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1、 论文题目：发光二极管显示屏的显示和远程控制年级：院系：学生姓名：指导教师：年 月目录第一章 概述4第二章 LED显示屏和控制系统的原理5第三章 LED显示屏电源的设计63.1 AC/DC电路设计63.2 DC/DC主电路设计73.3控制电路设计83.4实验结果9第四章 主电路系统硬件设计114.1显示与控制的设计114.2单片机动态显示控制124.3 PC机控制程序134.4汉字显示的原理14总 结17参考文献18摘 要本报告主要是根据发光二极管和其他相关电子元器件的固有性能结合单片机的相关程序实现的显示器的一种与远程控制。报告对常规发光二极管的工作原理进行了分析并结合实际对原有电路进行了创
2、新。提出一种利用PC机和单片机控制的LED显示系统通讯方法。该方法可以对显示内容进行实时控制，从而实现诸如闪动、滚动、打字等多种动态显示效果。该方法同时还可以调节动态显示的速度，同时用户也可以在PC机上进行显示效果的预览，显示内容亦可以即时修改。另外，通过标准的RS232485 转换模块还可以实现对显示系统的远程控制。 报告中主要针对现实中的相关电路进行了介绍和分析，并给出图解以便分析。本设计还根据实际需要进行了显示屏电源的设计，以便能够实现最终效果。关键词：发光二极管 PC机 实时控制 电源ABSTRACTThis report is mainly based on leds and oth
3、er related electronic components of the inherent property of single-chip computer programming related monitor with a remote control. Report on the working principle of conventional light-emitting diodes are analyzed and the innovation of the original circuit. A PC and single-chip microcomputer contr
4、ol the LED display system, communication methods. This method can display content, so as to realize real-time control such as flashing, rolling, typing and other various dynamic display effect. This method also can adjust the speed of dynamic display, at the same time, the user can also result in PC
5、S, shows that the preview contents can also instant changes. In addition, through standard RS232/485 conversion module can also realize that the system of remote control.he report aimed at reality associated circuits are introduced and analyzed, and gives diagrams for analysisThis design is made acc
6、ording to the actual needs of the power supply, designed to display can achieve the resultKeywords ： light and pc control of the real-time 第一章 概述 LED 点阵电子显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示屏系统。它以其色彩鲜艳，动态范围广，亮度高，寿命长，工作稳定可靠等优点而成为众多显示媒体以及户外作业显示的理想选择。同时也可广泛应用到军事、车站、宾馆、体育、新闻、金融、证券、广告以及交通运输等许多行业。 LED显示屏是一种迅速发
7、展起来的新型信息显示媒体。随着我国经济的不断发展,已被广泛应用于车站、宾馆、银行、医院等公共场合。显示屏电源是其重要组成部分，主要用来给显示屏发光二极管提供必要的工作电流，保证屏体正常显示。为简单起见，通常采用由一小功率电源带3到4个显示驱动板的供电方案。这样,一个较大面积的显示屏需要配接许多电源模块，例如一个2m1.5m的屏体，就需要提供24个5V/20A的模块电源。但是设计存在以下缺点：1）接线复杂每一个电源均需单独地配置交流输入线、直流输出线。 2）电源冗余度差在大多数情况下，屏体显示内容为文字、动画、图片，每个显示驱动板消耗的电流不一样，可能某些电源模块过载，而另一些模块空载。此外，若
