基于單片機(jī)的電子顯示屏畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 PAGE27 / NUMPAGES31 巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院 高職生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于單片機(jī)的電子顯示屏設(shè)計(jì) 系 別： 電子信息工程學(xué)院 專 業(yè) (方 向)： 電子信息工程技術(shù) 2012 年 5 月 20 日 摘 要LED顯示屏是利用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的大面積顯示屏幕。由于它具有可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、性能價(jià)格比高、使用成本低、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于金融市場(chǎng)、醫(yī)院、高速公路等公共場(chǎng)所的信息顯示和廣告宣傳。LED顯示技術(shù)是將光電、計(jì)算機(jī)以與控制等技術(shù)綜合一體的現(xiàn)代新技術(shù)。LED顯示屏系統(tǒng)主要由顯示屏、顯示屏控制器以與完成文字錄入和顯示模式控制的計(jì)算

2、機(jī)三個(gè)部分組成。該系統(tǒng)既可以顯示中文、英文，也可顯示圖形符號(hào)或用戶指定的特殊圖形符號(hào)。本課題研究的主要對(duì)象是基于ARM嵌入式微處理器的大屏幕LED顯示系統(tǒng)的軟、硬件組成。采用基于ARM核的新一代32位嵌入式RISC微處理器組成前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路，PC機(jī)用于后級(jí)管理和控制，方便地組成由多塊大屏幕LED顯示器構(gòu)成的顯示系統(tǒng)。關(guān) 鍵 詞：LED；數(shù)據(jù)傳輸； HYPERLINK :/ t _blank 32位ARM微處理器ABSTRACTThe LED screen is a large area screen that consist of light-emitting diode tube dot ma

3、trix model or pixel unit. Because of high reliability, long life, high cost performance, low cost in using and powerful environmental adaptability ect., the LED screen is widely applied to information display and advertising of financial markets, hospitals, highways and other public places. The LED

4、displaying technology is a new and modern technology which integrate optoelectronics, computers and control. LED display system mainly consists of displays, display controllers, and computer which complete the mode control of text entry and display. The system can display not only Chinese, English,

5、but also the graphic symbol or special graphic symbols specified by the user. The study object of the topic is the integration of software and hardware. The integration is a wide screen display system which mainly based on ARM embedded microprocessor. Taking a new generation 32-bit embedded RISC mic

6、roprocessor which is based on ARM kernel to make up before-level driving circuit. Then use a PC deal with the after-level management and control. To do like this make it convenient to make up the display system which is consist of many packs of wide LED screens.Keywords LED; Data transmission; 32-bi

7、t ARM microprocessor目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc326695578第1章 LED顯示屏的基本概述 PAGEREF _Toc326695578 h 1HYPERLINK l _Toc3266955791.1 LED顯示屏的發(fā)展歷程 PAGEREF _Toc326695579 h 1HYPERLINK l _Toc3266955801.2 LED顯示屏市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域 PAGEREF _Toc326695580 h 2HYPERLINK l _Toc3266955811.3 LED顯示屏的分類 PAGEREF _Toc326695581 h 2

8、HYPERLINK l _Toc326695582第2章 LED顯示屏的性質(zhì)與原理 PAGEREF _Toc326695582 h 3HYPERLINK l _Toc3266955832.1 LED顯示屏的分類 PAGEREF _Toc326695583 h 3HYPERLINK l _Toc3266955842.1.1 異步屏 PAGEREF _Toc326695584 h 3HYPERLINK l _Toc3266955852.1.2 同步屏 PAGEREF _Toc326695585 h 3HYPERLINK l _Toc3266955862.2 LED顯示屏涉與的相關(guān)概念 PAGERE

9、F _Toc326695586 h 4 HYPERLINK l _Toc326695587 2.2.1 像素 PAGEREF _Toc326695587 h 4 HYPERLINK l _Toc326695588 2.2.2 顯示模塊 PAGEREF _Toc326695588 h 4 HYPERLINK l _Toc326695589 2.2.3 點(diǎn)距 PAGEREF _Toc326695589 h 6 HYPERLINK l _Toc326695590 2.2.4掃描方式 PAGEREF _Toc326695590 h 7HYPERLINK l _Toc3266955912.3 LED顯示

10、屏顯示原理 PAGEREF _Toc326695591 h 9HYPERLINK l _Toc3266955922.4 單元板/模組認(rèn)識(shí) PAGEREF _Toc326695592 h 11HYPERLINK l _Toc3266955932.5 顯示板芯片簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc326695593 h 12 HYPERLINK l _Toc326695594 2.5.1 74HC245 PAGEREF _Toc326695594 h 12 HYPERLINK l _Toc326695595 2.5.2 74HC138 PAGEREF _Toc326695595 h 12 HYPERLI

