LED圖文顯示屏系統(tǒng)軟硬件設(shè)計.doc

.LED圖文顯示屏系統(tǒng)軟硬件設(shè)計論文摘要LED顯示屏作為一種新興的顯示媒體，隨著大規(guī)模集成路和計算機技術(shù)的高速發(fā)展，得到了飛速發(fā)展。它與傳統(tǒng)的顯示媒體-多彩霓虹燈、象素管電視墻、四色磁翻板相比較，以其亮度高、動態(tài)影像顯示效果好、故障低、能耗少、使用壽命長、顯示內(nèi)容多樣、顯示方式豐富、性價比高等優(yōu)勢已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，數(shù)字化的多媒體內(nèi)容將在信息世界中占據(jù)主流，新型的大屏幕顯示設(shè)備將代替?zhèn)鹘y(tǒng)電視機成為人們享受信息和多媒體內(nèi)容的中心。本文根據(jù)LED圖文顯示屏系統(tǒng)的具體要求，通過查閱資料，分析并歸納出具體設(shè)計方案。即系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)整體工作流程、軟件控制系統(tǒng)的設(shè)計、串行通訊的程序設(shè)計以及單片機的功能控制。這個系統(tǒng)的工作流程是：通過軟件控制系統(tǒng)提供的編輯工具完成圖文編輯工作，對編輯的信息實現(xiàn)字模提取，然后可以根據(jù)系統(tǒng)提供的顯示模式加載顯示效果，確認為欲顯示信息后保存文件，也可以實現(xiàn)多個單屏文件合并保存，然后通過程序調(diào)用Windows函數(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；通過與硬件系統(tǒng)單片機之間的串行通訊，鎖存器對數(shù)據(jù)的存儲，對LED顯示點陣的行列驅(qū)動最后實現(xiàn)LED顯示屏的圖像顯示。關(guān)鍵詞：LED 點陣 字模 AbstractLED display as a new media show, with the large-scale integrated roads and the rapid development of computer technology, has been rapid development. It shows that the traditional media - the colorful neon lights, the wall of a tube TV, four-color magnetic flap, compared to its high brightness, dynamic image display, and low failure, less energy consumption, long life, revealed that the content varied , The display of rich, higher price advantage has been widely used in various trades and industries. With the development of broadband networks, digital multimedia content will occupy in the information world of the mainstream, the new large-screen display devices will replace the traditional TV into the enjoyment of information and multimedia content at the centre. In the basis of the LED large screen system request and consult datum, this text analysis and sum up the design project. Such as system-configuration, whole system task flow,the design of software control system, the programmer for serial communication and the control for single chip. The system task flow is: under the compilation-tool of the software control system the compilation-work can be