8、某一电源失效，会造成屏体的一部分黑屏。 3）电源过载能力差，利用率低屏体在工作时消耗的电流随画面的内容、颜色、亮度而变化，大部分时间电流较小，而大面积高亮度的画面虽消耗电流大，但持续时间短。考虑到LED是恒流驱动的，只要驱动板可正常工作，供电电压可以降低一些。电源最好有下拖形状的限流特性，而不是通常的较陡峭形状的限流特性，以保证有较好的过载能力、较高的利用率。 考虑到以上各点，提出新的供电方案如下： 1）集中供电，采用n1冗余方案。 2）电源模块设计适当的输出电流，模块可均流。保证屏体装配工艺易实现n1冗余。 3）电源模块有下拖形状的限流特性以保证有较好的过载能力、较高的利用率。 4）电源模块
9、有扁平的外形，自然散热，易于在屏体上安装，并利用屏体散热 5）电源模块带APFC，减小对电网的干扰，适应电网的波动第二章 LED显示屏和控制系统的原理1、LED显示是利用发光二极管点阵模快或像素单元组成的平面式显示屏幕。具有发光率高、使用寿命长、色彩丰富、对室内环境适应能力强等优点。2、LED显示屏控制系统（LED Display Control System），又称LED显示屏控制器、LED显示屏控制卡。它是组成LED显示屏的核心部件、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。 3、LED
10、显示屏控制系统分类 1）LED显示屏异步控制系统 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)
11、LED显示屏同步控制系统 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。 第三章 LED显示屏电源的设计 采用集中供电方案可避免分散供电的缺点，但要求电源的可靠性更高，否则电源一旦失效会造成整屏的黑屏，而不是部分黑屏。提高电源
12、可靠性的最积极的办法为提高变换效率，减少发热量，同时选用可靠性高的线路与器件。3.1 AC/DC电路设计传统的AC/DC全波整流电路采用的是整流电容滤波电路。这种电路是一种非线性器件和储能元件的组合，输入交流电压的波形是正弦的，但输入电流的波形发生了严重的畸变，呈脉冲状。由此产生的谐波电流对电网有危害作用，使电源输入功率因素下降。在本设计中整流电路部分采用有源功率因数校正电路(APFC),避免了上述缺点。其电路如图1所示。与典型PFC主电路不同的是此电路选用了无损吸收缓冲网络。该网络降低了开关管的开关损耗,提高了其稳定性,增强了其使用寿命。它利用一组无源元件,使开关管实现了零电流开通和零电压关
13、断，提高了电源的工作效率,且相对于其它谐振软开关电路，降低了生产成本。 下面通过分析PFC主开关Q的工作过程来说明此无损吸收缓冲网络的工作原理。 1）Q导通时，因为电感 L2中电流不能突变，且C2、C1电压不能突变，Q中的的电流从零开始增加,缓慢上升。通过 D4的电流iD4渐减。Q实现零电流开通，导通的损耗较小。 2）当电流iD4减少为零时，D4进入反向恢复状态，通过电感 L2的电流iL2=iL1irD4。D4反向电流irD4的变化率受到电感 L2的控制，反向恢复损耗降低。 3）主电感L2中电流缓慢增加，Q上的电压 uQ下降。电容C2通过D2、C1、L2、Q放电 ,C2上的电压uC2下降。 4
14、）当uC2下降为零时,C2中的能量完全转向 C1、L2。L2中的电流饱和不变，uQ下降变为零，Q完成零电流开通过程。 5）Q保持开通状态,与普通PFC电路的开关管状态相同。 6）Q关断时，L2中的电流 iL2通过D1流向C2，C2从零开始充电，Q实现零电压关断，关断损耗较小。二极管 D2、D3使uC2最终钳位在输出电压VL。 7）L2在导通时存储的能量通过 D1、D2流向C1，L2逐渐复位。当 L2复位后，C1中的能量通过D3输出。 8）当C1两端电压变为零时， D4正向导通。Q完成零电压关断过程。 9）Q保持关断状态直到开始进入新的开关循环过程。 Q的开关波形如图2所示;Q的实测导通时间和关断时间如图3所示。（电源负载22A） 从以上分析可知此无损吸收网络具有以下几个特点。 1）Q的最大工作电压等于输出电压 VL。 2）PFC电路的输出二极管D4的耐压是 VL与电感L2的反向电压之和。 3）Q中的电流上升率，即Q的开通损耗决定于电感 L2两端电压和L2的电感量。 4）Q两端的电压上升率，即Q的关断损耗决定于流过电容 C2的电流和C2的容量。 5）由于开关动作引起的存储在 L2和C2中的能量最终都输出给了负载，保证了转换器的工作效率。3.2 DC/DC主电路设计DC/DC主电路采用单端双正激电路。单端双正激电路相对于其它拓扑电路结构，开关管承受电压低，在控制电路设计中