11、NK l _Toc326695596 2.5.3 74HC595 PAGEREF _Toc326695596 h 13 HYPERLINK l _Toc326695597 2.5.4 4953 PAGEREF _Toc326695597 h 14 HYPERLINK l _Toc326695598 2.5.5 TB62726 PAGEREF _Toc326695598 h 14HYPERLINK l _Toc326695599第3章控制卡與電源工作原理 PAGEREF _Toc326695599 h 16HYPERLINK l _Toc3266956003.1 控制卡與信號(hào) PAGEREF _

12、Toc326695600 h 16HYPERLINK l _Toc3266956013.2 單元板上顯示接口 PAGEREF _Toc326695601 h 17HYPERLINK l _Toc3266956023.3 電源工作原理與注意事項(xiàng) PAGEREF _Toc326695602 h 18 HYPERLINK l _Toc326695603 3.3.1 電源工作原理 PAGEREF _Toc326695603 h 18 HYPERLINK l _Toc326695604 3.3.2 電源使用的注意事項(xiàng) PAGEREF _Toc326695604 h 18HYPERLINK l _Toc3

13、26695605第4章調(diào)試與功能演示 PAGEREF _Toc326695605 h 19HYPERLINK l _Toc3266956064.1組裝與調(diào)試 PAGEREF _Toc326695606 h 19 HYPERLINK l _Toc326695607 4.1.1 配件的制作 PAGEREF _Toc326695607 h 19 HYPERLINK l _Toc326695608 4.1.2 連線 PAGEREF _Toc326695608 h 19 HYPERLINK l _Toc326695609 4.1.3 組裝過程與注意事項(xiàng) PAGEREF _Toc326695609 h 1

14、9HYPERLINK l _Toc3266956104.2 效果與功能演示 PAGEREF _Toc326695610 h 21HYPERLINK l _Toc326695611總結(jié) PAGEREF _Toc326695611 h 23HYPERLINK l _Toc326695612致 PAGEREF _Toc326695612 h 24HYPERLINK l _Toc326695613參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc326695613 h 25第1章 LED顯示屏的基本概述1.1 LED顯示屏的發(fā)展歷程LED誕生于1923年，羅塞夫在研究半導(dǎo)體時(shí)發(fā)現(xiàn)摻有雜質(zhì)的P-N結(jié)，通電后會(huì)有光發(fā)射出

15、來，由此研制出了發(fā)光二極管(LED：light emitting diode)，但之后LED的應(yīng)用一直不受重視。隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，在60年代，顯示技術(shù)得到迅速發(fā)展，人們研究出PDP激光顯示等離子顯示板、LED液晶顯示器、發(fā)光二極管LED、等多種顯示技術(shù)。由于半導(dǎo)體的制作和加工工藝逐步成熟和完善，發(fā)光二極管已日趨在固體顯示器中占主導(dǎo)地位。LED之所以受到廣泛重視并得到迅速發(fā)展，是因?yàn)樗旧碛泻芏鄡?yōu)點(diǎn)。目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性和發(fā)光密度、發(fā)光均勻性、全色化發(fā)展。LED大屏幕的發(fā)展呈現(xiàn)如下幾個(gè)發(fā)展階段：(1) 第一代：?jiǎn)紊獿ED顯示屏以單紅色為基色，顯示文字與簡(jiǎn)單圖案為主，主要用于通知

16、、通告與客流引導(dǎo)系統(tǒng)。(2) 第二代：雙基色多灰度顯示屏以紅色與黃綠色為基色，因沒有藍(lán)色，只能稱其為偽彩色，可以顯示多灰度圖像與視頻，目前在國(guó)廣泛應(yīng)用于電信，銀行，稅務(wù)，醫(yī)院，政府機(jī)構(gòu)等場(chǎng)合，主要顯示標(biāo)語，公益廣告與形象宣傳信息。(3) 第三代：全彩色(full color)多灰度顯示屏以紅色，藍(lán)色與黃綠色為基色，可以顯示較為真實(shí)的圖像，目前正在逐漸替代上一代產(chǎn)品。(4)第四代：真彩色(true color)多灰度顯示屏以紅色，藍(lán)色與純綠色為基色，可以真實(shí)再現(xiàn)自然界的一切色彩(在色坐標(biāo)上甚至超過了自然色彩圍)?？梢燥@示各種視頻圖像與彩色廣告，其艷麗的色彩，鮮亮的高亮度，細(xì)膩的對(duì)比度，在宣傳廣告