accomplished; then accomplish picking up the information word-model, afterwords adding extra display effect into system according to the display pattern and save the handled file which needed, multi-files can also be saved to one file, and then transfer data by using Windows functions. After transfer data to the hardware system SMC, save the data and drive the led-field-array, the image displaying is come true.Key words: led,field-array,word-model目 錄摘 要 IABSTRACT II1緒 論 11.1LED顯示屏的研究背景及意義 11.2 LED顯示屏的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 21.2.1 LED顯示屏相關(guān)定義 31.2.2 LED顯示屏的分類 41.2.3相關(guān)技術(shù) 41.3論文主要研究內(nèi)容及組織 62 LED顯示屏工作原理 82.1 LED圖文顯示屏軟件模塊工作原理 82.1.1主控制界面的工作原理 82.1.2效果處理界面原理 82.2 LED圖文顯示屏硬件模塊工作原理 92.2.1屏體部分結(jié)構(gòu)與功能 92.2.2控制器結(jié)構(gòu)與功能 102.2.3單片機功能 102.2.4存儲器 112.2.5驅(qū)動電路 112.2.6控制信號模塊 112.2.7查字模模塊 113 系統(tǒng)分析 123.1整體分析 123.2軟件模塊分析與設(shè)計 133.3硬件模塊分析與設(shè)計 154 軟件控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 174.1編輯功能設(shè)計與實現(xiàn) 174.2 字模提取 214.2.1字模簡介 214.2.2 LED顯示屏領(lǐng)域字模實現(xiàn)技術(shù) 224.2.3軟件控制系統(tǒng)字模提取的分析與設(shè)計224.3效果添加與預覽功能的設(shè)計與實現(xiàn) 244.3.1硬件模塊處理顯示模式技術(shù) 244.3.2軟件模塊直接加載效果技術(shù) 244.4設(shè)備通訊 264.4.1 Windows下實現(xiàn)串口通訊 264.4.2系統(tǒng)通訊分析與設(shè)計 264.4.3傳輸數(shù)據(jù)處理 275總結(jié)與展望 295.1工作總結(jié) 295.2工作展望 30致 謝 31參考文獻 32附 錄 1231緒 論LED顯示屏是八十年代后期在全球迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體，是集微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的大型顯示系統(tǒng)。它以其色彩鮮艷，動態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長，工作性能穩(wěn)定而日漸成為顯示媒體中的佼佼者，廣泛應(yīng)用于廣告、證券、信息傳播、新聞發(fā)布等方面，是目前國際上極為先進的顯示媒體。1.1LED顯示屏的研究背景及意義 在現(xiàn)代信息化社會的高速發(fā)展過程中，最具意義的莫過于大屏幕顯示已經(jīng)從公共信息展示等商業(yè)應(yīng)用開始向消費類多媒體應(yīng)用滲透。隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，數(shù)字化的多媒體內(nèi)容將在信息世界中占據(jù)主流，新型的大屏幕顯示設(shè)備將代替?zhèn)鹘y(tǒng)電視機成為人們享受信息和多媒體內(nèi)容的中心。與傳統(tǒng)的顯示設(shè)備相比，正是這種未來的巨大需求讓大屏幕顯示技術(shù)成為眾人目光的焦點：(1)LED顯示屏色彩豐富，顯示方式變化多樣（圖形、文字、三維、二維動畫、電視畫面等）、亮度高、壽命長，是信息傳播設(shè)施劃時代的產(chǎn)品。