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1、毕毕 业业 论论 文文课题名称：课题名称： 浅谈浅谈 LED 在电子广告牌的应用在电子广告牌的应用 作作 者：者： 学学 号：号： 09010401160901040116 系系 别：别： 电子工程系电子工程系 专专 业：业： 电子信息工程技术电子信息工程技术 指导教师：指导教师： 2012 年 3 月 29 日中文摘要浅谈 LED 在电子广告牌中的应用摘摘 要要LED 是发光二极管 Light Emitting Diode 的英文缩写 , 是一种能够将电能转化为可见光的半导体。 LED 点阵是由发光二极管排列组成的显示器件 , 在我们日常生活的电器中随处可见，极为普通也广为人知。它采用低电压
2、扫描驱动，具有： 耗电少、使用 寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远、规格品、可靠耐用、应用灵 活、安全、响应时间短、绿色环保、控制灵活种等特点。目前 LED 显示屏作为新一代的 信息传播媒体，已经成为城市信息现代化建设的标志。随着社会经济的不断进步，以及LED 显示技术的不断完善，因此，学习 LED 系统原理与工程技术很有必要。通过对点阵电路的学习和熟悉 LED 的使用对 LED 显示屏的认识将越来越深入，其应用领域将会越来越广。关关键键词词：调制解调；点阵；编码译码郑州电子信息职业技术学院 2012 届毕业论文1郑州电子信息职业技术学院 2012 届毕业论文2目 录1 绪论
3、.22 LED 屏幕广告牌系统设计.32.1 硬件系统 .32.1.1 上位机 .42.1.2 手持发射机 .42.1.3 接收机 .42.1.4 显示屏 .42.2 软件系统 .42.2.1 上位机主控程序 .42.2.2 发射机主控程序 .52.2.3 接收机主控程序 .63 LED 广告屏的应用.74 LED 屏幕广告牌系统的性能检测指标.95 结论 .10参考文献 .11致谢 .12郑州电子信息职业技术学院 2012 届毕业论文31 1 绪论绪论应用半导体 PN结发光源原理制成 LED问世于20世纪60年代初，1964年首先出现红色发光二极管，之后出现黄色 LED。自20世纪80年代后
4、期开始，随着 LED 制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的应用。在我国改革开放之后 .特别是进入 90 年代国民经济的高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈。 1990 年以前是我国 LED 显示屏的成长形成时期。一方面，受LED 材料器件的限制， LED 显示的应用领域没有广泛展开；另一方面，显示控制技术基本上是通信控制方式，客观上影响了显示效果。这一时期的LED 显示在国外应用较广，国内却很少，产品以红、绿双基色LED 显示屏为主，控制方式为通信控制，灰度等级为单点 4 级调灰，产品的成本比较高。 1991 年-1995 年，这一阶段是 LED 显示屏迅速发展的时期。进入上世纪90
5、年代，全球信息产业高速增长，信息技术各个领域不断突破，在LED 材料和控制技术方面也不断出现新的成果。 1994年蓝色、绿色 LED晶片研制成功，全彩色LED显示屏进入市场；电子计算机及微电子领域的技术发展，在显示屏控制技术领域出现了视频控制技术，显示屏灰度等级实现16级灰度和 64级灰度调灰，显示屏的动态显示效果大大提高。这一阶段， LED显示屏在我国发展速度非常迅速，从初期的几家企业、年产值几千万元发展到几十家企业、年产值几亿元，产品应用领域涉及金融证券、体育、机场、铁路车站、公路交通、商业广告、邮电电信等诸多领域，特别是 1993年证券股票业的发展更引发了 LED显示屏市场的大幅增长。
6、LED显示屏在平板显示领域的主流产品局面基本形成，LED显示屏产业成为新兴的高科技产业。 1996 年-2000 年，1996 年由日本 Nichia 公司（日亚）成功开发出白色LED,而我国 LED 显示产业的发展进入一个总体提高、产业格局调整完善的时期。这期间，LED 显示产业内部竞争加剧，形成了许多中小企业，产品价格大幅回落，应用领域更为广阔，产品在质量、标准化等方面出现了一系列新的问题，有关部门对 LED 显示屏的发展予以重视并进行了适当的规范和引导。到2000 年，产业整体规模接近 15 亿元。郑州电子信息职业技术学院 2012 届毕业论文42001 年-2005 年，我国 LED
7、显示产业稳步发展，整体规模逐年提升， 2005年产业规模达到 40 亿元。这一时期， LED 显示新技术、新产品不断出现，产业内部出现一定的专业化分工，专业控制系统、基础单元产品、专用集成电路等发展较快，技术规范和产品标准等工作受到普遍重视。这一时期，LED 显示屏的显示颜色、亮度、视角等性能指标得到不断改善和提高，恒流驱动控制技术和LED 专用驱动 IC 得到广泛应用。在产品结构工艺上，显示屏的平整度、散热和防护等级等受到厂家关注和重视。从市场方面，全彩色LED 显示屏得到普及应用， LED 显示屏产品形成了一定的出口规模。 2005 年，全国 LED 显示屏产品的 40 亿元市场总额中，全
8、彩色 LED 显示屏占到近 50%，LED 显示屏出口达到 5 亿元以上。2006 年2009 年，我国 LED 显示产业进入又一个新的历史发展阶段，产业规模提升幅度加快。2007 年产业总体增幅达到 44%，产业的集约化发展效应也比较明显，基本形成了华南、华东两大主要基地。半导体照明的发展热潮有力推动了 LED 器件基础材料的技术进步，LED 显示应用产品的性价比提升，应用领域更加广阔，市场规模不断提升。同时，LED 显示产品从大屏幕产品扩展到了各种显示应用产品。2009 年随着 LED显示产业的发展，LED 电子显示屏被广泛应用到交通，酒店，医院，个体商户以及各行业。随着新的政策法规的出现
9、，目前青岛，北京等地已经明确规定户外广告必须使用LED 电子显示屏。相信不久的将来，LED 电子显示屏将迎来一个崭新的开始。2 2 LEDLED 屏幕广告牌系统设计屏幕广告牌系统设计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
10、广告牌系统也分为硬件系统与软件系统。2.12.1 硬件系统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 所示4。 郑州电子信息职业技术学院 2012 届毕业论文52.1.1 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。2.1.2 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
11、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。2.1.3 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。2.1.4 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。2.22.2 软件系统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
12、控程序。2.2.1 上位机主控程序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 接口及其他输入设郑州电子信息职业技术学院 2012 届毕业论文6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
