋势,随着技术的发展及开发成本和产品价格的下降。

近年来,64位单片机在引擎控制,智能机器人,磁盘控制,语音图像通信,算法密集的实时控制场合已有应用,如英国Inmos公司的Transputer T800是高性能的64位单片机。

3.1.3单片机的特点

1)单片机的存储器ROM和RAM时严格区分的。ROM称为程序存储器,只存放程序,固定常数,及数据表格。RAM则为数据存储器,用作工作区及存放用户数据。

2)采用面向控制的指令系统。为满足控制需要,单片机有更强的逻辑控制能力,特别是单片机具有很强的位处理能力。

3)单片机的I/O口通常时多功能的。由于单片机芯片上引脚数目有限,为了解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾,采用了引脚功能复用的方法,引脚处于何种功能,可由指令来设置或由机器状态来区分。

3.1.4主控单片机的接口说明

P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口,也即地址/数据总线复制用口,作为输入口时,每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路,对端口写入“1可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期激活内部上拉电阻。在Flash编程时,PO口接收指令节,而在程序校检时,输出指令字节,校检时,要求外接上拉电阻。

P1口:P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口,作输入口时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号

P2口:P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口,作输入口时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流I。在访问外部数据存储器或16位地址的外部数据存储(例如执行MOVX@DPTR指令)时,P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器(如执行MOVX@RI指令)时,P2口线上的内容(也即特殊功能寄存器(SFR)区中R2寄存器的内容),在整个访问期间不改变。Flash编程和校检时,P2亦接收高位地址和其他控制信号。

P3口:P3口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并可作输入端口,作输入端时,被外部拉低的P3口将用上拉电阻,输出电流I。P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校检的控制信号。

RST:复位输入,当震荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。

ALE/PROG:当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于所存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器,ALE乃以时钟振动频率的1/6输出固定的正脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。

3.2 74HC138译码器

译码器是组合逻辑电路的一个重要的器件,74HC138的输出是低电平有效,故实现逻辑功能时,输出端不可接或门及或非门,74HC138与前面不同,其有使能端,故使能端必须加以处理,否则无法实现需要的逻辑功能。发光二极管点亮只须使其正向导通即可,根据LED的公共极是阳极还是阴极分为两类译码器,即针对共阳极的低电平有效的译码器;针对共阴极LED的高电平输出有效的译码器。74HC138译码器管脚如图3.2所示。

图3.2

3.3 16×16LED点阵显示制作

3.3.1 16×16LED点阵的内部结构及工作原理

以UCDOS中文宋体字库为例,每一个字由16行16列的点阵组成显示。即国家标准汉字库中的每一个字均由256点阵来表示。我们可以把每一个点理解为一个像素,而把每一个字的字形理解为一幅图像。事实上这个汉字屏不仅可以显示汉字,也可以显示

在256像素范围内的任何图形。这里我们以“高”字说明,如图3.3所示。

图3.3 16*16LED汉字显示

用8位的AT89C51单片机控制,由于单片机的总线为8位,一个字需要拆分为2

个部分。一般把它拆分为上部和下部,上部由8×16点阵组成,下部也由8×16点阵组

成。在本例中单片机首先显示的是左上角的第一列的上半部分,即第0列的p00—p07

口。方向为p00到p07 ,显示汉字“高”时,p02点亮,由上往下排列,为p0.0 灭,p0.1 灭, p0.2

灭, p0.3 灭, p0.4 灭, p0.5 亮,p0.6灭,p0.7 灭。即二进制00000100,转换为16进制为04h。

上半部第一列完成后,继续扫描下半部的第一列,为了接线的方便,我们仍设计成由上

往下扫描,即从p27向p20方向扫描,从上图可以看到,这一列全部为不亮,即为00000000,16进制则为00h。然后单片机转向上半部第二列,仍为p01点亮,为00000100,即16进制04h.这一列完成后继续进行下半部分的扫描,p20点亮,为二进制00000010,即16进制02h.依照这个方法,继续进行下面的扫描,一共扫描32个8位,可以得出汉字“高”的扫描代码为02h,00h,01h, 04h,0FFh,0FEh, 00h,00h,1Fh,0F0h, 10h, 10h, 10h, 10h, 1Fh,0F0h,00h, 04h, 7Fh,0FEh, 40h, 04h, 4Fh,0E4h,48h, 24h, 48h, 24h, 4Fh,0E4h, 40h, 0Ch。

由这个原理可以看出,无论显示何种字体或图像,都可以用这个方法来分析出它的扫描代码从而显示在屏幕上。不过现在有很多现成的汉字字模生成软件,就不必自己去画表格算代码了。

3.3.2 用8×8LED点阵构成16×16LED点阵

Proteus中只有5×7和8×8等LED点阵,并没有16×16LED点阵,而在实际应用中,要良好地显示一个汉字,则至少需要16×16点阵。下面我们就首先介绍使用8×8点阵构建16×16点阵的方法,并构建一块16×16LED点阵,用于本例的显示任务。

首先,从Proteus7.1的元件库中找到“MATRIX-8X8-RED”元器件,并将四块该元器件放入Proteus文档区编辑窗口中。此时需要注意,如果该元器件保持初始的位置(没有转动方向),我们要首先将其左转90°,使其水平放置,那么此时它的左面8个引脚是其行线,右边8个引脚是其列线(当然,如果你是将右转,则右边8个引脚是行线)。然后我们将四个元器件对应的行线和列线分别进行连接,使每一条行线引脚接一行16个LED,列线也相同。并注意要将行线和列线引出一定长度的引脚,以便下面我们使用。连接好的16×16点阵如图3.4所示。

图3.4 点阵模块组合

成如下图的16×16点阵只是第一步,这样分开的数块并不能达到好的显示效果,下面我们要将其进一步组合。组合实际上很简单,首先选中如上图中右侧的两块8×8点阵,

图3.5

可以看到原来的连线已经自动隐藏了,至于线上的交点,我们不要去动。然后,我们再来最后一步,选中下侧的两块点阵,并拖动使其与上侧的两块并拢,最后的效果如图3.6所示。看到,原来杂乱的连线现在已经几乎全部隐藏了,一块16×16的LED点阵做成了。需要注意,做成的LED点阵的行线为左侧的16个引脚,下侧的16个引脚为其列线,而且其行线为高电平有效,列线为低电平有效。然后,我们将其保存,以便以后使用。