(2)LED顯示屏是集光電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(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、計算機屏幕同步的圖形。它以其超大畫面、超強視覺、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)。(3)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，有巨大的社會效益和豐厚的經(jīng)濟效益。在其歷史的演變過程中，出現(xiàn)了多種信息傳播媒體：但就其性能看：如陰級管(crt)或石英管(dv)大型電視，成本非常昂貴，在不需要超大畫面且在室內(nèi)使用時效果尚可；彩色液晶顯示同樣成本昂貴、電路復雜，面積有限，受視頻角的影響非常大，可視角度很?。挥跋笸队霸O(shè)備亮度小、清晰度差（畫面受光不均勻）；電視墻表面有分割線，視覺上有異物感，室外應(yīng)用時亮度效果差。而LED顯示屏以其受空限制較小，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，可以用于顯示文字、圖案、圖象、動畫、視頻、錄象信號等各種信息的特點得到了突飛猛進的發(fā)展。LED顯示屏的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段：1、1990年以前LED顯示屏的成長時期。一方面，受LED材料器件的限制，LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域沒有廣泛開展；另一方面，顯示屏控制技術(shù)基本上是通訊控制方式，客觀上影響了顯示效果。這一時期的LED顯示屏在國外應(yīng)用較廣，國內(nèi)很少，產(chǎn)品以紅、綠雙基色為主，控制方式為通訊控制，灰度等級為單點4級調(diào)灰，成本較高。2、1990-1995年，這一段是LED顯示屏迅速發(fā)展的時期。進入九十年代，全球信息產(chǎn)業(yè)高速增長，信息技術(shù)各個領(lǐng)域不斷突破，LED顯示屏在LED材料和控制技術(shù)方面也不斷出現(xiàn)新的成果。藍色LED晶片研制成功，全彩色LED顯示屏進入市場；電子計算機及微電子領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，在顯示屏控制技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了視頻控制技術(shù)，顯示屏灰度等級實現(xiàn)16級灰度和64級灰度調(diào)灰，顯示屏的動態(tài)顯示效果大大提高，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域涉及金融證券、體育、機場、鐵路、車站、公路交通、商業(yè)廣告、郵電電信等諸多領(lǐng)域，特別是1993年證券股票業(yè)的發(fā)展更引發(fā)了LED顯示屏市場的大幅增長。LED顯示屏在平板顯示領(lǐng)域的主流產(chǎn)品局面基本形成，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)成為新興的高科技產(chǎn)業(yè)。3、1995年以來，LED顯示屏的發(fā)展進入一個總體穩(wěn)步提高產(chǎn)業(yè)格局調(diào)整完善的時期。進入新世紀，光電子產(chǎn)業(yè)得到廣泛的重視，中國加入WTO、北京申奧成功等，成為LED顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的契機，LED顯示屏必將得到飛躍發(fā)展。1.2 LED顯示屏的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢LED顯示屏的技術(shù)范圍包括半導體光電器件技術(shù)、電子電路技術(shù)、集成電路技術(shù)、信息圖像處理技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及電子產(chǎn)品制造和電子產(chǎn)品安裝工程相關(guān)技術(shù)。其控制原理如下圖：若圖片無法顯示請聯(lián)系QQ3249114,led顯示屏控制系統(tǒng)免費,轉(zhuǎn)發(fā)請注明源于圖1-1控制原理結(jié)構(gòu)圖1.2.1 LED顯示屏相關(guān)定義1、LED：發(fā)光二極管leght emitting diode2、LED顯示屏：LED panel由LED器件組成的顯示屏幕3、顯示單元：display unit由電路及安裝結(jié)構(gòu)確定的并具有顯示功能的組成LED顯示屏的最小單元4、CRT同步顯示：電腦顯示器大多采用CRT顯象管，因此電腦顯示器有時也稱為CRT顯示器。