17、領(lǐng)域應(yīng)用具有極好的視覺震撼力。真彩色5mm戶大屏幕屬于上述第四代產(chǎn)品。它具有高亮度，不受環(huán)境亮度影響，厚度薄，占用場(chǎng)地小，色彩鮮艷豐富，視角寬，可以在寬敞的廳堂環(huán)境應(yīng)用，沒有拼接圖像損失。1.2 LED顯示屏市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域LED顯示屏的應(yīng)用涉與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，主要包括：證券交易、金融信息顯示,機(jī)場(chǎng)航班、汽車站動(dòng)態(tài)信息顯示，港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示，體育場(chǎng)館信息顯示，道路交通信息顯示，調(diào)度指揮中心信息顯示等領(lǐng)域。隨著技術(shù)的進(jìn)步、成本的降低，LED顯示屏將更多的被各行業(yè)所采用。1.3 LED顯示屏的分類LED顯示屏的分類有好多種，有按使用環(huán)境、顯示顏色、顯示功能等。具體分類如表1-1所示。表1

18、-1 LED顯示屏的分類分類方式 品 種說 明使 用 環(huán) 境 室LED顯示屏 室LED顯示屏在室環(huán)境下使用，此類顯示屏亮度適中、視角大、混色距離近、重量輕、密度高，適合較近距離觀看。 室外LED顯示屏 室外LED顯示屏在室外環(huán)境下使用，此類顯示屏亮度高、混色距離遠(yuǎn)、防護(hù)等級(jí)高、防水和抗紫外線能力強(qiáng)，適合遠(yuǎn)距離觀看。 顯 示 顏 色 單基色LED顯示屏 單基色LED顯示屏由一種顏色的LED燈組成，僅可顯示單一顏色，如紅色、綠色、橙色等。 雙基色LED顯示屏 雙基色LED顯示屏由紅色和綠色LED燈組成，256級(jí)灰度的雙基色顯示屏可顯示65,536種顏色（雙色屏可顯示紅、綠、黃3種顏色）。 全彩色L

19、ED顯示屏 全彩色LED顯示屏由紅色、綠色和藍(lán)色LED燈組成，可顯示白平衡和16,777,216種顏色。 顯 示 功 能 圖文LED顯示屏 (異步屏)圖文LED顯示屏可顯示文字文本、圖形圖片等信息容?？陕?lián)網(wǎng)脫機(jī)顯示。 視頻LED顯示屏(同步屏)視頻LED顯示屏可實(shí)時(shí)、同步地顯示各種信息，如二維或三維動(dòng)畫、錄像、電視、影碟以與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況等多種視頻信息容。 第2章 LED顯示屏的性質(zhì)與原理2.1 LED顯示屏的分類2.1.1 異步屏一般由顯示單元板（模組）、控制卡（條屏卡）、開關(guān)電源、組成通過串口線與計(jì)算機(jī)連接，進(jìn)行顯示文字的更改，之后可以脫開計(jì)算機(jī)工作。圖2-1是異步顯示屏組成。圖2-1 異步屏2

20、.1.2同步屏同步屏系統(tǒng)比較復(fù)雜，系統(tǒng)可大可小，一般由計(jì)算機(jī)、DVI顯卡、數(shù)據(jù)發(fā)送卡、同步數(shù)據(jù)接收卡、HUB板、網(wǎng)線、LED顯示屏等組成。系統(tǒng)始終需要聯(lián)機(jī)計(jì)算機(jī)工作，將計(jì)算機(jī)上的圖像文字顯示在LED大屏幕上。圖2-2就是一個(gè)同步屏系統(tǒng)。圖2-2 同步屏2.2 LED顯示屏涉與的相關(guān)概念2.2.1 像素像素是LED顯示屏的最小成像單元。俗稱“點(diǎn)”或“像素點(diǎn)”。圖2-3是一個(gè)以紅綠像素的單元板。圖2-3 由2紅2綠組成1個(gè)顯示像素點(diǎn)2.2.2 顯示模塊若干個(gè)顯示像素組成的，結(jié)構(gòu)上獨(dú)立的組成LED顯示屏的最小單元。室屏用的是8x8的顯示模塊，即每個(gè)顯示模塊有64個(gè)像素。圖2-4是一個(gè)點(diǎn)陣模塊。圖2-

21、4 點(diǎn)陣模塊的正反面室外屏使用的是單個(gè)的燈珠（圖2-5），通常由1-3個(gè)一樣或不同顏色的燈珠組成模塊的一個(gè)像素點(diǎn)。圖2-5 顯示屏模塊如上面左圖的室外屏模組就是由2個(gè)紅色燈珠組成1個(gè)顯示像素點(diǎn)顯示模組。由電路與安裝結(jié)構(gòu)確定的并具有顯示功能的組成LED顯示屏的獨(dú)立單元。簡(jiǎn)單說就是為便于組裝和顯示，出廠的半成品通常是以顯示模組形式提供的，將多個(gè)顯示模塊加顯示驅(qū)動(dòng)做在一起。室屏俗稱“單元板”；室外屏俗稱“模組”，再將若干個(gè)模組加上機(jī)箱、風(fēng)扇、電源等構(gòu)在一起成為“箱體”，多用于大型的全彩屏。室屏單元板通常有64x32（64列32行、由32個(gè)模塊組成）、64x16(64列16行、由16個(gè)模塊組成）等。圖

