毕业论文：Led点阵广告牌设计

1、selectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointselectionparagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestselectionparbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb

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4、matlinespacinglinestopointselectionparagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestselectionparbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphfolinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacingli

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6、ctionparagraphfccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraselec 基于单片机的 led 点阵广告牌设计 目录目录 1 led 概述.6 1.1 led 电子显示屏概述.6 1.2 led 电子显示屏的分类.6 2 显示原理及控制方式分析.7 2.1 led 点阵模块结构.7 2.2 led 动态显示原理.7 2.3 led 常见的控制方式.

7、8 3 硬件电路设计.10 3.1 系统硬件概述.10 3.2 1616led 点阵显示制作.11 3.2.1 1616led 点阵的内部结构及工作原理.11 3.2.2 用 88led 点阵构成 1616led 点阵.12 3.3 主控单片机的接口说明.14 3.4 led 显示驱动电路.14 4 字模生成.16 4.1 字模简介.16 4.1.1 led 显示屏领域字模实现技术.16 4.1.2 软件控制系统字模提取的分析与设计.16 4.2 字模存储技术.17 selectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagra

8、phformatlinespacinglinestopointselectionparagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestselectionparbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphfolinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespac

9、inglinestopointse11111111111111111111111111111111lectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraphformatlinespaci2222222222222222222222nglinestopoints2selectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoin

10、tselectionparagraphfccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraselec selectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointselectionparagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

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13、cccccccormatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraselec 4.3 字库生成.17 5 软件设计.19 5.1 程序设计总体思路和结构.19 5.1.1 程序设计总体思路.19 5.1.2 程序流程图.19 5.2 各模块程序设计.20 5.2.1 系统初始化.20 5.2.2 led 动态显示.20 5.2.3 汉字显示的原理.20 6 系统功能测试.22 6.1 单元模块电路测试.22 6.2 系统整体功能测试.22 总结.23 致谢.24 参考文献.25

14、 附录.26 selectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointselectionparagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestselectionparbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb

15、bbbbbbbagraphfolinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointse11111111111111111111111111111111lectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraphformatlinespaci2222222222222222222222nglinestopoints2selectionparagraphforma

16、tlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointselectionparagraphfccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraselec selectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparag

17、raphformatlinespacinglinestopointselectionparagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestselectionparbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphfolinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinesp

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19、intselectionparagraphfccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraselec 引 言 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

20、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 型半导体，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

21、（如 1616 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

22、级，led 灯的响应时间为纳秒级。 （6） 对环境污染：无有害金属汞。 selectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointselectionparagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestselectionparbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb

23、bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphfolinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointse11111111111111111111111111111111lectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraphformatlinespaci2222222222222222222222nglinestop

24、oints2selectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointselectionparagraphfccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraselec selectionparagraphformatlinespaci

25、nglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointselectionparagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestselectionparbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphfolinespacinglinestopointss

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27、aphformatlinespacinglinestopointselectionparagraphfccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraselec （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

28、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。 selectionparagraphformatlinespacinglinestopoi

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34、ccccccccccccccccccccccccccormatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraselec 1 led 概述 1.11.1 ledled 电子显示屏概述电子显示屏概述 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。 l

35、ed 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 显示屏分为图文显示屏和条幅显示屏，均由 led 矩阵块组成。图文显示屏可与计 算机同步显示汉字、英文文本和图形；而条幅显示屏则适用于小容量的字符信息显示。led 显示屏因为其像素单元是主动发光的，具有亮度高，视角广、工作电压低、功耗小、寿命 长、耐冲击和性能稳定等优点。因而被广泛应用于车站、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。 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

36、高的发 光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。 1.21.2 ledled 电子显示屏的分类电子显示屏的分类 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： selectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointselectionparagraaaaaaaa

37、aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestselectionparbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphfolinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointse11111111111111111111111111111111lecti

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42、formatlinespacinglinestopoctionparagraselec 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。 按使用场合分类： 室内显示屏：发光点较小，一般 3mm-8mm，显示面积一般零点几至十几平方米。 室外显示屏：面积一般几十平方米至几百平方米，亮度高，可在阳光下工作，具有防风、 防雨、防水功能。 按发光点直径分类： 室内屏：3mm、3.75mm、5mm、 室外屏：10mm、12mm、16mm、19mm、

43、21mm、26mm 室外屏发光的基本单元为发光筒，发光筒的原理是将一组红、绿、蓝发光二极管封在一个 塑料筒内共同发光增强亮度。 selectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointselectionparagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestselec

44、tionparbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphfolinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointse11111111111111111111111111111111lectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraphformatlinespaci2222

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46、tionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointselectionparagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestselectionparbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagrap

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48、linestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointselectionparagraphfccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraselec 2 显示原理及控制方式分析 2.12.1 ledled 点阵模块结构点阵模块结构 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

49、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 44、48、57、58、88、1616 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

50、 示出最常见的 88 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。 selectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointselectionparagraaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestselectionparb

51、bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbagraphfolinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointse11111111111111111111111111111111lectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraphformatlinespaci222222222222

52、2222222222nglinestopoints2selectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointselectionparagraphfccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraselec selectionpara

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54、pacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointse11111111111111111111111111111111lectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraphformatlinespaci2222222222222222222222nglinestopoints2selectionparagraphformatlinespacinglinestop

55、ointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopointselectionparagraphfccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccormatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacinglinestopoctionparagraselec 图 2.1 88 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

56、母58 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。 2.22.2 ledled 动态显示原理动态显示原理 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 l

57、ed 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。 以 88 点阵模块为例，说明一下其使用方法及控制过程。图 2.1 中，红色水平线 selectionparagraphformatlinespacinglinestopointsselectionparagraphformatlinespacingline

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