CRT同步顯示是指LED顯示屏的顯示內(nèi)容能實時、同步地反映電腦CRT顯示器上的顯示內(nèi)容5、全彩色LED顯示屏：all-color LED panel由紅、綠藍三基色LED器件組成并可調(diào)出多種色彩的LED顯示屏1.2.2 LED顯示屏的分類1、根據(jù)使用環(huán)境，LED顯示屏分為室內(nèi)顯示屏和室外顯示屏2、根據(jù)顯示顏色，LED顯示屏分為單基色LED顯示屏，雙基色LED顯示屏和全彩色（三基色）LED顯示屏。按灰度級又可分為16、32、64、128、256級灰度LED顯示屏等。3、根據(jù)顯示性能，LED顯示屏分為文本LED顯示屏、圖文LED顯示屏、計算機視頻LED顯示屏，電視視頻LED顯示屏和行情LED顯示屏（一般包括證券、利率、期貨等用途）等。4、根據(jù)基本發(fā)光點，室內(nèi)LED顯示屏可以按照LED單點直徑分類；室外LED顯示屏可以按照采用的象素直徑分類。1.2.3相關(guān)技術(shù)1、顯示顏色、亮度和視角目前LED顯示屏從顏色上能滿足室內(nèi)外不同環(huán)境下的單色、雙基色、全彩色顯示要求，四元素的紅色LED器件及高亮度藍色、純綠色在室外顯示屏中得到普遍應(yīng)用。在顯示屏制作上采用SMD表貼技術(shù)的LED器件，可以獲得更好的視角和亮度，目前已在高密度、全彩色室內(nèi)顯示屏中得到應(yīng)用，但相對成本比較高，隨著器件成本的降低，未來會有比較大的市場潛力。2、灰度控制技術(shù)LED顯示屏在進行圖文顯示時，對同一基色采用級差間隔亮度，實現(xiàn)顏色的組合，一般可做到16級、64級、256級灰度。為使顯示效果更符合人眼的視覺特性，出現(xiàn)了非線性級差調(diào)灰技術(shù)，即在低亮度區(qū)級差小，增加級數(shù)，逐步到高亮度區(qū)時增大級差，形成視覺效果上的“級差一致性”。目前LED顯示屏灰度控制一般都在256級，通過采用非線性調(diào)灰技術(shù)，顯示屏的顯示效果比較理想。實際上、受數(shù)據(jù)、圖像的信號源的制約，單純追求大數(shù)量級的灰度控制，在使用中的實際價值是值得商討的。3、驅(qū)動電路LED正向?qū)妷旱牡湫椭?.0V4.0V，驅(qū)動電流為20mA。如果只是用一個固定的正向電壓驅(qū)動LED，可能會產(chǎn)生變化范圍較大的正向電流，例如用3.4驅(qū)動6只LED，相應(yīng)的正向電流差別較大：10mA44mA，取決于具體的LED特性線。為保證可靠性，驅(qū)動LED的電流必須低于LED額定值的要求，典型最大值一般為30mA，但是，當環(huán)境溫度升高時所允許的額定電流會降低，例如，當溫度達到50時電流需限制在20mA以內(nèi)。在實際運用中，負載常采用通過串并連形成的LED陣列，這會使輸出電流隨輸入電壓和環(huán)境溫度等因素而發(fā)生的變化更加顯著，并且陣列形式或LED個數(shù)變化，限流電阻也應(yīng)該相應(yīng)變化。LED顯示屏廣泛使用的驅(qū)動電路是基于通用型集成電路來設(shè)計的，原理比較簡單，價格便宜，產(chǎn)品的技術(shù)開放性比較強。通用IC設(shè)計的驅(qū)動電路在室內(nèi)外單色、雙基色顯示屏方面應(yīng)用成熟，目前仍然是主流的驅(qū)動電路。近年恒流驅(qū)動IC的發(fā)展較快并受到重視和廣泛應(yīng)用。恒流驅(qū)技術(shù)根據(jù)LED器件的發(fā)光與驅(qū)動電流高度相關(guān)的特點，大大提高了LED顯示的均勻性，同時，減少了顯示驅(qū)動電路的阻容元件，降低了故障點，使LED顯示屏更可靠、亮麗。LED顯示屏專用的IC一直受到關(guān)注。一些IC制造商相繼推出一些用于LED顯示的專用IC驅(qū)動芯片，如TI公司推出的LED Driver等，這類芯片對原來通用驅(qū)動IC的集成度進行了提高，使顯示屏的驅(qū)動電路設(shè)計簡捷方便，功能上也有所提高，經(jīng)過研制開發(fā)設(shè)計適合發(fā)展需要的大規(guī)?；虺笠?guī)模專用LED驅(qū)動電路，這類專用IC相對復雜，功能較強。LED專用驅(qū)動IC簡化了顯示屏系統(tǒng)設(shè)計的復雜程度，在一定程度上增強了顯示屏的功能，提高了整體的穩(wěn)定性，具有積極的意義。