22、2-6是一個(gè)16x32的單元板：圖2-6 室屏單元板反正面圖2-7 16x8(2紅)的室外屏模組加了防水結(jié)構(gòu)用于全戶外，如圖2-7，我們可以看到塑料殼體，最右側(cè)是它的整個(gè)結(jié)構(gòu)刨圖：顯示板上插的是燈珠、背板上是顯示驅(qū)動(dòng)電路，這是分體結(jié)構(gòu)的，也有的是將顯示板和顯示驅(qū)動(dòng)電路做在一塊電路板上的整體結(jié)構(gòu)的，下面的兩個(gè)圖我們可以看到區(qū)別。面板、后殼其實(shí)是一個(gè)塑料罩殼，面板上對(duì)應(yīng)燈珠位置開有孔，以使燈珠漏出頭，后殼上有用于安裝的螺絲孔或磁柱，使模塊便于組裝，模塊的前面灌有顯示屏專用的防水膠。將單元板/模組/箱體按一定方式拼接在一起，加上控制卡/控制系統(tǒng)、電源和框架等就構(gòu)成為L(zhǎng)ED顯示屏。圖2-8是LED顯示

23、屏屏體。圖2-8 室外屏：顯示模組+控制卡+電源2.2.3 點(diǎn)距點(diǎn)距就是2個(gè)像素點(diǎn)之間的距離。主要是取決于觀看者的距離。通常點(diǎn)距的概念用于室外屏，有P6、P7.62、P8、P10、P12、P16、P20等，以毫米mm為單位。室外屏觀看距離一般在30米，采用不大于P16（16mm）的模組。點(diǎn)距越密，顯示出來的字筆畫越細(xì)膩，單位面積像素點(diǎn)越多，顯示屏成本越貴。2.2.4掃描方式掃描方式?jīng)Q定了模組之間連接的形式，掃描方式有1/16、1/8、1/4、1/2、靜態(tài)這幾種。因?yàn)長(zhǎng)ED顯示屏是逐行刷新顯示的，掃描方式也就決定了顯示刷新的方式，如1/16就是每次刷新1行，16行為一個(gè)掃描周期，需ABCD四個(gè)信

24、號(hào)控制；1/8就是每次刷新1行，8行為一個(gè)掃描周期，需ABC三個(gè)信號(hào)控制；其它依次類推。如果采用一樣的LED燈，1/16掃的亮度要比1/8低，靜態(tài)（1/1）的亮度是最高的。戶的屏一般采用1/16掃，戶外和半戶外的一般采用1/16或者1/8。對(duì)于放置在屏經(jīng)常受到猛烈照射的環(huán)境，就最好用1/4掃描。具體掃描方式如表2-1所示。表2-1 芯片的掃描方式掃描方式走線描述圖示1/16（十六分之一）掃描16.0：直行走線，一路數(shù)據(jù)帶16行。1/8（八分之一）掃描8.0：直行走線，一路數(shù)據(jù)帶8行。8.1：上蛇行，一路數(shù)據(jù)帶16行，8行折列。8.2：下蛇行，一路數(shù)據(jù)帶16行，8行折列。1/4（四分之一）掃描4

25、.0：直行走線，一路數(shù)據(jù)帶4行。4.1：上蛇行，一路數(shù)據(jù)帶16行，8行折列。4.2：下蛇行，一路數(shù)據(jù)帶16行，8行折列。4.3：上蛇行，一路數(shù)據(jù)帶8行，8行折列。2.3 LED顯示屏顯示原理圖2-9是以一個(gè)8x8的點(diǎn)陣LED結(jié)構(gòu)。圖2-9 X8的點(diǎn)陣LED結(jié)構(gòu)從圖上看，8X8 點(diǎn)陣共需要64 個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點(diǎn)上，當(dāng)對(duì)應(yīng)的某一行置高電平，某一列置低電平時(shí)，則相應(yīng)的二極管就亮。將許多這樣的模塊組合在一起，就是我們通常說的單元板/模組，而驅(qū)動(dòng)其顯示需要顯示驅(qū)動(dòng)電路和諸如單片機(jī)之類的智能控制芯片。通常我們的單元板/模組是帶有顯示驅(qū)動(dòng)電路的，我們還需要帶有單片

26、機(jī)的控制卡才能將我們所需要顯示的文字/圖形顯示在屏幕上。電路原理圖示如圖2-10所示：圖2-10 顯示屏電路圖無論文字還是圖形都是由點(diǎn)陣組成的，比如我們常用的漢字，完整的點(diǎn)陣由16x16、32x32等等，每個(gè)點(diǎn)就是一個(gè)像素點(diǎn)。顯示原理如下:現(xiàn)以“巴音”為例，將紅點(diǎn)處（點(diǎn)亮的像素點(diǎn)）定義為1，黑點(diǎn)處（不亮的像素點(diǎn)）定義為0，就可以編寫成能在單片機(jī)中保存的字型格式：0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x03,0 x02,0 x00,0 x00,0 x13,0 x1F,0 x1F,0 x18,0 x00,0 x00,0 x01,0 x00,0 x000 x22,0 x21,0 x20

