電子廣告屏策劃方案

電子廣告屏策劃方案第1章課題背景1.1LED顯示屏的發(fā)展史隨著社會文化的不斷發(fā)展，人們的消費標(biāo)準(zhǔn)不斷改變，戶外燈箱廣告更是扮演著越來越重要的宣傳角色，不論是汽車站，火車站，股市交易市場，還是學(xué)校都離不開它，然而傳統(tǒng)的霓虹燈廣告牌不論是在顯示效果、耗電量還是可修改性上都無法滿足當(dāng)前社會的需求，傳統(tǒng)的霓虹燈廣告亟待改進(jìn)。由于單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和高亮度LED發(fā)光管的出現(xiàn)使得大屏幕高亮度LED電子廣告屏成為可能，與傳統(tǒng)的霓虹燈廣告在顯示效果以及可修改性上都有著無法比擬的優(yōu)勢，而且單片機(jī)的日益平民化以及LED技術(shù)的不斷創(chuàng)新，使得高亮度高清晰的LED點陣廣告牌與傳統(tǒng)霓虹燈廣告牌的成本日益接近。另外，SMT技術(shù)的飛速發(fā)展，開關(guān)電源的大規(guī)模使用，使其無論在體積上還是在可靠性上都比傳統(tǒng)的霓虹燈廣告有明顯的優(yōu)勢，為其在特殊領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。這種新興的大屏幕顯示技術(shù)成為眾人目光的焦點。與傳統(tǒng)的顯示設(shè)備相比，首先，LED顯示屏色彩豐富，3基色的發(fā)光管的可以顯示全彩色，顯示顯示方式變化多樣（文字、圖形、動畫、視頻、電視畫面等）、亮度高，是集光電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的高技術(shù)產(chǎn)品，可用來顯示文字、計算機(jī)屏幕同步的圖形。其次，LED顯示屏的象素采用LED發(fā)光二極管，將多個發(fā)光二極管以序列的形式構(gòu)成LED顯示陣列，這種顯示屏具有耗電省、成本低、亮度清晰度高、壽命長等優(yōu)點，而且LED顯示屏以其受空間限制較小，并可以根據(jù)用戶要求設(shè)計屏的大小，具有全彩色效果，視角大，是信息傳播設(shè)施劃時代的產(chǎn)品。再次，LED顯示屏應(yīng)用廣泛，金融證券、銀行利率、商業(yè)廣告、文化娛樂等方面，顯示效果清晰穩(wěn)定，越來越多的地方開始使用LED電子顯示屏，有巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。它以其超大畫面、超寬視覺、靈活多變的顯示方式等獨居一格的優(yōu)勢，是目前國際上使用廣泛的顯示系統(tǒng)。1.2LED電子顯示屏的分類1.2.1按顏色分類單基色顯示屏:單一顏色（紅色或綠色）。雙基色顯示屏：紅和綠雙基色，256級灰度、可以顯示65536種顏色。

全彩色顯示屏：紅、綠、藍(lán)三基色，256級灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬種顏色。1.2.2按顯示器件分類LED數(shù)碼顯示屏：顯示器件為7段碼數(shù)碼管，適于制作時鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的電子顯示屏。LED點陣圖文顯示屏:顯示器件是由許多均勻排列的發(fā)光二極管組成的點陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。1.2.3按使用場合分類室內(nèi)顯示屏：發(fā)光點較小，一般①3mm--①8mm，顯示面積一般零點幾至十幾平方米。室外顯示屏：面積一般幾十平方米至幾百平方米，亮度高，可在陽光下工作，具有防風(fēng)、防雨、防水功能。1.2.4按發(fā)光點直徑分類室內(nèi)屏：①3mm、①3.75mm、①5mm、室外屏：①10mm、①12mm、①16mm、①19mm、①21mm、①26mm室外屏發(fā)光的基本單元為發(fā)光筒，發(fā)光筒的原理是將一組紅、綠、藍(lán)發(fā)光二極管封在一個塑料筒內(nèi)共同發(fā)光增強(qiáng)亮度。1.3廣告屏的應(yīng)用舉例其中的LED點陣單色圖文動態(tài)條幅屏，因為成本低廉、可靠性高、顯示效果優(yōu)良，所以成為點陣式LED漢字廣告屏中的主流產(chǎn)品。