图3.6

3.4 LED显示驱动电路

LED显示驱动电路如图3.7所示。

图3.7 显示驱动电路图

4 字模生成

4.1 字模简介

文字的字模是一组数字,但它的意义却与数字的意义有着根本的变化,它是用数字的各位信息来记载英文或汉字的形状[1]。

在电脑硬件中,根本没有汉字这个概念,也没有英文的概念,其认识的概念只有——内码(将ASCII表的高128个很少用到的数值以两个为一组来表示汉字,即汉字的内码。而剩下的低128位则留给英文字符使用,即英文的内码)。如果你用启动盘启动系统后用DIR命令可能得到一串串莫名其妙的字符,但那确确实实是汉字,如果你启动UCDOS 或其他的汉字系统后,就会看到那是一个个熟悉的汉字。在硬件系统内,英文的字模信息一般固化在ROM里,即使在没有进入系统的CMOS里,也可以让你看到英文字符。而在DOS下,中文的字模信息一般记录在汉字库文件里(将制作好的字模放到一个个标准的库中,这就是点阵字库文件)。

4.1.1 LED显示屏领域字模实现技术

在通过软件实现的技术中,目前有许多字模生成软件,软件打开后输入汉字,点“检取”,十六进制数据的汉字代码即可自动生成,把我们所需要的竖排数据复制到我们的程序中即可。在通过硬件实现字模提取的技术中,有在单片机系统中增加硬汉字库的方法,主控器发送的汉字是其机内码,用两个字节来表示一个汉字。根据机内码,显示单元控制模块从汉字库中查取显示字模,实现汉字显示。由于带有硬汉字库,进行动态文字显示时,通用智能显示单元仅接受汉字的机内码即可,这样数据通讯量大大减少。因此,“动态文字显示速度快”。

4.1.2 软件控制系统字模提取的分析与设计

而在LED显示屏控制系统具体应用的Windows操作系统下如何提取字模信息是设计的核心。软件控制系统在实际编辑过程中,要求各种字体、字号的文字都能被编辑、保存。所以系统在设计时,把文本区理解为由众多的象素点构成,而把不同字体、字号的文字理解为一幅图像。因为所开启的文本区大小与LED显示屏的大小对应,所以采用16×16点阵为单位,把文本区内的每个像素点都看成一个二维数组,由于系统中各种颜色都有对应的值,赋予每个不同颜色的像素点不同的对应值,再把每个点赋予一个int 型的值,这样保存下来的信息就是二进制数据。通过这样的设计,我们不仅可以把任何字型,任何大小的文字保存下来,还可以显示以256个像素点阵为单位的任何图形。在软件控制系统中实现字模的提取,也就避免了在单片机中加载硬汉字库模块,从而简化

了硬件模块的设计。

以下以单色屏为例,介绍系统采用字模保存的算法设计:

定义COLORREF zimo color为像素点的颜色,判断某个点的颜色值。如果值为0xffffff,说明此点为白色,赋予此点值0。由于单色屏只有红色和不显色两种,所以可以简单赋值为除白色外其余点赋值为1

CClientDC dc(this);

CFile myfile;

unsigned int zimo[192] [384]={0};

unsigned char zimo_data[192][48]={0};

COLORREF zimo_color;

int row, col ;

this ->HideCaret();

for (row=0;row<192;row++){

for (col=0;col<384;col++){

zimo_color=do.GetPixel (col, row);

if (zimo color = =Oxffffff)

{zimo [row] [col]=0;}else

{zimo [row] [col]=1;}}}

定义unsigned int zimo[192][384]={0};//文本区像素点

以8位为一字节(因为在随后的串行通讯中,传输的数据是8位的二进制数据)

定义unsigned char zimo_data[192][48]={0}

4.2 字模存储技术

目前使用最广泛的技术是,通过上位机软件将待显示的字符串转换为对应的点阵字模数据,通过烧写的方式将这些字模数据按一定的顺序编址后存储在E2PROM中。在条屏显示的过程中按规定的方式取出E2PROM中的字模数据进行处理。对于一个16×16点阵的汉字字模数据,需要连续32字节的E2PROM空间来存储。照此计算,若有256个需要显示的字符,则至少需要32B×256=8192字节(8KB)的E2PROM存储空间。通常的单片机内部没有集成这么大容量的E2PROM。因此这种方案,需要在单片机外部扩展大容量的E2PROM,增加硬件成本。上位机程序设计由于涉及到汉字取模,取模算法的难度较大。在多字下载的时候传输时间也较长。诸多弊端使本设计放弃了传统方案。而本设计创新使用了专用的点阵字库芯片,成本仅为8元,内含各种点阵规格的GB2312、

ASCII等标准字库。专用字库芯片采用微型SO-8封装,使用高速同步串行SPI接口进行读写操作,节省了控制器的I/O。在本设计中,单片机内部的小容量E2PROM,用于存储待显示汉字的GB2312标准机内码,每个全角字符的内码占2字节,则在同样需要显示256个汉字的情况下,这种方案仅占用512字节的E2PROM空间

4.3 字库生成

因为本设计中为行扫描,列输入,所以“魏”的自摸代码为:

DB 49H,40H,4AH,51H,4CH,6AH,7FH,0C4H,4CH,4AH,8AH,71H,88H,42H,3FH,84H DB64H,98H,0A5H,0E0H,3EH,0BEH,24H,81H,24H,89H,7FH,81H,20H,07H,00H,00

LED广告牌制作方法

LED广告牌制作方法 在论坛上看到有人问LED广告牌,其实这个在网上很容易搜到,现将其中一篇个人认为比较详细(至少我看懂了)的贴上来,供大家参考。 概述1. 门头LED条屏 门头LED条屏幕,动感强颜色鲜艳,能吸引注意力,主要用来发布最新广告信息,广泛应用于银行,影楼,美容美发,手机店等店铺门头。随着LED屏作为一种新媒体被大家接受,的价格也被大家接受,LED的配件的标准化,将极大地推进LED屏的普及。门头的LED条屏应用,将会是LED屏走向平民化的重要大转折。 2. 组装意义 LED产业链已经很完善,所有的配件都可以很容易在网上买到,LED的技术参数, 日趋统一,行业标准基本形成,所有零配件都已经模块化。为自行组装LED屏幕提供了材料保障。LED条屏,外形为长条形,包装和运输成本高,相对材料成本较低,LED屏幕的当地组装奠定了成本优势。 加上最终用户并不熟悉LED屏幕,提高LED屏幕的当地销售的竞争力。 所以自行组装LED屏幕,在当地销售,可以获得最大利润。 我们以门头LED控制卡为例子讲述一个F5 128x32的门头LED大条屏(1米长0.25米高)组装过程以及牵涉到的理论知识。效果图如下图:

LED条屏幕的分类: LED横幅条屏幕的组成和小LED条屏幕是一样的,都是由单元板,电源,控制卡,连线组成。这里着重说明与小LED条屏幕的区别。重复的概念或者不明白的地方请仔细阅读<手把手教你组装LED条屏幕> 门头LED条屏 小LED条屏 对应教程 <教你组装门头LED条屏> <手把手教你组装LED条屏幕>屏幕环境 户内,半户外,户外 户内,半户外 应用场合 门头横幅,招牌 店面,柜台 亮度 超高亮度,能否在阳光下观看 高亮度 密度(点距) 30mm/20mm/15mm/12mm/10mm/7.6mm 7.62mm/4.75mm/4mm 屏幕大小 长度超过15米 高度超过0.5米 1.95m x 0.12m 分辨率 512x32 / 1024x64 256x16 128x32 字体 任意 16x16点简体宋 LOGO和图片 支持 不支持 扫描 1/16 1/8 1/4 1/16 控制卡 门头LED控制卡 低成本LED条屏控制卡 - - 单元板: 门头LED条屏常用的单元板,根据亮度,点距,几分几扫描,来分类。 亮度 一般用CCD为计量单位。由于CCD比较难测量,行业一样用使用环境亮度指标来衡量。以下是各级亮度的定义: 户内亮度:白天需要日光灯照明的环境 半户外亮度: 白天不需要日光灯照明,太阳不能直射屏,屏幕背景为墙壁,不透阳光 户外亮度:太阳能直射屏幕屏幕,屏幕背景空旷,能透射阳光。

LED点阵广告牌设计要点

第1章绪论 1.1 LED的发展及意义 随着社会文化的不断发展,人们的消费标准不断改变,户外灯箱广告更是扮演着越来越重要的宣传角色,不论是汽车站,火车站,股市交易市场,还是学校都离不开它,然而传统的霓虹灯广告牌不论是在显示效果、耗电量还是可修改性上都无法满足当前社会的需求,传统的霓虹灯广告亟待改进。 由于单片机技术的不断发展和高亮度LED发光管的出现使得大屏幕高亮度LED电子广告屏成为可能,与传统的霓虹灯广告在显示效果以及可修改性上都有着无法比拟的优势,而且单片机的日益平民化以及LED技术的不断创新,使得高亮度高清晰的LED点阵广告牌与传统霓虹灯广告牌的成本日益接近。另外,SMT技术的飞速发展,开关电源的大规模使用,使其无论在体积上还是在可靠性上都比传统的霓虹灯广告有明显的优势,为其在特殊领域的应用奠定了基础。 这种新兴的大屏幕显示技术成为众人目光的焦点。与传统的显示设备相比,首先,LED 显示屏色彩丰富,3基色的发光管的可以显示全彩色,显示显示方式变化多样(文字、图形、动画、视频、电视画面等)、亮度高,是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的高技术产品,可用来显示文字、计算机屏幕同步的图形。其次,LED显示屏的象素采用LED发光二极管,将多个发光二极管以序列的形式构成LED 显示阵列,这种显示屏具有耗电省、成本低、亮度清晰度高、寿命长等优点,而且LED 显示屏以其受空间限制较小,并可以根据用户要求设计屏的大小,具有全彩色效果,视角大,是信息传播设施划时代的产品。再次,LED显示屏应用广泛,金融证券、银行利率、商业广告、文化娱乐等方面,显示效果清晰稳定,越来越多的地方开始使用LED 电子显示屏,有巨大的社会效益和经济效益。它以其超大画面、超宽视觉、灵活多变的显示方式等独居一格的优势,是目前国际上使用广泛的显示系统。

Led点阵广告牌设计显示原理及控制方式分析

2.1 LED点阵模块结构 八十年代以来出现了组合型LED点阵显示器模块,以发光二极管为像素,它用高亮度发光二极管芯阵列组合后,环氧树脂和塑模封装而成。这种一体化封装的点阵LED模块,具有高亮度、引脚少、视角大、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。LED点阵规模常见的有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16等等。 根据像素颜色的数目可分为单色、双基色、三基色等。像素颜色不同,所显示的文字、图象等内容的颜色也不同。单色点阵只能显示固定色彩如红、绿、黄等单色,双基色和三基色点阵显示内容的颜色由像素内不同颜色发光二极管点亮组合方式决定,如红绿都亮时可显示黄色,如果按照脉冲方式控制二极管的点亮时间,则可实现256或更高级灰度显示,即可实现真彩色显示。 图2.1示出最常见的8×8单色LED点阵显示器的内部电路结构和外型规格,其它型号点阵的结构与引脚可试验获得。 图2.1 8×8单色LED模块内部电路 LED点阵显示器单块使用时,既可代替数码管显示数字,也可显示各种中西文字及符号.如5x7点阵显示器用于显示西文字母.5×8点阵显示器用于显示中西文,8x8点阵可以用于显示简单的中文文字,也可用于简单图形显示。用多块点阵显示器组合则可构成大屏幕显示器,但这类实用装置常通过PC机或单片机控制驱动。 2.2 LED 动态显示原理 LED点阵显示系统中各模块的显示方式:有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、控制方便,但硬件接线复杂,在实际应用中一般采用动态显示方式,动态显示采用扫描的方式工作,由峰值较大的窄脉冲电压驱动,从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通,同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号,反复循环以上操作,就可显示各种图形或文字信息。

广告牌制作合同书标准版

广告牌制作合同书 甲方: 乙方: 本着甲乙双方诚实守信,平等互利的原则,依据《中华人民共和国合同法》及其他相关规定,就甲方委托乙方制作***楼顶LED穿孔字工程,达成以下协议: 一、项目地址: 二、工程内容:楼顶LED穿孔字 三、材料要求: (附材质单及报价明细表) 四、工程资料、图纸提供办法及要求: 乙方应按照甲方签字的施工效果图制作,效果图与报价单另附。五、安装方法、验收标准: 乙方负责安装制作,甲方负责提供施工现场的电源及场地。乙方严格按甲方施工标准施工制作,没有按甲方标准制作施工造成一切损失由乙方全部负责。 六、安全责任: 1、甲方将楼顶LED穿孔字工程承包给乙方,乙方必须遵守甲方制定的安全管理制度; 2、乙方施工时必须检查各类施工设备的正常使用情况,不得带故障