4、系統(tǒng)控制技術(shù)控制系統(tǒng)是為了達到實現(xiàn)用“計算機”來控制“LED電子顯示屏”而專門設(shè)計的。顯示屏的控制系統(tǒng)包括了輸入接口電路、信號的控制、轉(zhuǎn)換和數(shù)字化處理電路、輸出接口電路等，涉及的具體技術(shù)很多，其中為業(yè)內(nèi)關(guān)注并研究開發(fā)和應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)包括：串行傳輸與并行傳輸、動態(tài)掃描與靜態(tài)鎖存、輸入接口技術(shù)、自動檢測、遠程控制技術(shù)等。顯示屏后的單片機、電子部件實現(xiàn)電子顯示的功能。其信息的動態(tài)變換、刷新，就得通過通訊線，由計算機來控制?！巴ㄓ脠D文屏管理系統(tǒng)”就是專門為此而設(shè)計的電腦方面使用的軟件。能方便實現(xiàn)發(fā)布信息的內(nèi)容輸入、編輯排版、動態(tài)顯示等全部功能。力圖實現(xiàn)“所見所得”的效果即電腦屏幕所見的效果，就是LED電子顯示屏所顯示的效果！5、通信傳輸和網(wǎng)絡(luò)控制對于信息的發(fā)送方式：一種是用232通訊，利用計算機串行口COM1COM4通訊，此方式通訊速度較慢，且距離不能太遠，只有30米左右；另一種是采用在計算機上加插一塊通訊卡的422通訊方式，此方式通訊速度快，且距離遠，可達1000米左右。發(fā)送功能涉及到上端與下端方面的通訊。在電腦終端的信息數(shù)據(jù)通過“通訊協(xié)議”與單片機實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞，達到電腦智能終端控制電子產(chǎn)品的“電子自動化”的目的。根據(jù)對信息傳輸顯示的實時性，LED顯示屏的通信傳輸控制有通信傳輸和視頻傳輸。視頻傳輸方式則是把LED顯示屏與多媒體技術(shù)結(jié)合起來，實現(xiàn)了在LED顯示屏上實時顯示計算機監(jiān)視器上的內(nèi)容，也可播放錄像及電視節(jié)目，一般用于播放實時信息的顯示屏都采用視頻控制方式。具體傳輸是采用成對的專用長線傳輸接口電路。1.3論文主要研究內(nèi)容及組織 通過軟件編輯實現(xiàn)圖文編輯與傳輸。對所編輯的圖形、文字做簡單的圖象處理，加入屏幕信息瞬間變換與滾動方式穿插顯示的功能。在控制系統(tǒng)中實現(xiàn)字模的提取與保存。通過串口采用串行通訊方式，完成信息的傳輸。并且在控制系統(tǒng)中實現(xiàn)多屏信息合并單屏信息保存后傳輸?shù)墓δ堋Ｍㄟ^對點陣模塊和控制電路的分析，確定LED顯示屏的部件構(gòu)成；通過對單片機及智能控制模塊的分析，確定LED顯示屏的組成結(jié)構(gòu)和驅(qū)動方式，實現(xiàn)LED顯示屏的驅(qū)動。通過對軟件系統(tǒng)的簡要分析，在論文中將對其進行詳細的研究與設(shè)計。具體組織安排如下：第二章：LED顯示屏工作原理。在這一章中主要介紹：2.1 LED圖文顯示屏軟件系統(tǒng)工作原理；2.2 LED圖文顯示屏硬件系統(tǒng)工作原理。第三章：系統(tǒng)分析。在這一章中，根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境的要求，對整個系統(tǒng)進行詳細的分析。主要介紹：3.1整體分析。對軟件的整體結(jié)構(gòu)、框架進行分析與研究；并對硬件部分構(gòu)成以及各模塊的功能做分析。3.2軟件控制系統(tǒng)分析。在本節(jié)中，對系統(tǒng)的編輯、保存、預覽功能進行詳細的分析與研究；3.3設(shè)備驅(qū)動分析。通過對單片機以及各部分功能模塊的分析，實現(xiàn)總體設(shè)計方案。第四章：核心控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。通過第三章的系統(tǒng)分析，針對系統(tǒng)的難點、重點對其核心功能進行詳細的設(shè)計與開發(fā)4.1編輯功能設(shè)計與實現(xiàn)；4.2字模保存技術(shù)；4.3圖象預處理的設(shè)計與實現(xiàn)；4.4設(shè)備通訊，以次完成信息的傳輸；4.5在核心功能初步實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)進行開發(fā)。以上是本次畢業(yè)論文的工作安排。在隨后的工作中，將根據(jù)這一計劃逐步完成論文。