第2章整體方案設(shè)計2.1數(shù)學(xué)模型對于點陣型LED顯示可以米用共陰極或共陽極，本系統(tǒng)米用共陽極，其硬件電路如圖2.1所示。當(dāng)行上有一正選通信號時，列選端四位數(shù)據(jù)為0的發(fā)光二極管便導(dǎo)通點亮。這樣只需要將圖形或文字的顯示編碼作為列信號跟對應(yīng)的行信號進(jìn)行逐次掃描，就可以逐行點亮點陣。只要掃描速度大于24Hz,由于掃描時間很快，人眼的視覺有暫留效應(yīng)，就可以看到顯示的是完整的圖形或文字。列1列2列3列4行1行3列1列2列3列4行1行3行4**XTXT*工圖2.14*4共陽極LED點陣?yán)?，若要圖中所示16個LED顯示一個“口”字的方框，貝V首先在列1?4上寫入列編碼信號，接著應(yīng)將對應(yīng)的行上加選通信號，即在行、列的信號端分別加上如表2.2所示數(shù)據(jù)：列1列2列3列4行10000行20110

行30110行40000表2.2在點陣上所加的行信號以及列選擇信號這樣，當(dāng)?shù)谝恍羞x通時列信號為0000；第二行選通時列信號為0110；第三行選通時列信號為0110；第四行選通時列信號為0000；再選通第一行送列信號0000……如此循環(huán)下去，當(dāng)刷新頻率足夠高時（大于24Hz）,由于人眼的視覺暫留特性，便可觀察到穩(wěn)定的方框。2.2顯示屏電路分析2.2.1 顯示屏電路框圖ATE9C51行驅(qū)動電躊ATE9C51行驅(qū)動電躊圖2.2.1顯示屏電路框圖硬件電路大致上可以分成單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動電路和行驅(qū)動電路以及LED點陣陣列三大部分。2.2.2列驅(qū)動電路圖后面級聯(lián)74HC595.■?M二空乂vM'Lb-H寸-二寸一-后面級聯(lián)74HC595.■?M二空乂vM'Lb-H寸-二寸一--5.