施工,否则造成机械损坏、人员伤亡等甲方不负任何责任; 、施工中如因乙方施工人员违章操作,造成一切的损失及伤亡事故全部3. 由乙方承担,甲方不承担任何责任; 4、乙方施工人员不允许在工地饮酒、赌博、打架斗殴事件,如发生类似情况,甲方视情节轻重给予处理,情节严重者,甲方有权终止协议,清退出场,所造成的一切损失由乙方承担; 5、乙方必须给现场施工人员购买人身意外保险,如施工人员发生意外后所造成的损失,乙方全部承担,甲方概不负任何法律责任及因此产生的任何费用; 6、乙方在施工过程中不得损坏主体楼结构,如有损坏必须接受甲方处理; 七、工程造价及工程期限: 工程总造价为人民币(小写)元, (大写) 工程必须在日前完成,工期为天。如遇特殊情况(如刮大风、下雨、雪、停电等)不可抗因素造成的停工及甲方未按合同规定支付款项等因素工期可顺延。 八、付款方式:

LED点阵式电子广告牌控制

任务7 LED点阵式电子广告牌控制 1.任务目的 利用单片机控制一块最简单的8x8 LED点阵式电子广告牌,将一些特定的文字或图形以特定的方式显示出来。 2.任务要求 用单片机控制一块8x8 LED点阵式电子广告牌,循环显示的数字为0~9。 3.电路及元器件 用单片机控制一块8x8LED点阵式电子广告牌的硬件电路如图12.1所示。每一块8x8 LED点阵式电子广告牌有8行8列共l6个引脚,采用单片机的Pl口控制8条行线,P0口控制8条列线。 4任务分析

5.程序设计 在8x8 LED点阵上稳定显示一个字符的程序设计思路如下:首先选中8x8 LED的第l行,然后将该行要点亮状态所对应的字型码,送到列控制端口,延时约l ms后,选中下一行,再传送该行对应的显示状态字型码,延时后再选中第3行,重复上述过程,直至8行均显示一遍,时间约为8 ms,即完成一遍扫描显示。然后再从第1行开始循环扫描显示,利用视觉驻留现象,人们看到的是一个稳定的图形。多个字符的显示程序则在一个字符显示程序的基础上再外嵌套一个循环即可。 /程序:ex5_3.c //功能:在8×8LED点阵上循环显示数字0~9 #include "REG51.H"

void delay1ms(); //延时约1ms函数声明 void main() { unsigned char code led[]={0x18,0x24,0x24,0x24,0x24,0x24,0x24,0x18, //0 0x00,0x18,0x1c,0x18,0x18,0x18,0x18,0x18, //1 0x00,0x1e,0x30,0x30,0x1c,0x06,0x06,0x3e, //2 0x00,0x1e,0x30,0x30,0x1c,0x30,0x30,0x1e, //3 0x00,0x30,0x38,0x34,0x32,0x3e,0x30,0x30, //4 0x00,0x1e,0x02,0x1e,0x30,0x30,0x30,0x1e, //5 0x00,0x1c,0x06,0x1e,0x36,0x36,0x36,0x1c, //6 0x00,0x3f,0x30,0x18,0x18,0x0c,0x0c,0x0c, //7 0x00,0x1c,0x36,0x36,0x1c,0x36,0x36,0x1c, //8 0x00,0x1c,0x36,0x36,0x36,0x3c,0x30,0x1c}; //9 unsigned char w; unsigned int i,j,k,m; while(1) { for(k=0;k<10;k++) //字符个数控制变量 { for(m=0;m<400;m++) //每个字符扫描显示400次,控制每个字符显示时间 { w=0x01;//行变量w指向第一行 j=k*8; //指向数组led的第k个字符第一个显示码下标 for(i=0;i<8;i++) { P1=w; //行数据送P1口 P0=led[j]; //列数据送P0口 delay1ms();

LED电子灯箱制作方法

河南弘鼎LED科技有限公司 L E D电子灯箱制作方法 LED电子灯箱的灯体,一般是铝塑板或PVC板为面,加上发光二极管和胶体等,以发光二极管为光源,配上铝合金支架来组成。 特点:造价便宜,体轻易作,主题突出,鲜艳醒目品种多样,宣传性好,深受用户的喜爱。 1、灯箱制作材料: 外框:一般用铝合金型材制作。 光源:发光二极管 面板:铝塑板或PVC板或亚克力板。 支架:一般用铝合金支架。 控制器:单路、双路、等 2、灯箱常用工具:电钻(5mm的转头)、十字改锥、镙钉、小手钳、有机玻璃胶。 3、步骤: (1)在板上做出需要的字样或者图案 (2)用手电钻或者雕刻机打出与LED二极管直经大小一样的孔。 (3)每个字或图案里的LED灯为串联,一般红色不超过115个,蓝色不超过73个,绿色不超过80个,所加电阻数与LED灯个数之间的关系如图: 红/黄色超高亮LED数串电阻值 蓝色超高亮 LED数 串电阻值 绿/白色超高亮 LED数 串电阻值其 他 颜 色 的 超 高 亮 发 光 二 极 管 的 个 数 和 串 入 的 电 阻 值 可 以 自 己 试 验 可 得 , 主 要 的 是 电 流 必 15 — 20mA 。 25--35 9K 27—31 5.5K 30—35 5.5K 36—45 8K 32—36 5K 36—40 5K 46—55 7K 37—40 4.5K 41—45 4.5K 56—65 6K 41—44 4K 46—50 4K 66—75 5K 45—48 3.5K 51—55 3.5K 76—85 4K 49—53 3K 56—60 3K 86—95 3K 54—58 2.5K 61—65 2.5K 96—105 2K 59—63 2K 66—70 2K 106—115 1K 64—68 1.5K 71—75 1.5K 120以上# 69—73 1K 76—80 1K 74以上# 80--85 # #不建议采用,电压波动时影响稳定,以上参数仅供参考 建议:红色分为96—105、蓝色分为59—63、绿色分为66—70 其中的电阻都可以用1K/3W的电阻,如5K,是用5个1K/3W的电阻5个串联,1.5K时,可以用2个1K/3W的电阻并联后 再和一个1K/3W的电阻串联,所以在制作时只需要买1 K/3W的电阻即可。电阻可以串在该组的任何两个LED之间。(4)字与字或图案与图案之间一般为并联。 (5)所有的LED灯连接好以后,一般要用胶枪把它们给固定密封。以防脱捍和进水。注意LED所有两引脚一定不要短路。 (6)根据的所需来连接控制器不同的线,展示出不同的闪烁效果。 红色和黄色的发光源限流15-20MA,蓝色和绿色、白色的不要超过10-15MA 注意事项:经常有新入门的客户问为什么绿灯和蓝灯白灯很容易坏,其实大多数的原因不是灯的质量有问题,而是新手焊接技术还没有完全掌握,焊接不顺利,时间太长而造成LED 灯的损坏,这就需要提高焊接技术和速度来避免了。还有就是静电的原因,绿灯和蓝灯很怕静电的,我们身体和烙铁都存在静电,所以需要带防静电手腕,有条件的可以用防静电烙铁。再有就是所选购的LED灯的质量太次的原因了。所有购买LED灯箱配件,需要选择大厂家