2 LED顯示屏工作原理現(xiàn)在一般把顯示圖形或文字的LED顯示屏稱為圖文屏，其實LED圖文顯示屏并沒有一個公認的嚴格的定義，這里所謂的圖形，是指由單色固定亮度的點陣線條組成的任意圖形，其中LED點陣發(fā)光器件或發(fā)光或熄滅，即只有兩種狀態(tài)。本系統(tǒng)設(shè)計正是基于LED圖文顯示屏實際應(yīng)用，著重實現(xiàn)LED顯示屏的圖文編輯及設(shè)備驅(qū)動。2.1 LED圖文顯示屏軟件模塊工作原理LED圖文顯示屏軟件系統(tǒng)的功能是實現(xiàn)需要聯(lián)機動態(tài)顯示和更新部分或全部LED圖文顯示屏系統(tǒng)顯示內(nèi)容。動態(tài)顯示只是對文字顯示來說的。在應(yīng)用軟件的支持下，錄入的文字實時的由計算機下載給主控制器，并實時進行顯示；更新顯示內(nèi)容時，計算機將錄入的文字或圖形數(shù)據(jù)下載給主控器，并存入存儲器中。錄入完畢移去計算機后，將顯示更新后的內(nèi)容；也可由計算機下達命令，顯示固化的內(nèi)容。因此，相應(yīng)的應(yīng)用軟件主要由主界面、動態(tài)顯示界面、圖象預覽界面、串口校驗等界面組成。設(shè)計的應(yīng)用軟件在Windows操作系統(tǒng)下使用。2.1.1主控制界面的工作原理系統(tǒng)采用Windows標準風格的下拉菜單主界面，應(yīng)該實現(xiàn)如下功能：在窗體菜單欄選擇在更新顯示內(nèi)容時的圖形、文字的編輯，顏色的選取控制，對于字模的提取與保存的控制以及對于存儲的待顯示信息的優(yōu)化處理，動態(tài)效果的添加，文件傳輸前的調(diào)整和設(shè)備通訊前的設(shè)置功能。2.1.2效果處理界面原理系統(tǒng)要求滿足：將保存后的單屏靜態(tài)顯示效果的信息文件打開，通過手工設(shè)置，確認將要實現(xiàn)如瞬間顯示，由左至右滾動顯示的效果；可以通過手工添加實現(xiàn)多屏文件保存成一個文件通過串口傳輸。2.2 LED圖文顯示屏硬件模塊工作原理圖文顯示屏的硬件模塊基本結(jié)構(gòu)可以分為屏體和控制器兩大部分。2.2.1屏體部分結(jié)構(gòu)與功能屏體部分主要是LED和行列驅(qū)動電路構(gòu)成。不論是圖形還是文字，都是控制與組成這些圖形或文字的各個點所在的位置相對應(yīng)的LED器件發(fā)光。根據(jù)屏幕所需的平面面積大小，選擇一定數(shù)量的LED。像數(shù)碼管一類的LED顯示器件只在需要發(fā)光的七段位置上布置LED器件，其它位置都是空白的，因此相對價格比較便宜。但是，由于數(shù)碼管顯示的信息有限，只有0-9（或再擴展到A-F）幾個字符，這些字符的變化是靠組合7段LED的發(fā)光與否實現(xiàn)的。由于段數(shù)不多，組合形成的字符也不多。而用點陣方式構(gòu)成圖形或文字，是非常靈活的，可以根據(jù)需要任意組合和變化，只要設(shè)計好合適的數(shù)據(jù)文件，每個LED發(fā)光器件占據(jù)數(shù)據(jù)中的一位，通過對點陣上全部的LED進行控制，在需要該LED器件發(fā)光時數(shù)據(jù)中相應(yīng)的位填1，否則填0，這樣依照所需顯示的圖形文字，按顯示屏的各行各列逐點填寫顯示數(shù)據(jù)，就可以構(gòu)成一個顯示數(shù)據(jù)文件，得到滿意的顯示效果。由于文字的顯示點陣格式比較規(guī)范，可以采用現(xiàn)行計算機通用的字庫字模，如漢字的宋體、楷體和黑體等多種可供選擇的方案；其大小也可以有16*16、24*24、32*32、48*48等不同規(guī)格。圖文顯示屏的顏色，有單色、雙色和多色幾種。本系統(tǒng)根據(jù)實際應(yīng)用環(huán)境采用的是單色圖文屏，采用紅色的LED點陣單元。對于雙色圖文屏和多色圖文屏來說，在LED點陣的每一個“點”上布置兩個或多個不同顏色的LED發(fā)光器件，對應(yīng)于每種顏色都有自己的顯示矩陣。顯示的時候，各個顏色的顯示點陣是分開控制的。事先設(shè)計好各種顏色的顯示數(shù)據(jù)，顯示時分別送到各自的顯示點陣，即可實現(xiàn)預期的效果。每一種顏色的控制方法和單色的完全相同。在顯示效果方面，完全可以通過掃描驅(qū)動方式實現(xiàn)可以感知的靜止不動的效果-靜態(tài)顯示模式；通過隨時間變化不斷控制刷新顯示數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)各種動態(tài)顯示模式，如閃爍、平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等，但這里對顯示的數(shù)據(jù)進行的刷新并不意味著一定要重新編寫顯示數(shù)據(jù)，可以通過一定的算法從原來的顯示數(shù)據(jù)直接生成。