led顯示屏技術論文

led顯示屏技術論文

　　LED顯示屏為重要的現代信息發布媒介之一,在證券交易、金融、交通、體育、廣告等領域被廣泛地應用。學習啦小編整理了led顯示屏技術論文，有興趣的親可以來閱讀一下!

　　led顯示屏技術論文篇一

　　概述LED顯示屏

　　摘要: LED顯示屏為重要的現代信息發布媒介之一,在證券交易、金融、交通、體育、廣告等領域被廣泛地應用。本文從LED顯示屏的工作原理、技術要素及應用等幾方面對LEB顯示屏作了概述。

　　關鍵詞: LED顯示屏技術要素發展趨勢

　　1.引言

　　LED具有亮度高、工作電壓低、功耗小、驅動簡單、壽命長、耐沖擊、性能穩定等一系列優點,廣泛用于屏顯世界。LED顯示屏自上世紀八十年代后期在全球迅速興起,并得到了迅猛發展。進入新世紀后,LED顯示屏的技術和產業都取得了長足的發展,作為重要的現代信息發布媒介之一,LED顯示屏在證券交易、金融、交通、體育、廣告等領域被廣泛地應用。隨著社會信息化的進程,LED顯示屏在信息顯示領域的應用愈加廣闊。

　　2.LED顯示屏的工作原理

　　2.1LED器件發光的基本原理

　　LED(Light Emitting Diode發光二極管)是一種把電能變成光能的特種器件,當電流通過它的時候,可以產生可視的光。

　　LED主要由PN結芯片、電極和光學系統構成。發光是一種能量轉換現象,當系統受到外界激發后,會從穩定的低能態躍遷到不穩定的高能態;當系統由不穩定的高能態重新回到穩定的低能態時,能量差以光的形式輻射出來,就會產生發光想象。當在PN結上加以正向電壓之后,P區的空穴注入至N區,N區的電子注入至P區,相互注入的電子與空穴相遇后即產生復合,這些少數載流子在結的注入和復合中產生輻射而發光。

　　2.2LED器件的驅動。

　　從LED器件的發光機理可以知道,當向LED器件施加正向電壓時,流過器件的正向電流使其發光。因此LED的驅動就是要使它的PN結處于正偏置,同時為了控制它的發光強度,還要解決正向電流的調節問題。具體的驅動方式有直流驅動、恒流驅動、脈沖驅動和掃描驅動等。

　　2.3LED顯示屏的原理。

　　LED顯示屏是一種新型的信息顯示媒體,它是利用發光二極管點陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕,具有發光效率高、使用壽命長、環境適應能力強、性價比高、組態靈活、色彩豐富等特點。該點陣以計算機為處理控制中心,電子屏幕與電腦顯示器窗口某一區域逐點對應,顯示內容實時同步。有時控制處理系統還可以調節控制顯示的畫面內容動畫效果,以及顯示屏的色彩亮度,等等。

　　2.4LED顯示屏的分類。

　　LED顯示屏類別很復雜,分類方法很多。

　　按基色數量分為單色屏、雙基色屏、全彩屏。其中單基色顯示屏是指單一顏色(紅色或綠色);雙基色顯示屏指紅和綠雙基色,256級灰度,可以顯示65536種顏色;全彩色顯示屏指紅、綠、藍三基色,256級灰度的全彩色顯示屏,可以顯示一千六百多萬種顏色。

　　按顯示器件分為LED數碼顯示屏、LED點陣圖文顯示屏、LED視頻顯示屏。LED數碼顯示屏的顯示器件為7段碼數碼管,適于制作時鐘屏、利率屏等,顯示數字的電子顯示屏;LED點陣圖文顯示屏的顯示器件是由許多均勻排列的發光二極管組成的點陣顯示模塊,適于播放文字、圖像信息;LED視頻顯示屏的顯示器件是由許多發光二極管組成,可以顯示視頻、動畫等各種視頻文件。

　　按使用地點分為LED室內屏、LED室外屏及車載LED屏。LED室內屏發光點較小,顯示面積一般幾至十幾平方米;LED室外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、防雨、防水功能。

