大型LED显示屏系统的设计与实现

论文摘要

伴随当今高度发展的信息时代,涉及半导体技术光电器件、电子电路、集成电路、信息图像处理、信息传输、计算机网络以及电子产品制造和电子产品安装工程等相关技术的LED显示屏在信息领域显得尤为活跃,其在各行业的应用及普及方面也取得了长足的进步。本文设计了一种大型点阵LED显示屏系统,其显示屏的点阵数为320*256,能显示红、黄、绿三色的任意点阵数据。整个显示屏采用分布式结构,分成160个显示模块,每个显示模块都可在单片机控制下独立工作,通过对单片机的编程可以实现滚屏、拉幕、霓虹灯效果等多种动画显示模式,动画速度可分为100个档位进行调节,文字和背景的颜色可以自由设定为无色、红色、绿色、黄色。该系统用中断方式通过RS-232接口与PC通信,完成数据和命令的传输。通过对PC机的软件编程,可以实现控制命令选择、发送命令、汉字录入、字体选择、字号更改、模拟演示、传送数据、文本选定、鼠标定位、坐标追踪、时间日期显示等功能,完成点阵数据的生成、提取、处理、传输以及对显示屏的实时控制。本文从系统的硬件结构设计、动画功能设计、软件设计、通信接口等几方面介绍了大型点阵LED显示屏系统的设计与实现,说明了上述各方面的关键技术原理和实现方法,综合论述了该系统的性能及结构、系统研发过程、技术难点和创新点、以及目前存在的问题和改进意见。该LED显示屏不但可以用作信息发布系统,还可以作为教学实验的辅助教具。其中容纳了数字电路、定时、中断、扫描显示、单片机、数据存储、数据传输、串口通信、多机通信、汇编编程、VC编程等多项试验项目和专业技能,其显示模块亦可作为教辅工具使用。论文工作与北京信息职业技术学院的科研立项课题紧密结合,所研制的大型LED显示系统已经安装在学院教学楼一层大厅并正式投入使用,工作稳定,显示效果良好,验证了系统设计的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 本课题国内外研究现状
• 1.2 LED 显示屏的分类
• 1.3 LED 显示屏的发展趋势
• 1.4 论文工作的实际意义
• 第二章 系统概述
• 2.1 系统设计概述
• 2.2 系统结构
• 2.3 工作原理
• 第三章 系统硬件结构设计
• 3.1 光度学和视觉特性
• 3.2 发光二级管特性
• 3.3 LED 显示屏屏体
• 3.4 LED 器件的驱动
• 3.5 LED 的动态扫描
• 3.6 显示模块硬件结构
• 3.7 显示屏整体硬件结构
• 第四章 LED 显示屏动画显示功能设计
• 4.1 点阵数据格式
• 4.2 图案的静态显示
• 4.3 滚屏效果的实现
• 4.3.1 左滚屏效果的实现
• 4.3.2 右滚屏效果的实现
• 4.3.3 上滚屏效果的实现
• 4.3.4 下滚屏效果的实现
• 4.3.5 任意方向滚屏效果的实现
• 4.4 拉幕效果的实现
• 4.4.1 向上拉幕效果的实现
• 4.4.2 向下拉幕效果的实现
• 4.4.3 向左拉幕效果的实现
• 4.4.4 向右拉幕效果的实现
• 4.5 霓虹灯效果的实现
• 4.5.1 向右移入显示
• 4.5.2 向右移出显示
• 4.5.3 其它显示效果
• 4.6 动画速度的控制
• 4.7 颜色设定
• 4.8 显示模块主程序
• 4.8.1 系统初始化函数
• 4.8.2 综合控制函数
• 第五章 软件控制系统的设计与实现
• 5.1 编辑功能设计与实现
• 5.2 显示数据提取
• 5.3 效果添加与预览功能的设计与实现
• 5.4 串口通信
• 5.4.1 Windows 下的串口通信
• 5.4.2 系统通信分析与设计
• 5.4.3 传输数据处理
• 5.4.4 发送十六进制数据
• 第六章 串行接口的多机通信
• 6.1 RS-232 接口
• 6.2 PC 机的RS-232 接口
• 6.3 单片机的RS-232 接口
• 6.4 PC 机与单片机的多机通信
• 6.5 RS485 接口
• 第七章 总结
• 7.1 系统性能总结
• 7.2 系统技术难点和创新点
• 7.3 系统存在的问题及改进意见
• 参考文献
• 附录1 显示模块的单片机控制板原理图
• 附录2 双色 LED 点阵驱动板原理图
• 附录3 wonder 函数文档
• 致谢