27、,0 x28,0 x23,0 x2F,0 x2F,0 x280 x32,0 x31,0 x30,0 x38,0 x30,0 x30,0 x30,0 x300 x42,0 x41,0 x40,0 x48,0 x40,0 x40,0 x40,0 x480 x52,0 x51,0 x50,0 x58,0 x50,0 x50,0 x54,0 x54,0 x50,0 x62,0 x61,0 x60,0 x60,0 x68,0 x6F,0 x6F,0 x6F,0 x6E0 x72,0 x7F,0 x7F,0 x78,0 x70,0 x70,0 x70,0 x700XB2,0 xB0,0XB0,0XB2,0

28、XB1,0 xBF,0 xBF,0 xBF,0Xb00 xC2,0 xC0,0 xC1,0 xC0,0 xC1,0 xC0,0 xC1,0XCf0 xE1,0 xEF,0 xEF,0 xEE,0 xE1,0 xEF,0 xEF,0 xE00 xF0,0 xF0,0 xF0,0 xF0,0 xF1,0 xF1,0 xF1,0 xF0。這是16x32的點(diǎn)陣漢字，每個(gè)漢字32個(gè)字節(jié)。每個(gè)字節(jié)都是8位，這樣一共送出了8x8=64位（列），送出這些位信號(hào)是通過DI信號(hào)端送出的（串行送出），在每送出1位時(shí)CLK信號(hào)端都要高低變換一次，稱為串行移位，使得64位（列）的每一位都被移送到了74HC595的輸入端

29、口上。送出鎖存信號(hào)STB，即STB信號(hào)高低變換一次，這樣74HC595的輸入端口上64位（列）數(shù)據(jù)就被送到74HC595的輸出上，一行顯示就出來了。鎖存信號(hào)也使得下一行數(shù)據(jù)串行移位送出不會(huì)影響到上一行的顯示。由單片機(jī)再通過74LS138變換ABCD的組合，選出下一個(gè)顯示行。重復(fù)的過程，但送出的數(shù)據(jù)相應(yīng)的向后移動(dòng)。行選擇也是從第1行到第16行。16行顯示一遍稱為一個(gè)顯示刷新周期，無論LED顯示屏的大小如何，一個(gè)顯示刷新周期必須在20毫秒以完成，否則會(huì)出現(xiàn)閃動(dòng)，單片機(jī)速度很快，32行200列以的顯示通常是沒有問題的。但當(dāng)LED顯示屏更大時(shí)就要選擇速度更快的單片機(jī)或DSP來完成了。完成LED顯示的功

30、能是由控制卡來實(shí)現(xiàn)的，無論簡(jiǎn)單的單色屏還是復(fù)雜的全彩屏，顯示原理都是一樣的，很簡(jiǎn)單。但如要實(shí)現(xiàn)諸如左右移動(dòng)、飛入飛出、嵌色變換等特殊效果，還需要在單片機(jī)或DSP上編寫非常復(fù)雜的算法程序，卻不是一般人能做到的。好在現(xiàn)在有上百家控制卡生產(chǎn)研發(fā)的廠家公司，他們推出有性能各異的控制卡可以供我們選擇，我們一是要看他們的功能，還要看他們能支持的LED屏像素點(diǎn)，功能越多、支持的像素點(diǎn)越多，價(jià)格越貴。2.4 單元板/模組認(rèn)識(shí)室屏、室外屏、全彩屏等其顯示原理都是一樣的，而最大的區(qū)別就在于顯示板的不同，下面我們分別來認(rèn)識(shí)不同的顯示單元板/模組。(1) 室單元板（圖2-11）：圖2-11 室單元板(2) 半戶外模組

31、（圖2-12）：圖2-12 半戶外模組（3） 全戶外模組（2-13）：圖2-13 全戶外模組2.5 顯示板芯片簡(jiǎn)介認(rèn)識(shí)顯示板元件工作原理也是對(duì)于組裝和維修的基礎(chǔ)，驅(qū)動(dòng)芯片主是: 74HC245/244，74HC595，74HC138，4953。2.5.1 74HC24574CH245(圖2-14)是信號(hào)功率放大器。控制信號(hào)是比較弱的，在信號(hào)傳遞過程中需要將它的功率進(jìn)行放大。圖2-14 74HC245的工作圖引腳說明：第1腳DIR，為輸入輸出端口轉(zhuǎn)換用，DIR=“1”高電平時(shí)信號(hào)由“A”端輸入“B”端輸出，DIR=“0”低電平時(shí)信號(hào)由“B”端輸入“A”端輸出。第2-9腳“A”信號(hào)輸入輸出端，A1