&CL

<|￡.寸圖2.2.2列驅(qū)動部分電路圖該電路有16個74HC595,控制16個4*8的矩陣模塊。2.2.3行驅(qū)動電路圖行驅(qū)動由四個APM4953級聯(lián)而成，其中7、8腳連接起來，控制兩行，5、6腳連接起來，控制兩行，從而實現(xiàn)行的控制。第3章系統(tǒng)硬件的設(shè)計與分析3?1廣告屏電路及元器件的作用電阻若干作用：在電路中起到限流分壓的作用。用R表示，單位歐姆（Q）。在像素的產(chǎn)品中電阻多用于限制電流大小.例：要求用5V點亮某LED時，則LED必須串接一個電阻，防止過流燒壞。電阻Rled=（5-Uled）/lied,Uled是LED正向壓降,lied是通過LED的電流，一般電流不允許大于20mA.電容104和電容47uf16V作用：隔直流通交流的作用，在像素的產(chǎn)品中多用于濾波。用C表示，單位（F）法。例：常見的0805封裝的104PF的電容，是用于濾除電路中的較高頻率的電壓紋波，電解電容470UF/16V,用于濾除較低頻率的電壓紋波。都是起到濾除干擾信號，提高電路的抗干擾能力，使電路穩(wěn)定工作。74HC138功能是8選1譯碼器，輸出為8行?？刂菩袛?shù)據(jù)。各引腳如圖第8腳GND,電源地。第16腳VCC,電源正極第1-3腳A、B、C,輸入腳。第4-6腳選通輸入端，（一般第5腳為EN）9-15腳和第7腳輸出端。74HC245功能是放大及緩沖。各引腳如圖20和1接電源（+5V）19腳和10腳接電源地（GND）當(dāng)電源是以上接時：輸入腳分別為2、3、4、5、6、7、8、9。輸出腳分別為11、12、13、14、15、16、17、18注：2腳輸入時，18腳輸出。其它腳以此類推。74HC59516腳和10腳接電源（+5V），13腳和8腳接電源地（GND）。列信號輸出腳：1、2、3、4、5、6、7、15。第一列輸出腳為7腳，以此類推。另第八列輸出腳為15腳。數(shù)據(jù)信號輸入腳（Din）為14,數(shù)據(jù)信號輸出腳（Din）為9。鎖存信號腳（L）為12腳，移位信號腳為11腳。74HC04功能是六帶緩沖反相器，控制使零信號（EN）。各引腳如下圖1515腳接電源（+5V）,信號輸入腳為：1、3、5、9、11、13。信號輸出腳為：2、4、6、8、10、12。APM4953行管功能是開關(guān)作用，每個行管控制2行。1腳和3腳接電源（+5V）。信號輸入腳：2、4。信號輸出腳：5、6、7、8。 5腳和6腳為一組輸入，7腳和8腳、5腳和6腳為一組輸出。3.2單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路的設(shè)計與分析由于LED點陣顯示屏由單片機(jī)控制部分和顯示驅(qū)動部分組成,單片機(jī)我選擇最常見的ATMEL公司的AT89C51單片機(jī)。此單片機(jī)與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容，由4K字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器，128*8字節(jié)內(nèi)部RAM，32個可編程I/O口線，2個16位定時/計數(shù)器和6個中斷源。并且該單片機(jī)經(jīng)濟(jì)實用，使用廣泛。我們使用的是AT89C51的最小系統(tǒng)電路，包括：電源、時鐘脈沖、復(fù)位電路和程序存儲器設(shè)定電路，暫時只是顯示很少的幾十個漢字，不用外接存儲擴(kuò)展。時鐘脈沖電路AT89C51單片機(jī)的最高時鐘脈沖頻率已經(jīng)達(dá)到了24MHz，它內(nèi)部已經(jīng)具備了振蕩電路，只要在AT89C51的兩個引腳（即19、18腳）連接到簡單的石英振蕩晶體的2個管腳即可，同時晶體的2個管腳也要用30pF的電容耦合到地。復(fù)位電路89C51的復(fù)位引腳（RESET）是第9腳，當(dāng)此引腳連接高電平超過2個機(jī)器周期，即可產(chǎn)生復(fù)位的動作。以24MHz的時鐘脈沖為例，每個時鐘脈沖為0.5口S,兩個機(jī)器周期為1US,因此，在第9腳上連接一個2口S的高電平脈沖，即可產(chǎn)生復(fù)位動作。最簡單的就是只有一個電阻跟一個電容就可可靠復(fù)位的電路，電阻一般選擇10K，電容一般選擇10UF，如圖2.2所示。圖3.2.1通電瞬間復(fù)位電路程序及數(shù)據(jù)存儲器設(shè)定因為單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器只有128Byte,非常有限，運行大一點的程序就顯得捉襟見肘；而且程序存儲器空間也只有4K，大一點的程序就存儲不下，尤其是在存儲漢字點陣信息的時候，每個漢字32Byte,100個漢字就到了3.1KB，程序也只有不到1KB的容量了。在這時候必須外接存儲器來擴(kuò)展，那單片機(jī)怎么知道我們當(dāng)前使用的是內(nèi)部程序存儲器還是外部程序存儲器呢？所以就需要設(shè)定單片機(jī)是使用外部程序存儲器還是內(nèi)部程序存儲器，89C51把31腳設(shè)定為

