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1、武汉科技学院毕业设计(论文)1 绪论LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成在面积显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、价格性能比高、使用成本低等特点，在短短的十来年中，迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。1.1 LED显示屏的广泛应用 信息化社会的到来，促进了现代信息显示技术的发展，形成了CRT、LCD、PDP、LED、EL、DLP等系列的信息显示产品，纵观各类显示产品，各有其所长和适宜的市场应用需求。随着LED材料技术和工艺的提升，LED显示屏以突出的优势成为平板显示的主流产品之一，并
2、在社会经济的许多领域得到广泛应用，主要包括：（1）证券交易、金融信息显示。这一领域的LED显示屏占到了前几年国内LED显示屏需求量的50%以上，目前仍有较大的需求。（2）机场航班动态信息显示。民航机场建设对住处显示的要求非常明确，LED显示屏是航班住处显示系统FIDS（Flight information Display system）的首选产品。（3）港口、车站旅客引导信息显示。以LED显示民间为主体的信息系统和广播系统、列车到发揭示系统、列车到发揭示系统、票务信息系统等共同构成客运枢纽的自动化系统，成为国内火车站和港口技术发展和改造的重要内容。（4）体育场馆信息显示。LED显示屏作为比赛信
3、息显示和比赛实况播放的的主要手段已取代了传统的灯光及CRT显示屏，在现代化体育场馆成为必备的比赛设施。（5）道路交通信息显示。智能效通系统（ITS）的兴起，在城市效通、高速公路等领域，LED显示民间作为可变情报板、限速标志等，得到普遍采用。 （6）调度指挥中心信息显示。电力调度、车辆动态跟踪、车辆调高度管理等，也在逐步采用高密度的LED显示屏。（7）邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。（8）广告媒体新产品。除单一大型户内、户外显示屏做为广告媒体外，集群LED显示屏广告系统、列车LED显示屏广告发布系统等也已得到采用并正在推广。（9）演出和集会。大型显示屏越来越普遍的用于公共
4、和政治目的的视频直播，如在我国建国50周年大庆、世界各地的新千年庆典等重大节日中，大型显示屏在播放实况和广告信息发布方面发挥了卓越的作用。（10）展览会，LED显示大屏幕作为展览组织者提供的重要服务内容之一，向参展商提供有偿服务，国外还有一些较大的LED大屏幕的专业性租赁公司，也有一些规模较大的制造商提供租赁服务2。1.2 LED电子显示屏产业状况与市场发展1.2.1 LED显示屏的产业状况经过近十年的发展，我国LED显示屏产业发展目前已初具规模，基本形成了一批具有一定规模的骨干企业。进入新世纪，光电子产业得到广泛的重视，一些具有实力和影响的企业把LED显示屏作为经营战略发展的重要内容，涉足L
5、ED显示屏产业，中国加入WTO、北京申奥成功等，成为LED显示屏产业发展的契机，预计在近两年内，我国的LED显示屏产业将会有较大的调整和发展。 1998年低LED显示屏专委会进行了一次不完全统计，根据统计结果，1998年度销售总额在1000万元以上的企业有20多家，其销售总额达6亿元左右，占行业市场总额的85%以上；全国从事LED显示屏的各企业有100余家，从业人员近6000人，行业年度销售总额8亿元人民币，此前的1996、1997年的增长速度均保持40%左右，1998年略有回落，增长速度大概在30%左右。1998年成立的中国光学光电子待业协会光电器件分会LED显示屏专业委员会，集中了全国有代