　　3.影響LED顯示屏顯示效果的技術要素

　　LED顯示屏技術包括半導體光電技術、電子電路技術、集成電路技術、圖像信息處理技術、信息傳輸技術、計算機網絡技術,以及電子產品制造和電子產品安裝工程相關的技術。LED顯示屏的顯示顏色、灰度等級、對比度、刷新頻率等技術指標的高低直接影響全彩色LED顯示屏的顯示效果。

　　3.1顯示顏色、亮度和視角。

　　基礎半導體工業的迅猛發展,帶動了發光二極管制造材料和制作工藝的改進,使發光二極管在顏色與亮度方面都有了質的飛躍。高亮度的藍色及純綠色發光二極管已產業化并得到了應用。目前,LED顯示屏已能滿足室內外不同環境下的單色、雙基色和全彩色顯示要求,而四元素的紅色LED器件及高亮度的藍色和純綠色LED器件在室外顯示屏中得到了普遍應用。

　　LED顯示屏的亮度和視角等性能指標是高度相關的,同時又與顯示屏的分辨率有很大關系,很難單純地以其中的某一項指標進行評價。采用表貼的LED器件可以使顯示屏獲得更好的視角和亮度,目前已在高密度、全彩色室內顯示屏中得到應用。

　　3.2灰度等級。

　　灰度等級是指LED顯示屏單基色亮度中從最暗到最亮之間能區分的亮度等級,LED顯示屏的灰度等級越高,顏色越豐富,色彩越艷麗;反之,顯示顏色單一,變化簡單。灰度等級提高,能大大提升色彩深度,使得圖像色彩的顯示層次呈幾何數量增加。

　　3.3對比度。

　　對比度是影響視覺效果的關鍵因素之一,一般來說對比度越高,圖像越清晰醒目,色彩越鮮明艷麗。高對比度對于圖像的清晰度、細節表現、灰度層次表現都有很大幫助。在一些黑白反差較大的文本、視頻顯示中,高對比度LED顯示屏在黑白反差、清晰度、完整性等方面都具有優勢。對比度對于動態視頻顯示效果影響要大一些,由于動態圖像中明暗轉換比較快,對比度越高,人的眼睛越容易分辨出這樣的轉換過程。

　　3.4刷新頻率。

　　刷新頻率是LED顯示屏顯示內容每秒被重復顯示的次數。全彩顯示屏刷新頻率低,圖像會出現閃爍現象,特別是在視頻影響設備拍攝時,閃爍現象明顯。因此,我們要盡可能地提高LED顯示屏的刷新頻率。

　　4.LED顯示屏的發展趨勢。

　　目前LED電子顯示屏的顯示向更高的亮度、更高的耐氣候性、更高的發光均勻性、更高的可靠性、全色化、多媒體方向發展,系統的運行,操作與維護也向集成化、網絡化、智能化方向發展。二十一世紀的顯示技術將是平板顯示的時代,LED顯示屏作為平板顯示的主導產品之一將有更大的發展。

　　4.1分辨率增大。

　　室內LED顯示屏的產品點間距越來越小,像素越來越多,使得顯示屏的分辨率增大。與此同時,室外顯示屏的尺寸越來越大。

　　4.2新工藝及新方法的采用。

　　針對LED產品的特點,在LED產品的生產過程中,貼片、插件、焊接等重要環節,最好是都采用機器化生產模式進行(包括插件LED都通過機器完成)驅動板設計當中,將驅動IC的邏輯供電5V與LED的發光供電分開獨立設計,這樣不但可以降低驅動IC的發熱,而且可以降低LED發光二極管自身的發熱。

　　4.3控制系統全面升級。

　　LED顯示屏的控制系統將會是諸多LED控制系統的集成,不僅功能強大,而且操作界面非常簡單,終端用戶操作起來簡單明了,無須進行更多不必要的操作,使之更趨人性化;在模組的像素點陣構成控制方面,進一步完善或提高,逐點檢測及相關保護檢測等功能也需補充和完善,技術參數設置部分,我們應使之成為標準化成套參數,改變目前由客戶自行設置不合理或亂設置現狀,降低用戶的使用難度。

　　4.4產業發展模式發生改變。

　　在LED顯示屏行業中,以往一個新產品的產生主要依靠企業自身的生產設備及加工能力可以實現為基準的,很多好的設計或創意,企業由于受到自身條件的限制,不得不放棄。今后,一個好的創意或一個新的產品,將會更多地借助于上下游企業之間的聯合來完成。這樣做不僅可以降低新產品開發投資風險,大幅降低新產品的成本,而且可以加速新產品的開發過程,從而擴大產品的運用市場領域。

　　參考文獻:

　　[1]張華.基于ARM的大屏幕LED顯示系統的設計研究.四川大學碩士學位論文,2004.