广告牌制作方案

精心整理中建幸福城广告牌制作方案 遵义中建地产有限公司在中建幸福城C45、46号楼、6号路制作安装约2200平方米宣传广告牌,要求我单位制作,现将制作方案简述如下: 1、 2、 3、 4、 5、 6、 6.5— 7 图示: 7、材料用量:单块(10X5m)材料用量: (见预算表) 花岗岩施工工艺

1.工艺流程 2.基层处理-→选料-→刷水泥浆-→补找平层-→铺设面层-→灌缝-→ 养护-→镶贴踢脚板 3. 2.?基层处理:楼地面各种孔洞缝隙应事先用细石混凝土灌填密实,并经检 查无渗漏现象。基层干净无杂物,无积水。 4. 5. 6. ,7. 时,对于花岗岩、大理石不应大于1mm。 8.7.灌缝:铺贴完24h后,经检查石块表面无断裂、空鼓后,用稀水泥(颜色 与石板块调和)刷缝填饱满,并随即用布擦净至无残灰、污迹为止。铺好后板块两天内禁止行人和堆放物品。 9.8.养护:在面层铺设后,表面应覆盖、湿润,其养护时间不应少于7d。

10.9.镶贴踢脚板:镶贴前先将板块刷水湿润,将基层浇水湿透,均匀涂刷素水 泥浆,边刷边用1︰2水泥砂浆镶贴。踢脚板的尺寸规格应和地面材料一致,板间接缝应与地面贯通。 门窗施工工艺 ?12.1适用范围 工。 12.2 12.3 m;铝合螺钉、 1 2 要充实,具有针对性和指导性,全体参加施工的人员都要参加交底并签名,形成书面交底记录。 (4)进场检查及试验。铝合金门窗应检查合格证、原材料产品质量证明书;窗进场成品需做抗风压、水密性和气密性的三性试验;窗“三性”检测报告见图12-2(略)。 检查门窗品种、类型、规格、尺寸、性能、开启方向应符合设计要求,门窗应采用塑料胶带粘贴保护,门窗应分类侧放,防止受力变形。

单片机LED点阵式电子广告牌控制

嵌入式系统应用实训报告 课题名称单片机LED点阵式电子广告牌控制班级电信1116 学号45 姓名何金鑫

2013年5月 第一章设计任务和要求 、课程设计目的和要求: 1、本课程是电气工程及其自动化专业、电子信息科学与技术的必修课; 2、通过该实习使学生具有一定的动手能力、维修维护及改造能力、绘图能力,具体表现在:常用分立电子元器件的的识别、检测、使用能力;

3、通过该实习是学生达到如下要求:掌握单片机的工作原理和用途;认识二极管、发光二极管、电解电容等常用电子元器件; 4、学会常用电子元器件的测试、参数读取、质量鉴别、管脚识别等; 5、掌握焊接技术; 第二章主要内容: 1、电路原理分析,掌握单片机最小系统的设计,并自行设计一个最小的控制系统。 2.、焊接技术练习。熟悉电烙铁的基本知识,掌握电

烙铁的使用方法、技巧等,利用提供的印刷电路板、原件等使学生具有一定的焊接水平。 3、电路焊接组装及调试。将元器件按顺序、有步骤地安装在印刷电路板上(熟悉protel),边安装边测试,最后完成整个最小控制系统的设计。安装正常后根据自行设计的最小系统下载程序并进行调试,根据结果分析硬件电路焊接状态并进行分析报告。 4、整理实习报告。 第三章设计任务 利用AT89C/S52设计电路,上交电路图以及c源程序及hex文件,设计四个功能键,实现每个功能键控制不同的LED灯开关方式。 单片机系统是整个系统的核心部分,它主要用于键盘按键管理、数据处理、实时采样分析系统参数及

对各部分反馈环节进行整体调整。单片机最小系统包括电源电路、时钟电路、复位电路,检查硬件电路时,首先要检查电源是否接上,时钟电路和复位电路是否正常。AVR单片机的复位不同于51系列的高电平复位,是低电平复位,而且由于AVR单片机内部设置了复位电路,外部复位电路可以省去。

LED点阵广告牌的设计(史诗级完整版)

<> 课程设计报告 题目:LED点阵广告牌的设计 专业:电子信息工程 年级: 学号: 学生姓名: 联系电话: 指导老师: 完成日期: 2013 年 5 月 25 日

摘要 本设计使用AT89C51系列高速单片机作为主控制模块,利用简单的外围电路来驱动8×8的点阵LED点阵显示屏。利用AT89C51系列高速单片机本身强大的功能,可以很方便的实现单片机与PC机间的数据传输及存储,并能利用软件方便的进行显示内容的多样变化,另一方面点阵显示屏广泛的应用于医院、机场、银行等公共场所,所以本设计具有很强的现实应用性。 本LED显示屏能够以动态扫描的方式显示8×8点阵数字,摸拟电梯数字显示,并能通过上位机软件修改显示内容和显示效果等等。本文从LED的显示原理入手,详细阐述了LED动态显示的过程,以及硬件电路的设计、计算和软件的算法。 关键词:动态显示;单片机;LED点阵

ABSTRACT This design USES AT89C51 series high speed single chip microcomputer as the main control module, the use of simple peripheral circuit to drive the 8 x 8 dot matrix LED dot matrix display screen. USES AT89C51 series high-speed microcontroller itself powerful function, can easily achieve data transmission between MCU and PC and storage, and use software can easily display the content of diversity change, on the other hand of dot matrix display screen is widely used in hospitals, airports, Banks and other public places, so this design has a strong practical applicability. The LED display can be displayed in a dynamic scanning way 8 x 8 dot matrix digital, and can pass the PC software to modify the display content and effect and so on. This article obtains from the principle of LED display, LED dynamic display process were introduced in detail, and the hardware circuit and software algorithm. The design and calculation of Key Words:Dynamic display; Single chip microcomputer; The LED lattice