6、表性和影响的LED显示屏主要生产企业，成立之初有55家成员单位，目前已发展到67家，基本上包括了全国LED显示屏行业的主导企业。 至2000年度，LED显示屏专业委员会成员单位的年产值已逾11亿元人民币，所度销售额超过了10亿元人民币。与1999年相比，全行业产销值的平均增长为10%以上，其中个别企业的增长了近两倍，有几个企业增长了50%以上，大部分企业稳中有升，也有少数是下滑的，估计，这个产值占全国同行业的75%以上。从业人数近9000人，其中专业技术人员4000多人，约占全员的45%，具有中高级技术职称的有2400多人，约占全员的28%。这些人员大部分从事技术开发，就整个行业来说，具有较强
7、的开发能力3。 我国LED显示民间产业在规模发展的同时，产品技术推陈出新，一直保持比较先进的水平。90年代初即具备了成熟的16级灰度256色视频控制技术及无线遥控等国际先进水平技术，近年在全彩色LED显示屏、256级灰度视频控制技术、集群无线控制、多级群控技术等方面均有国内先进、达到国际水平的技术和产品出现；LED显示屏控制专用大规模集成电路也已由国内企业开发生产并得到应用。目前国内主要LED显示民间制造厂商主要集中在华东、华北、华南区域，大型制造商的市场范围几乎覆盖整个国内市场。国内LED厂商数量也在逐增加，目前比较上规模的（年产值在300万元以上）估计有150余家，其中年产值上千万的有20
8、余家。而且由于国产LED显示屏的性价比比较高，市场占有率近100%，国外同类产品基本没有市场。1.2.2 LED显示屏的市场发展从93年至今，全国LED市场保持持续增长（据台湾PIDA估计，国内显示屏市场年增长率为40%左右）。光电基础产业的发展促进了LED显示民间产业近年来年迅速发展。据电子工业年鉴及一些专业杂志的统计，97年LED管产量比96年只增加了7亿只，但同期LED产值增加了1389百万，（国内LED显示民间所用的LED绝大多数是进口的，尤其是绿灯和蓝灯）其中包括LED显示屏产值部分。实际上，在97年增加的13.89亿产值中相当一部分是LED显示屏创造的产值，因此，台湾PIDA估计的
9、99年大陆LED显示屏7.7亿人民币产值是一个保守的数字。 2002年LED产量超过150亿只，产值超过80亿元；2003年LED产值超过100亿元，产量约200亿只，其中超高亮度LED有几十亿只。近几年LED的发展速度超过30%，其中超高亮度LED的发展速度超过50%。 据美国的一项预测表明，5年内全球LED市场将从2004年的32亿美元，增长至2008年的56亿美元。超高亮度LED市场2001年为12亿美元，2002年市场约为16亿美元。国内LED行业也正处于高速发展阶段，目前来华投资LED的公司愈来愈多。2008年可望达8.44亿美元。预计明年将是LED发展的重要关键.目前，标准及指示灯
10、LED虽占了出货的大宗，但未来HBLED和UHBLED将出现显著的营收，2006年之后高亮度LED尤其是超高亮度的LED（又称UHBLED），销售增长幅度势必极为惊人。HBLED到2008年的营收估计可达26.4亿美元，而UHBLED可望占全球LED市场的22%。预计在未来5年期间，汽车、信号灯及背光应用将占到市场销售量的60%，超高亮LED发展速度超50%。31.3 LED显示屏的发展趋势1.3.1 高亮度，全彩化蓝色及纯绿色LED产品自出现以来，成本逐年快速降低，已具备成熟的商业化条件。全彩色LED显示屏将是LED显示屏的重要发展方向。LED产品性能的提高，使全彩色显示屏的亮度、色彩、白平
11、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，同时，由于全彩色显示屏价格性能比的优势，预计在未来几年的发展中，全彩色LED显示屏在户外广告媒体中会越来越多地代替传统的灯箱、霓红灯、磁翻板等产品，体育场馆的显示方面全彩色LED屏更会成为主流产品。据不完全统计，世界上目前至少有150家厂商生产全彩屏，其中产品齐全，规模较大的公司约有30家左右，主要分布在美国、欧洲、亚洲（日本、中国台湾、中国）。国内从1994、1995年开始生产全彩色显示屏，到2001年底，全国范围内的全彩色LED显示屏达到300多块。全彩色LED显示屏的广泛应用会是LED显示屏产业发展的一个新的增长点。1.3.2