此功能，如果把31腳接地，則采用外部程序存儲器，如果把31腳接VCC，則默認(rèn)采用內(nèi)部程序存儲器。我們暫時只是顯示幾十個漢字研究原理，所以僅僅用內(nèi)部存儲器就足夠了，所以把31腳接高電位，就僅僅使用內(nèi)部的4K程序存儲空間。如圖2.3所示。但是在現(xiàn)實大屏幕顯示應(yīng)用中，一般要擴(kuò)展RAM，比如HY62256A(32K*8bitRAM)，因為大量的數(shù)據(jù)是有電腦傳送過來的，每個單片機(jī)只是負(fù)責(zé)自己控制的一行字符，這些數(shù)據(jù)是要隨時更新的，采用RAM可以隨時更新內(nèi)容；而且一般的顯示程序優(yōu)化以后的代碼4K也夠用了。「P00P10P01P11P02「P00P10P01P11P02P12P03P13P04P14P05P15P06P16P07P17P20INT1P21INTOP22P23T1P24T0P25—P26EA/VPP27X1X2RXDRESETTXD-——ALE/PRD-PSENWR89C512122232425262728101130293938373635343332圖3?2?289C51的基本外部電路第4章系統(tǒng)軟件的設(shè)計與分析4.1顯示驅(qū)動程序顯示驅(qū)動程序查詢當(dāng)前燃亮的行號，從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送給移位寄存器。為消除在切換行顯示數(shù)據(jù)的時候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，驅(qū)動程序先要關(guān)閉顯示屏，即消隱，等數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后輸出74HC595的鎖存信號，將顯示數(shù)據(jù)打入輸出鎖存器并鎖存，然后再輸出新的行號，并打開顯示。圖3.1為顯示驅(qū)動程序（顯示屏掃描函數(shù)）流程圖。圖4.1顯示驅(qū)動程序流程圖4.2系統(tǒng)主程序系統(tǒng)主程序開始以后，首先是對系統(tǒng)環(huán)境初始化，包括設(shè)置串口，端口以及一些參數(shù)；然后以分屏效果顯示“勤奮求實開拓創(chuàng)新桂林工學(xué)院電子與計算機(jī)系畢業(yè)設(shè)計電子信息工程02-3班張濤制作。謝謝各位老師！”；關(guān)閉屏3秒鐘，再靜止顯示“勤奮求實開拓創(chuàng)新”停留約3秒，接著開始左跑馬滾動顯示“勤奮求實開拓創(chuàng)新桂林工學(xué)院電子與計算機(jī)系畢業(yè)設(shè)計電子信息工程02-3班張濤制作。謝謝各位老師！”。設(shè)置系統(tǒng)程序不斷地循環(huán)執(zhí)行上述顯示效果。圖3.2是系統(tǒng)主程序的流程圖。開始V圖4.2系統(tǒng)主程序流程圖第5章總結(jié)在此LED點陣顯示系統(tǒng)中，由于我采用了AT89C51系列單片機(jī)芯片，并且采用串行移位寄存器74HC595作列線驅(qū)動，采用AM4953作為行驅(qū)動，自設(shè)控制電路，根據(jù)漢字的ASCII碼用單片機(jī)輸入數(shù)字信號控制顯示屏的行與列，從而顯示漢字。本設(shè)計充分利用了單片機(jī)的E2PR0M、SPI等片上資源，節(jié)約成本的同時使外圍電路簡潔美觀，故障率降低。創(chuàng)新設(shè)計是大學(xué)生必須面臨的一項綜合素質(zhì)的考驗，如果說在大學(xué)四年里一個大學(xué)生沒有一點創(chuàng)新的意識的話，那么他的大學(xué)生活肯定是失敗的。在進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計的活動中，我們可以很好的將理論與實踐結(jié)合起來，并能培養(yǎng)我們的自學(xué)能力和人際交往能力。我們有艱辛的付出，當(dāng)然更多的是豐收的喜悅。知識固然得到了鞏固和提高，但我相信在實踐中的切身體會將會使我在以后的工作和學(xué)習(xí)中終身受用。在我們艱辛付出的背后也有老師和同學(xué)默默的支持，我無法用言語來表達(dá)我對他們的感謝，我只能用一一句普普通通的話語來結(jié)尾：謝謝你們的幫助！參考文獻(xiàn)：［1］ 譚浩強(qiáng)《C程序設(shè)計》（第三版）［M］北京:清華大學(xué)出版社,2005.7［2］ 彭為《單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計實例精講》［M］北京:電子工業(yè)出版社,2006.5.［3