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)

基于单片机的Led点阵广告牌设计.doc

课程设计任务书 学生姓名:田鑫专业班级:电子0703班 指导教师:封小钰工作单位:信息工程学院 题目: 基于单片机的Led点阵广告牌设计 初始条件 本设计既可以使用集成集成译码器、计数器、定时器、脉冲发生器和必要的门电路等。也可以使用单片机系统构建。 要求完成的主要任务: 1、课程设计工作量:2周 2、技术要求: (1)采用单片机作为整个控制系统的控制电路的核心部分,配以各种显示、驱动模块,实现对点阵模块的显示和测量。 (2)确定设计方案,按功能模块的划分选择元、器件和集成电路,设计分电路,阐述基本原理。 (3)绘制总体电路原理图。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印,图纸应符合绘图规范。 时间安排: 1、2011年1月10日至14日,课程设计任务布置、选题、查询资料 2、2011年1月15日至17日,设计,软件编程、仿真和调试 3、2011年1月18日至20日,设计的硬件调试并撰写报 告 4、2011年1月21日,机房检查设计成果,提交设计说明书及答辩 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日 目录 摘要................................................................................................................... 错误!未定义书签。ABSTRACT...................................................................................................... 错误!未定义书签。 1 LED概述....................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.1LED电子显示屏概述 ............................................................................ 错误!未定义书签。

基于单片机的Led点阵广告牌设计

盛年不重来,一日难再晨。及时宜自勉,岁月不待人。 基于单片机的LED广告牌设计 班级电子2班姓名秦地学号0902214075 成绩 一、设计背景 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。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。 二、任务要求 设计一个简易的LED广告牌,用于显示自己的名字或其它个性信息。显示的字符用LED 发光二极管排列成固定形状,在控制电路驱动下各字符轮流循环点亮。或者用LED点阵显示,显示内容可更新。汉字一般是以点阵式方式存储的,如16×16,24×24点阵。汉字的字模其实是汉字字形的图形化。所谓16点阵字模,就是把汉字写在一个16×16的网格内,汉字的笔划通过某网格时该网格就对应1,否则该网格对应0,这样,每一网格均对应1或0,把对应1的网格连起来看,就是这个汉字。汉字就是这样通过字节表示其点阵存储在字形中的。为了方便查找所需要汉字的点阵,每个汉字都与一个双字节的内码相对应。通过汉字的内码可以计算出它的点阵起始字节。 三、整体设计方案 如图所示,本设计通过单片机来控制行列驱动器使LED显示屏显示出汉字,单片机选用AT89C52芯片,行驱动器采用74HC154的P0口,列驱动器选用74HC595芯片。该系统主要由AT89C52芯片、电源、行驱动器、列驱动器、16×64LED点阵5部分组成。

基于单片机的LED电子广告牌设计实现

课程设计报告设计名称基于单片机的LED电子广告牌的设计和实现 学校陕西电子科技职业学院 学院电子工程学院 学生姓名雷超凡 班级1507 指导教师聂弘颖 时间2017年10月21日

1 总括 1.1 LED点阵汉字显示系统 由于单片机技术的不断发展和高亮度LED 发光管的出现,使得大屏幕高亮度电子广告屏成为可能。与传统的显示设备相比,LED显示设备具有明显的优势:LED 屏色彩丰富,显示方式变化多样、亮度高;LED 屏可以随意修改显示内容;LED 显示屏可用来与计算机屏幕同步。另外,它以其超大画面、超宽视觉、灵活多变的显示方式等独居一格的优势,广泛应用于金融证券、银行利率、商业广告、文化娱乐等方面。 LED电子显示屏是利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成可变面积的显示屏幕,它具有高清晰度、色彩鲜艳、视角大、工作稳定、寿命长、功耗低等优点。由干采用单元模块化结构,屏体大小可按用户要求灵活拼制,它的超高亮度,使它在户内外显示中具有不可替代的作用。 本文提供了一种成本低廉的汉字点阵LED显示方案,该方案采用常用的5l系列单片机和可以级联扩展的显示电路,可适用于许多需要汉字和图形显示的场合。本设计的LED点阵显示系统采用字模提取软件,其显示和动态效果的实现主要依靠硬件扫描驱动,该方法方便,且易于实现。本文对点阵显示原理进行了深入的研究,对单片杌控制系统及显示驱动屯路进行了分析。介绍了单片机控制程序的设计方法。设计和制作了基于5 1系列单片机控制系统的64×1 6LED点阵显示屏。该系统对LED显示屏的驱动采用动态扫描驱动方式,可以实现不同的动态显示效果。

2 LED 点阵汉字显示系统总体方案设计 2.1移位寄存器74HC595控制列(方案一) 控制电路主要由单片机AT89C51、3×3矩阵键盘和片外RAM 构成。结构框图如图2.1所示。80C51的PL 口负责将显示数据发送给显示电路。P0口与P2口负责于片外RAM 及内存通讯, 图2.1 控制电路结构框图 显示电路主要由两片译码器74LS138、8片行驱动4953(每片控制两行)、8片列驱动 74HC595(LED

课程设计报告--LED点阵广告牌的设计

桂林航天工业学院 实习报告 课程名称单片机课程设计 开课学期 2014-2015春 实验室南实408 班级 20130922z01 组员:冯基恒(学号:20130922z0102) 肖淼(学号:20130922z0103)指导教师:吴慧峰 日期: 2015.7

摘要 本文介绍了一款以单片机AT89C52为控制器的LED点阵显示屏系统的设计。该系统可实现中英文字符以及特殊字符的显示和动态特效显示,通过控制按钮,可以实现不同效果间切换,达到实际应用中广告牌的要求。并且可以通过级连的方式来扩大显示屏幕的尺寸以达到增加显示内容的目的。 系统采用PC机作为上位机,上位机向单片机发送控制命令和上位机所存储的显示代码,AT89C52单片机接收并处理PC机的控制命令以及显示代码,由显示驱动模块驱动一个16×16分辨率的LED点阵显示屏的扫描显示。选用两片74HC138译码器作为I /O口的扩展,与LED点阵显示屏的控制列脚相连,16×16的点阵显示由4块8×8点阵组成。软件选用C语言程序编写。外部中断0输入口接控制按钮实现不同效果间的转换。所选用的AT89C52单片机具有价格低廉程序写入方便的特点使得整个系统方便维护和检修。除此之外,该系统只占用了单片机少量的I /O口和内存,为系统留下了功能扩展的空间。 I