32、=B1A8=B8，A1與B1是一組，如果DIR=“1”G=“0”則A1輸入B1輸出，其它類同。如果DIR=“0”G=“0”則B1輸入A1輸出，其它類同。第11-18腳“B”信號(hào)輸入輸出端，功能與“A”端一樣，不再描述。第19腳G，使能端，若該腳為“1”A/B端的信號(hào)將不導(dǎo)通，只有為“0”時(shí)A/B端才被啟用，該腳也就是起到開關(guān)的作用。第10腳GND，電源地。第20腳VCC，電源正極。2.5.2 74HC13874HC138是一個(gè)八位二進(jìn)制譯碼器， 74HC138(圖2-15)的作用是用來選擇顯示行，一個(gè)74HC138可以選擇8行中的一行，所以單元板/模塊上有2塊74HC138，這樣就可以在16行

33、中選擇1行顯示。圖2-15 74HC138引腳說明：第8腳GND，電源地。第15腳VCC，電源正極。第1-3腳A、B、C，二進(jìn)制輸入腳。第4-6腳片選信號(hào)控制，只有在4、5腳為“0”6腳為“1”時(shí)，才會(huì)被選通，輸出受A、B、C信號(hào)控制。其它任何組合方式將不被選通，且Y0-Y7輸出全為“1”。通過控制選通腳來級(jí)聯(lián)，使之?dāng)U展到十六位。2.5.3 74HC59574HC595，LED驅(qū)動(dòng)芯片，8位移位鎖存器用于驅(qū)動(dòng)顯示列，每片74HC595可以驅(qū)動(dòng)8列，多片74HC595串接在一起，串行列數(shù)據(jù)信號(hào)RI（DATA）、鎖存信號(hào)STB、串行時(shí)鐘信號(hào)CLK都在這個(gè)芯片上。圖2-17 74HC595引腳說明：

34、第8腳GND，電源地。第16腳VCC，電源正極。第14腳DATA，串行數(shù)據(jù)輸入口，顯示數(shù)據(jù)由此進(jìn)入，必須有時(shí)鐘信號(hào)的配合才能移入。第13腳EN，使能口，當(dāng)該引腳上為“1”時(shí)QA-QH口全部為“1”，為“0”時(shí)QA-QH的輸出由輸入的數(shù)據(jù)控制。第12腳STB，鎖存口，當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)在傳入寄存器后，只有供給一個(gè)鎖存信號(hào)才能將移入的數(shù)據(jù)送QA-QH口輸出。第11腳CLK，時(shí)鐘口，每一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)將移入一位數(shù)據(jù)到寄存器。第10腳SCLR，復(fù)位口，只要有復(fù)位信號(hào)，寄存器移入的數(shù)據(jù)將清空， HYPERLINK :/ 顯示屏不用該腳，一般接VCC。第9腳DOUT，串行數(shù)據(jù)輸出端，將數(shù)據(jù)傳到下一個(gè)。第15、1-7

35、腳，并行輸出口也就是驅(qū)動(dòng)輸出口，驅(qū)動(dòng) HYPERLINK :/ LED。2.5.4 49534953是LED顯示屏的行驅(qū)動(dòng)管，功率管每一顯示行需要的電流是比較大的，要使用行驅(qū)動(dòng)管，每片4953可以驅(qū)動(dòng)2個(gè)顯示行。 圖2-18 CMOS其部是兩個(gè)CMOS管（圖2-18），1、3腳VCC，2、4腳控制腳，2腳控制7、8腳的輸出，4腳控制5、6腳的輸出，只有當(dāng)2、4腳為“0”時(shí)，7、8、5、6才會(huì)輸出，否則輸出為高阻狀態(tài)。2.5.5TB62726TB62726（圖2-19）的作用是 HYPERLINK :/ LED驅(qū)動(dòng)芯片，16位移位鎖存器。有些單元板/模組使用TB62726代替74HC595，一片

36、TB62726可以驅(qū)動(dòng)16列，僅此而已。圖2-19 TB62726與引腳引腳說明：第1腳GND，電源地，第24腳VCC，電源正極，第2腳DATA，串行數(shù)據(jù)輸入，第3腳CLK，時(shí)鐘輸入，第4腳STB，鎖存輸入，第23腳輸出電流調(diào)整端，接電阻調(diào)整，第22腳DOUT，串行數(shù)據(jù)輸出，第21腳EN，使能輸入，其它功能與74HC595相似，只是TB62726是16位移位鎖存器，并帶輸出電流調(diào)整功能，但在并行輸出口上不會(huì)出現(xiàn)高電平，只有高阻狀態(tài)和低電平狀態(tài)。74HC595并行輸出口有高電平和低電平輸出。第3章 控制卡與電源工作原理3.1 控制卡與信號(hào)生產(chǎn)控制卡的廠家很多，控制卡的功能小異，可根據(jù)易使用、服務(wù)