　　[2]鄭喜鳳.淺談提高LED顯示屏顯示效果的相關技術[J].現代顯示,2008.4.

　　[3]姚太平.淺談LED顯示屏最新技術及發展趨勢.深圳市聯創健和光電股份有限公司.

　　[4]李漫鐵.大屏幕LED器件的技術與市場趨勢.深圳雷曼光電科技有限公司.

　　led顯示屏技術論文篇二

　　多功能遙控LED顯示屏

　　【摘要】本文介紹了遙控器芯片HT6221的編碼解碼原理，單片機根據接收到的遙控指令控制LED顯示屏更換字幕和切換字幕顯示效果，并可以選擇將顯示的內容語音輸出。其設計、制作和調試的過程，對學生專業知識的綜合應用，創造力的培養有著良好意義。系統經過調試各項功能均滿足設計要求。

　　【關鍵詞】LED顯示屏;無線遙控;語音播報

　　LED顯示屏應用十分廣泛，大街小巷隨處可見，市場應用寬廣。LED顯示具有使用壽命長，數字化程度高，成本低等優點。本文介紹的一款多功能遙控LED顯示屏是大學生本科創新項目，它結合了單片機技術、語音技術以及無線信息傳輸技術，通過無線傳輸遙控LED顯示內容，可以選擇屏幕顯示內容是否語音播出，該系統具有一定的實用價值。

　　多功能LED顯示屏分為三大模塊：無線控制、LED屏幕顯示、語音播報。無線傳輸距離初步設計為5米，LED顯示屏幕一次顯示16個字。如果要顯示更多的漢字，只要將LED模塊擴張，并增加存儲器即可，該系統預留了擴展字數功能。

　　系統框圖如圖1所示。

　　各個模塊的工作原理如下。

　　一、51單片機

　　控制采用51單片機，該單片機性價比高，使用方便。單片機接收遙控器的指令，按照指令要求控制LED顯示屏顯示的內容、顯示模式。顯示模式包括左移、右移、上翻、下翻等。遙控器發出的指令還可通過51單片機控制語音控制模塊是否播報語音。控制模塊程序流程圖如圖2所示。

　　二、無線遙控模塊

　　無線遙控模塊，該模塊的關鍵是實現編碼、傳輸和解碼，由于是室內短距離傳輸所以選用紅外線遙控，遙控發射端采用的是成品萬能紅外發射，遙控器芯片為HT6221。

　　HT6221遙控芯片特征：

　　工作電壓：1.8V～3.5V，Dout輸出38K，最小發射字：一個字。一個455KHz的陶瓷或晶體，16位地址碼，8位數據碼，ppm代碼方式。

　　遙控器采用455kHz的晶振，經過內部分頻電路信號被調制在38kHz，占空比為1比3。讀取鍵值，經過以下編碼方式編碼，并且發送出去。

　　鍵碼由一個起始碼9ms，一個結果碼4.5ms，低8位地址碼(9ms～18ms)，高8位地址碼(9ms～18ms)，8位數據碼(9ms～18ms)和這8位數據的反碼(9ms～18ms)組成，如圖3所示。當一個鍵按下超過36ms，振蕩器將使芯片激活，如果這個鍵按下且延遲大約108ms，將發射代碼。如果鍵按下超過108ms仍未松開，接下來發射的代碼(連發代碼)將僅由起始碼9ms和結束碼4.5ms組成。

　　三、LED顯示屏

　　LED點陣屏顯示方式主要有靜態顯示和動態掃描顯示兩種。在靜態顯示中，每一個發光二級管都需要一個IO口，對于IO口有限的51單片機來說并不適用，所以我們選擇動態顯示。動態顯示是把LED顯示屏幕分成若干部分，先顯示第一部分，再顯示第二部分，一直到最后一部分，然后重新顯示第一部分，不斷重復循環，當顯示速度到達一定時，就可以看到一幅穩定的畫面。我們將LED點陣顯示屏分成16部分，即16行，一行一行的掃描過去，掃描速度達到一定時便形成一個字。以四個8*8的點陣構成一個16*16的點陣，以2片譯碼芯片74HC138構成4-16譯碼實現行控制如圖4所示，以2個串入并出芯片74HC595實現列控制如圖5所示，構成了一個16*16LED集成模塊，通過模塊間的級聯實現顯示字數的加減，模塊級聯的數量和控制芯片有很大關系。使用51單片機進行控制，預存字庫，實現了16個字同時顯示和移動。