目录 1 绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.1.1 选题背景 (1) 1.1.2 研究现状及发展趋势 (1) 1.2 论文主要内容 (1) 2 系统总体方案设计 (2) 2.1 系统硬件设计方案 (2) 2.1 系统软件设计方案 (2) 3 硬件系统设计 (3) 3.1 硬件整体设计概述 (3) 3.2 控制单元 (4) 3.2.1 AT89C52基本介绍 (4) 3.2.2 控制系统设计 (4) 3.3 译码器 (5) 3.4 LED点阵显示屏 (6) 3.4.1 LED点阵显示屏的基本介绍 (6) 3.4.2 LED点阵显示屏的工作原理 (7) 4 软件系统设计 (8) 4.1 程序设计 (8) 4.2 显示程序的设计 (9) 4.2.1 点阵数据表达方式 (9) 4.2.2 动态特效显示程序的设计 (9) 4.3 外部中断程序 (11) 5 系统调试 (12) 5.1 系统调试的基本过程 (12) 5.1.1 软件调试 (12) 5.2 系统调试的结果 (12) 结论 (13) 致谢 (14) 参考文献 (15) 附录 (16) 附录1:硬件原理图 (16) 附录2:C语言程序 (16)

LED电子广告、招牌灯箱制作教程

电子灯箱制作教程 电子灯箱、电子招牌是新兴的广告媒体,具有制作简单、省电、安全、寿命长、视觉效果好等优点,市场前景极好。 一、电子招牌(亮管亮字)工作原理 电子灯箱市场价格低且需求极大,电子灯箱是利用超高亮发光管和控制器组合而成,它可以不断的闪动,还可以常亮不闪,提高了人们的视觉冲击,它白天晚上24小时不停工作,随时会引起路人的注意,有效发挥了广而告之的作用,从而使客户倍受欢迎。 电子灯箱的特点非党明显,寿命长,光效高,无辐射、低功耗。直径为5mm的亮管灯珠,寿命大于100000个小时,科学家预测,未来5年内会有寿命无穷大的二极管问世,二极管将成为照明行业的主流光源。以做宽1米,高0.5米双面的“超市”共四个字计算,大概用白发红亮管灯珠600个,每个二极管按0.03W,整个灯箱耗能也就是18W,一天24小时工作0.3度电。一个月才9度电,同等规格的霓虹灯大概须用120度电左右。 二、电子招牌的制作: 1、制作:使用黑色铝塑板、PVC板、亚克力板、塑料板、或者其他绝缘材料,用电钻或者雕刻机打出想要显示的字样或者图案,孔的大小要让亮管紧紧的插进去。 2、串联连接亮管:把亮管按+-、+-、...... +-、+-串联焊接或用手扭紧,不能有松动的地方,产生一个正极(作个标记A+)和一个

负极(作个标记K-)。 注:二极管长脚为“+”(正)极,短脚为“-”(负)极。还可用亮管后部(帽沿)有个小缺口的地方为“-”(负)极这一标识,来区分+-方向。 3、亮管分组(串):按照不大于附表中各种颜色的亮管所能串联的最大数量进行分组串联,例如每组串联红色亮管不应多于96---105只/组,每组串联蓝色亮管不应多于59---63只/组,每组串联绿色亮管不应多于66---70只/组。 注:附表中加"#"号的不推荐选用,当串联亮管个数接近或超过带"#"号的个数时,易引起电路不稳定,宜分作两组串联亮管或更多组串联亮管,然后再把各组串联亮管并联连接为一组。 4、联接电阻:按附表所示将适当数量的电阻串入各组串联亮管中,电阻无正负极之分,电阻一端接各组串联亮管中的引出极:“-”(负)极,电阻另一端接到亮管控制器的负极(电阻务必接到控制器的负极上)。 亮管每个支路的电流最好调整在19mA±1mA,电阻选用1k/2w,如5k,可以用5个阻值为1K,功率为2W的电阻串在一起连接。 5、连接控制器:将各组串联亮管的正极接入控制器的公共正极(红线)端,各组串联亮管引出负极接入控制器的各控制负极(绿线、黄线、黑线、白线)端。如下图所示:

单片机LED广告牌设计方案

永城职业学院 毕业论文基于单片机的LED广告牌设计 题目:基于单片机的LED广告牌设计班级:机电一体化089班 专业:机电一体化 学生姓名:肖赛赛 指导教师:黄品 日期 2011年 4月 30 日

目录(字体要一致) 1 LED概述 (3) 1.1LED电子显示屏概述 (3) 1.2LED电子显示屏的分类 (3) 2 显示原理及控制方式分析 (4) 2.1LED点阵模块结构 (4) 2.2LED动态显示原理 (5) 2.3LED常见的控制方式 (5) 3 硬件电路设计 (6) 3.1系统硬件概述 (6) 3.216×16LED点阵显示制作 (8) 3.2.1 16×16LED点阵的内部结构及工作原理 (8) 3.2.2用8×8LED点阵构成16×16LED点阵 (9) 3.3主控单片机的接口说明 (11) 3.4LED显示驱动电路 (12) 4 字模生成 (13) 4.1字模简介 (13) 4.1.1 LED显示屏领域字模实现技术 (13) 4.1.2软件控制系统字模提取的分析与设计 (13) 4.2字模存储技术 (14) 4.3字库生成 (15) 5软件设计 (16) 5.1程序设计总体思路和结构 (16) 5.1.1程序设计总体思路 (16) 5.1.2 程序流程图 (16) 5.2各模块程序设计 (18) 5.2.1 系统初始化 (18) 5.2.2 LED动态显示 (18) 5.2.3 汉字显示的原理 (18) 6系统功能测试 (20) 6.1单元模块电路测试 (20) 6.2系统整体功能测试 (20) 总结 (21) 致谢 (21) 参考文献 (22) 附录 (23)

LED点阵广告牌的设计

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单片机原理与应用课程设计报告 课程设计名称:LED点阵广告牌的设计专业班级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 设计时间:2012.6.4——2012.6.15 成绩: 信电工程学院