37、好、價(jià)格優(yōu)的原則選擇。下面這塊控制卡可以控制1/16掃的256x16個(gè)點(diǎn)的雙色屏幕。該控制卡屬于異步卡，就是說，該卡可以斷電保存信息，不需要連接PC都可以顯示儲(chǔ)存在里面的信息。采購單元板和控制卡的時(shí)候，應(yīng)注意接口的一致，常用的接口16PIN 08接口，其它接口還有12接口、04接口等。表3-1是數(shù)據(jù)傳輸口接口示意。表3-1 數(shù)據(jù)傳輸接口2ABCDG1G2STBCLK161NNNENR1R2NN15解釋：ABCD 為行選信號(hào)。STB(LT)為鎖存信號(hào)。CLK(CK)為時(shí)鐘信號(hào)。R1，R2，G1，G2為顯示數(shù)據(jù)（組成16行時(shí)用到R1、G1，組成32行時(shí)， 下面16行用到R2、G2），若是單色只需要

38、R信號(hào)，雙色時(shí)才用到G信號(hào)，EN為顯示使能，N為地（GND）。確認(rèn)單元板和控制卡的接口一致，就可以直接連接了。如果不一致，就需要自行制作轉(zhuǎn)換線 。下面是控制卡組成的作用。(1) CLK時(shí)鐘信號(hào)：提供給移位寄存器的移位脈沖，每一個(gè)脈沖將引起數(shù)據(jù)移入或移出一位。數(shù)據(jù)口上的數(shù)據(jù)必須與時(shí)鐘信號(hào)協(xié)調(diào)才能正常傳送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)信號(hào)的頻率必須是時(shí)鐘信號(hào)的頻率的1/2倍。在任何情況下，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)有異常時(shí)，會(huì)使整板顯示雜亂無章。(2) STB鎖存信號(hào)：將移位寄存器的數(shù)據(jù)送到鎖存器，并將其數(shù)據(jù)容通過驅(qū)動(dòng)電路點(diǎn)亮 HYPERLINK :/ LED顯示出來。但由于驅(qū)動(dòng)電路受EN使能信號(hào)控制，其點(diǎn)亮的前提必須是使能為開啟狀

39、態(tài)。鎖存信號(hào)也須要與時(shí)鐘信號(hào)協(xié)調(diào)才能顯示出完整的圖象。在任何情況下，當(dāng)鎖存信號(hào)有異常時(shí)，會(huì)使整板顯示雜亂無章。(3) EN使能信號(hào)：整屏亮度控制信號(hào)，也用于 HYPERLINK :/ 顯示屏消隱。只要調(diào)整它的占空比就可以控制亮度的變化。當(dāng)使能信號(hào)出現(xiàn)異常時(shí)，整屏將會(huì)出現(xiàn)不亮、暗亮或拖尾等現(xiàn)象。(4) ABCD行信號(hào)：只有在動(dòng)態(tài)掃描顯示時(shí)才存在，ABCD其實(shí)是二進(jìn)制數(shù)，A是最低位營(yíng)銷 HYPERLINK :/ lijianpx / t _blank 管理，如果用二進(jìn)制表示ABCD信號(hào)控制最大圍是16行（1111），1/4掃描中只要AB信號(hào)就可以了，因?yàn)锳B信號(hào)的表示圍是4行（11）。3.2 單元

40、板上顯示接口顯示接口是用用于連接控制卡和單元板/模組之間連接，已將控制信號(hào)傳遞。由于存在不同的掃描方式，也就有不同的接口，使用得最多的是08接口，12接口和04接口。不同的接口主要是信號(hào)線的排列順序不一樣，原理是一樣的。室屏多用08接口，室外屏所采用接口非常雜亂，使用12接口的較多，但12接口也不是戶外屏的唯一接口。選擇控制卡和單元板/模組時(shí)，應(yīng)盡量選擇接口一致的，若買到了不一致的接口，也可以根據(jù)學(xué)到的原理進(jìn)行改線。表3-2就是一個(gè)分類。表3-2 接口的分類接口類型08接口04接口12接口排列順序常見于 1/16 1/8掃常見于1/4掃常見于1/4掃3.3 電源工作原理與注意事項(xiàng)3.3.1 電

41、源工作原理電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成。四個(gè)環(huán)節(jié)的工作原理如下：(1) 電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。(2) 整流濾波電路：整流電路將交流電壓Ui變換成脈動(dòng)的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓U1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。(3) 濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓各濾波電容C滿足RL-C（3-5）T/2，或中T