　　顯示程序分為左移顯示、右移顯示、上移顯示、下移顯示四種顯示方式，流程圖如圖6所示。左右移動程序流程，先讀取16個字的第一行數據，進行左右位移后輸出，然后讀取16個字的第二行數據，進行相同的位移后輸出，一直到第16行，這樣便能產生左右移動的效果。上下移動程序流程，先將16個字的第一行數據輸出到LED點陣屏的第一行，將16個字的第二行數據輸出到LED點陣屏的第二行，一直到第16行，然后將16個字的第二行數據輸出到LED點陣屏的第一行，將16個字的第三行數據輸出到LED點陣屏的第二行，一直到第16行數據輸出到LED點陣屏的第15行，LED點陣屏第16行數據用零補齊，依據這個原理便能產生上下移動的效果。通過解碼讀取遙控鍵值進行判斷，執行相應的顯示程序，實現遙控器切換顯示動畫效果：上移、下移、左移、右移。

　　四、語音播報

　　語音播報采用凌陽單片機SPCE061A。使用SACM_A2000算法，將存儲在51單片機中欲顯示的內容錄音，通過掃描I/O口低八位的電平檢測由主控芯片發來的信號。SPCE061A通過A/D轉換將語音信號轉換成數字信號，編碼后存入存儲器中;需要放音時，將數據從存儲器中取出并解碼，經D/A轉換變成語音信號輸出。

　　錄音時，SPCE061A的A/D轉換器有8個通道，其中一個通道是MIC-IN輸入，專門用于語音信號采樣。語音信號經MIC轉換成電信號，由隔直電容阻隔直流成分，輸入至SPCE061A內部前置放大器。SPCE061A內部的自動增益控制電路AGC能隨時跟蹤放大器的增益，使信號保持在最佳電平。A/D轉換器對輸入的音頻信號進行8kHz采樣、編碼，每秒占用16kbits的存儲空間，系統擴展了1Mbits的SRAM存儲器存儲語音數據。

　　放音時，將SRAM存儲器的語音數據順序取出，解碼后以8kHz的速度進行D/A轉換，經電容濾波后，恢復原始語音波形。圖7為SPCE061A語音播報硬件框圖。用三極管8050驅動的揚聲器功率較小，采用大功率的揚聲器時需另行設計功放電路。

　　五、總結

　　本創新訓練項目通過聯機調試，各項指標、性能滿足設計要求。主要特點有：

　　1.使用遙控來控制LED點陣顯示屏顯示的內容，不需要借助第三方操作平臺。

　　2.通過控制端輸出指令，將操作指令以無線信息的形式發送出去。單片機將接收到的指令進行分析處理，完成相應的操作。

　　3.采用無線傳輸，可以實現遠距離操作。

　　4.可以選擇是否語音播報，操作方便。

　　項目待改進的地方有：增加無線遙控距離、大功率揚聲器驅動、顯示字數的擴容等。

　　參考文獻

　　[1]彭偉.單片機C語言程序設計實訓100例――基于8051+Proteus仿真[M].電子工業出版社，2011.

　　[2]顧濱，孔祥洪，董昌春，等.凌陽16位單片機實訓教材[M].北京航空航天大學出版社，2009.

　　作者簡介：

　　陳少統(1991―)，男，福建晉江人，現就讀于廈門大學嘉庚學院。

　　蘭浩(1991―)，男，畬族，福建屏南人，現就讀于廈門大學嘉庚學院。

　　郭秉儒(1991―)，男，福建福安人，現就讀于廈門大學嘉庚學院。

　　陳育斌(1990―)，男，福建龍海人，現就讀于廈門大學嘉庚學院。

　　丁敏航(1990―)，男，福建長樂人，現就讀于廈門大學嘉庚學院。