12、 标准化，规范化材料、技术的成熟及市场价格的基本均衡之后，LED显示屏的标准化和规范化将成为LED显示屏发燕尾服的一个新趋势。近几年业内的发展，市场竞争在传统产品条件下是以价格作为主要的竞争手段，几番价格回落调整达到基本均衡，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要求，业内一些骨干企业已开始在企业实施ISO9000系列标准。 1998年1月原电子部发布实施LED显示屏通用规范电子行业标准，使LED显示屏产业标准化工工作开始走向规范。1998年初，中国光协光电器件分会正式成立了LED显示屏专业委员会，行业协会成立后，在引导规范行业发展、开展光电器
13、件与LED显示屏产品技术及检测标准交流协调等方面积极开展工作，1999年在昆明召开了“LED器件与应用研讨会”，并组织起草了LED显示屏检测方法，在组织讨论修改后，于2000年8月正式印发，在LED显示屏专业委员会成员单位试行贯彻实施。目前电子标准化研究所与LED显示屏专业委员正在就标准体系和具体标准的建立组织力量进行有关工作。随着产品标准体系的形成和系列标准的实施，LED显示屏产业在向健康有序的方向发展。行业规范和标准体系的形成，对产品的检测有了相对统一的认识和评判依据，待业的发展将趋于有序。1.3.3 产品结构多样化信息化社会的形成，LED显示民间的应用前景更为广阔。预计大型或超大型LED
14、显示屏的主流产品局面将会发生改变，适合于服务行业特点和专业性要示诉小型LED显示民间会有较大提高，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，部分潜在的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，大批量、小型化的标准系列LED显示屏在LED显示屏市场总量中将会占有多数份额。LED显示屏产业正面临良好的市场机遇。随着LED器件材料性能的不断提高，全彩色显示屏正在成为LED显示屏行业新的增长点；2008年北京奥运会、2010年上海世博会等大型活动的举办，为LED显示屏市场带来了更多的市场机会；半导体照明产业的发展，为
15、LED显示屏产业的发展开拓了更大的空间；户外广告LED显示屏、体育用LED显示屏、交通用户外LED显示屏和演出LED彩幕屏、展览用LED显示屏、租赁用LED显示屏、集会用LED显示屏等领域的市场显著增加。1.4 课题研究的意义从LED显示屏的需求上，市场上不仅需要像大屏幕的这样大型的显示屏，也需要根据不同场地配置不同规格的小型显示屏。但是由于LED显示屏无论大型还是小型，其最小系统的三大组成部分(显示屏、控制器、计算机)不能改变，而对于三部分中占投资比重较大的计算机实际利用率并不高，仅在内容更新时才与LED显示屏相连接，如果能将计算机去掉或多台LED显示屏共用一台计算机，则可以有效的减少一次性
16、投资，大大的拓宽了LED显示屏的使用范围，这将有着非常重要的市场价值。此次毕业设计的课题，一方面是熟悉LED显示原理,另一方面是在实际操作过程中培养各方面的能力，对单片机应用有一个更深入地理解。1.5 课题主要的研究内容主要对传统的文字型的LED显示屏进行研究，了解其工作原理以及运行管理模式，软件控制方法以及控制计算机与LED显示屏控制器的硬件连接方式。 通过对点阵模块和控制电路的分析，确定LED显示屏的部件构成；通过对单片机及控制模块的分析，确定LED显示屏的组成结构和驱动方式，实现LED显示屏的驱动。在控制系统中实现对上位机传送过来的汉字码的提取与保存，采用USB通讯方式，完成信息的传输，并且在控制系统中实现信息实时更新的功能。2 LED显示屏基础理论现在一般把显示图形或文字的 LED 显示屏称