42、為輸入交流信號(hào)周期，RL為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻。(4) 穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。常用可調(diào)式正壓集成穩(wěn)壓器有CW317（LM317）系列，它們的輸出電壓從1.25V37伏可調(diào)。其芯片有過渡、過熱和安全工作區(qū)保護(hù)，最大輸出電流為1.5A。3.3.2 電源使用的注意事項(xiàng)由于LED顯示屏幕屬于精密電子設(shè)備，所以要采用開關(guān)電源，不能采用變壓器。一般采用的開關(guān)電源是220V輸入，5V直流輸出，功率根據(jù)需要選取。對(duì)于1個(gè)單紅色戶64x16的單元板，全亮的時(shí)候，電流為2A。推理出，32x16

43、單色的屏幕全亮的時(shí)候，電流為1，所以應(yīng)該選擇大于5V/1A的開關(guān)電源。第4章 調(diào)試與功能演示4.1組裝與調(diào)試4.1.1 配件的制作(1) 排線(數(shù)據(jù)線)制作：排線和電腦機(jī)箱里面的數(shù)據(jù)線類似，只是線的寬度有點(diǎn)差異?？梢栽陔娔X城買到相關(guān)的材料。制作排線，需要一個(gè)工具，就是特殊的鉗子，可以大大提高工作效率和良品率。制作排線的材料有：排線，排線頭，排線帽。這里要注意一下，如果你制作16PIN（16線）的排線，需要購買16PIN的線和相應(yīng)大小的排線頭和帽。制作步驟，把線頭用剪刀剪平，然后放頭排線頭，（注意線和頭的平衡），然后放進(jìn)壓線鉗的中央，用力壓緊，然后把線繞過來，安裝排線帽。排線帽很重要，可以有效保

44、護(hù)排線，讓排線更加結(jié)實(shí)，不要省。(2) 電源線制作：電源分為220V電源線和5V電源線。220V電源線用于連接開關(guān)電源到市電，最好采用3腳插頭，可以在五金店買到。這里著重講述5V直流電的電源線，由于5V的電流比較大，最好采用銅芯直徑在1mm以上的紅黑對(duì)線（務(wù)必要紅黑）。有條件的話，最好將線的兩頭裝上金屬件。4.1.2 連線分為數(shù)據(jù)線，傳輸線，和電源線。數(shù)據(jù)線用于連接控制卡和LED單元板的排線，傳輸線用于連接控制卡和電腦。電源線，就是用來連接電源和控制卡，電源和LED單元板。連接單元板的電源線的銅芯直徑不小于1mm(毫米)4.1.3組裝過程與注意事項(xiàng)第一次安裝，請(qǐng)嚴(yán)格按照步驟來操作，減少錯(cuò)誤發(fā)生

45、。第1步：檢查電源電壓，找出直流正負(fù)連接開關(guān)電源，將220V電源線連接到開關(guān)電源，（確認(rèn)連接正確后，連接到AC或者NL接線柱）然后插上電。會(huì)發(fā)現(xiàn)電源有個(gè)燈會(huì)亮，然后用萬用表，直流檔測(cè)量一下V+ 和V-之間的電壓，確保電壓在4.8V-5.1V 之間，旁邊有個(gè)旋鈕，可以十字螺絲刀調(diào)節(jié)一下電壓。為了減少屏幕發(fā)熱延長(zhǎng)壽命，在亮度要求不高的場(chǎng)合，可以把電壓調(diào)節(jié)到4.5V-4.8之間。確認(rèn)電壓沒有問題后，斷開電源，繼續(xù)組裝其他部分。第2步：先把電源關(guān)閉。將V+連接紅色線，V-連接黑線，分別連接到控制卡和LED單元板，黑線接控制卡和電源的GND。紅線連接控制卡的+5V和單元板的VCC。每個(gè)單元板1條電源線。

46、完成后，請(qǐng)檢查，連接是否正確。接線原理如圖5-1所示。圖5-1 LED顯示屏連接原理圖第3步：連接控制和單元板，用做好的排線，連接（圖5-2）。注意方向，不能接反。請(qǐng)注意，單元板2個(gè)16PIN的接口，1個(gè)是輸入，1個(gè)是輸出，靠近74HC245/244的是輸入，將控制卡連接到輸入。輸出連接到下一個(gè)單元板的輸入。_圖5-2 排線連接第4步：連接RS232數(shù)據(jù)線，將做好的數(shù)據(jù)線一頭連接電腦的DB9串口，另一頭連接控制卡，將DB9的5腳（棕）連接到控制卡的GND，將DB9的3腳（棕白）連接到控制卡的RS232-RX。如果你的PC沒有串口，可以到電腦城買條USB轉(zhuǎn)RS232串口的轉(zhuǎn)換線。接線示意如圖5-3所示。圖5-3 數(shù)據(jù)線連接示意圖第5步：再次檢查連