摘要 LED点阵电子显示屏是一种新型信息显示媒体,集微电子技术、光电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示系统。以其色彩鲜艳,动态范围广,亮度高,寿命长,工作性能稳定,制作简单和安装方便等特点,广泛应用于广告、证券、信息传播、新闻发布等方面。 本文设计了一款以单片机AT89S51为控制器的LED点阵显示屏系统设计的16*16LED 点阵广告牌。给出了系统框图,硬件模块设计图、软件流程图和程序。硬件模块设计方面,主控制系统采用单片机控制方式,实现点阵 LED显示屏的驱动及信息的保存与显示。LED 显示点阵主要由LED、字模及其电路构成。通过单片机的控制驱动电路,采用扫描方式进行显示。为了便于扩展和更改,软件的设计采用模块化结构,使程序设计的逻辑关系更加简洁明了。 关键词单片机;LED;点阵

目录 1绪论 (1) 1.1 LED点阵显示屏的设计背景及意义 (1) 1.2 LED点阵显示屏的技术现状及发展趋势 (1) 1.2.1 我国LED产业发展现状 (1) 1.2.2 LED显示屏的发展趋势 (2) 1.2.3 选题意义 (2) 1.3 设计目标及采取的方案 (2) 1.3.1 本设计的目标 (2) 1.3.2 本设计采取的方案 (3) 2 系统总体分析 (4) 2.1 工作原理 (4) 2.2 总体设计 (4) 3系统硬件设计 (5) 3.1 AT89C51芯片的介绍 (5) 3.2 74LS154芯片的介绍 (5) 3.3 点阵式汉字LED显示屏设计 (7) 3.3.1 16*16点阵LED原理及应用 (7) 3.3.2 LED点阵的显示文字图形原理 (8) 4 系统软件设计 (11) 4.1 程序设计 (11) 5 调试与仿真 (14) 5.1 仿真效果 (14) 5.2 调试中出现的问题 (14) 结论 (15) 参考文献 (16) 附录 (17) 附录1 16*16的点阵图文显示屏的硬件原理图 (17) 附录2 硬件实物图 (17) 附录3 完整程序 (18) 附录4 元件清单 (25)

基于单片机的电子广告牌设计

目录 前言----------------------------------------------------------------------------------3 第一章LED点阵电子广告牌的简介----------------------------------------6 1.1 LED电子广告牌的定义------------------------------------------------------6 1.2 LED电子广告牌的特点------------------------------------------------------6 1.3 LED电子广告牌应用--------------------------------------------------------7第二章LED电子广告牌的设计原理--------------------------------------8 2.1 16*64点阵屏原理-----------------------------------------------------------8 2.2 系统的主要结构-------------------------------------------------------------8第三章主要芯片简介及硬件电路设计------------------------------------10 3.1 STC89C52芯片简介-----------------------------------------------------------10 3.2 74HC154芯片简介-------------------------------------------------------------11 3.3 74HC595芯片简介-------------------------------------------------------------13 3.4 点阵简介----------------------------------------------------------------------14 3.5 16*64点阵屏构成------------------------------------------------------------15 3.6 单片机最小系统与说明及连接电路-----------------------------------------16 3.7 行驱动和列驱动--------------------------------------------------------------19 3.8 硬件设计注意事项-----------------------------------------------------------21第四章keil实现C代码与程序下载-------------------------------------22 4.1 字模软件的使用--------------------------------------------------------------22 4.2 字模软件的设置--------------------------------------------------------------22 4.3 程序代码字模表--------------------------------------------------------------23

led广告牌制作方法

led广告牌制作方法 2009年07月24日星期五23:40 概述 1. 门头LED条屏 门头LED条屏幕,动感强颜色鲜艳,能吸引注意力,主要用来发布最新广告信息,广泛应用于银行,影楼,美容美发,手机店等店铺门头。随着LED屏作为一种新媒体被大家接受,的价格也被大家接受,LED的配件的标准化,将极大地推进LED屏的普及。门头的LED 条屏应用,将会是LED屏走向平民化的重要大转折。 2. 组装意义 LED产业链已经很完善,所有的配件都可以很容易在网上买到,LED的技术参数,日趋统一,行业标准基本形成,所有零配件都已经模块化。为自行组装LED屏幕提供了材料保障。LED条屏,外形为长条形,包装和运输成本高,相对材料成本较低,LED屏幕的当地组装奠定了成本优势。加上最终用户并不熟悉LED屏幕,提高LED屏幕的当地销售的竞争力。所以自行组装LED屏幕,在当地销售,可以获得最大利润。 我们以门头LED控制卡为例子讲述一个F5 128x32的门头LED大条屏(1米长0.25米高)组装过程以及牵涉到的理论知识。效果图如下图: LED条屏幕的分类:

LED横幅条屏幕的组成和小LED条屏幕是一样的,都是由单元板,电源,控制卡,连线组成。这里着重说明与小LED条屏幕的区别。重复的概念或者不明白的地方请仔细阅读<手把手教你组装LED条屏幕> 门头LED条屏小LED条屏 对应教程<教你组装门头LED条屏> <手把手教你组装LED条屏 幕> 屏幕环境户内,半户外,户外户内,半户外 应用场合门头横幅,招牌店面,柜台 屏幕大小长度超过15米高度超过0.5米 1.95m x 0.12m 分辨率512x32 / 1024x64 256x16 128x32 字体任意16x16点简体宋 LOGO和图片支持不支持扫描1/16 1/8 1/4 1/16 单元板: 门头LED条屏常用的单元板,根据亮度,点距,几分几扫描,来分类。 亮度 一般用CCD为计量单位。由于CCD比较难测量,行业一样用使用环境亮度指标来衡量。以下是各级亮度的定义: 户内亮度:白天需要日光灯照明的环境 半户外亮度:白天不需要日光灯照明,太阳不能直射屏,屏幕背景为墙壁,不透阳光户外亮度:太阳能直射屏幕屏幕,屏幕背景空旷,能透射阳光。 点距: 就是发光点之间的距离。主要是取决于观看者的距离。门头屏幕观看距离一般在30米内,一般采用不大于P16(16mm),常用为P7.62 。点距越密,显示出来的字笔画越细腻,点越多,单位面积的屏幕就越贵。 几分几扫描: 在LED单元板,扫描方式有1/16 1/8 1/4 1/2 静态几种。如果区分呢?一个最简单的办法就是数一下单元板的LED的数目和74HC595的数量。见下面的单元板(图B)一共有64x32个单红的LED灯,16个74HC595。(1个6025相当2个74HC595) 计算方法:LED的数目除以74HC595的数目再除以8 : 64 x 32 / 16 / 8 = 16扫

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