2.2.2控制器結(jié)構(gòu)與功能由M行N列組成的M*N圖文顯示屏其LED發(fā)光器件數(shù)量相當大，不宜使用靜態(tài)顯示驅(qū)動電路，而采用多行的同名列共用一套列驅(qū)動器?？刂齐娐坟撠熡行虻倪x通各行，在選通每一行之前還要把該行各列的數(shù)據(jù)準備好。這一行上的LED發(fā)光器件就可以根據(jù)列數(shù)據(jù)進行顯示。這種時序控制電路，可以由布線邏輯完成，但考慮顯示數(shù)據(jù)的存儲和設(shè)計的靈活性及通用性，一般都采用單片機實現(xiàn)。若圖片無法顯示請聯(lián)系QQ3249114,led顯示屏控制系統(tǒng)免費,轉(zhuǎn)發(fā)請注明源于圖2-1單片機功能框圖2.2.3單片機功能控制電路采用單片機，主要負責與上位機的通訊、控制存儲顯示數(shù)據(jù)模塊、安排控制信號的定時與順序、控制驅(qū)動LED顯示點陣的電路等。2.2.4存儲器一般的設(shè)置隨機存儲器接收上位機的數(shù)據(jù)進行保存，或者加設(shè)存儲固化顯示數(shù)據(jù)的存儲器。2.2.5驅(qū)動電路用來驅(qū)動LED顯示點陣的電路。2.2.6控制信號模塊各種控制信號用來使顯示屏正常工作，包括行選通信號、列數(shù)據(jù)移位信號、列數(shù)據(jù)輸出鎖存器打入信號、產(chǎn)生上下部分在時間上錯開的SRCLK信號、清屏信號等。2.2.7查字模模塊當需要由單片機來控制調(diào)用字模時，需要增設(shè)漢字模模塊保存模塊。本章小結(jié)本章通過實際應(yīng)用的要求，闡述了LED顯示屏軟件與硬件控制系統(tǒng)的功能。對LED顯示屏的軟件系統(tǒng)的功能分析，基本介紹了作為圖文信息編輯的軟件設(shè)計所需要達到的功能，闡述了組成主控系統(tǒng)的各個功能模塊的結(jié)構(gòu)以及各自的功能。通過對LED顯示屏硬件組成以及各部件的分析、各部分部件之間的關(guān)系的分析，確定了控制系統(tǒng)的硬件組成模塊以及各模塊的功能。3 系統(tǒng)分析根據(jù)LED顯示屏控制系統(tǒng)的應(yīng)用以及顯示設(shè)備驅(qū)動的具體要求，本章設(shè)計了LED圖文顯示屏的體系結(jié)構(gòu)和工作流程。其中軟件系統(tǒng)與控制硬件主系統(tǒng)之間采用串行通訊方式完成程序下載，實現(xiàn)文本信息的傳輸。 3.1整體分析LED顯示屏系統(tǒng)由軟件控制系統(tǒng)、設(shè)備主控制器、LED顯示點陣、電源等部分組成?；窘Y(jié)構(gòu)如下圖：圖3-1 LED顯示屏總體框架系統(tǒng)工作過程：其中軟件控制系統(tǒng)主要完成的任務(wù)為圖文編輯、字模提取與保存、圖象預覽與文件傳輸；硬件控制系統(tǒng)中LED點陣主要任務(wù)是通過電流控制完成信息顯示，存儲模塊用來接收存儲上位機的傳輸信息，通過單片機的掃描驅(qū)動方式的控制對LED點陣行列驅(qū)動，實現(xiàn)設(shè)備的驅(qū)動和接收的圖文顯示功能。3.2軟件模塊分析與設(shè)計軟件模塊分為編輯部分和控制通訊部分，編輯部分實現(xiàn)圖文文件的編輯功能，通訊部分通過串行通訊完成文件到單片機存儲模塊的傳輸。系統(tǒng)設(shè)計采用Windows操作系統(tǒng)下，開啟文本編輯窗口，客戶區(qū)內(nèi)像數(shù)點采用與實際LED點陣顯示屏像數(shù)點相同，功能類似Word文檔編輯工具，包括編輯模塊、繪圖模塊、文字編輯模塊、顏色控制模塊、顯示效果加載模塊、預覽模塊、信息下載模塊。1編輯模塊:1）除Windows自生成的剪貼、復制、粘貼功能，系統(tǒng)加入了撤消、重復功能。（a）選中撤消功能可以實現(xiàn)之前編輯工作的一步步取消功能。（b）選中重復功能可以實現(xiàn)之前編輯工作的最近的一條操作命令。2）繪圖：包括直線、矩形、橢圓、圓等在內(nèi)的圖形繪制功能。3）文字編輯：包括各種字體、字形、字號、效果、顏色的文字的編輯，并且根據(jù)應(yīng)用的特殊用途，加入指定位置文字的編輯。（a）選中文字功能，彈出字體選擇框體，可以選擇各種字體的文字進行編輯（b）調(diào)出具體文字位置編輯對話框，輸入文字和要求顯示位置的橫坐標和縱坐標。4）顏色控制模塊：由于應(yīng)用領(lǐng)域的具體特點，主要采用了紅、綠、黃三種顏色，可以實現(xiàn)顏色控制。2、增添效果模塊：通過增添顯示效果和傳輸通訊中多屏文件單屏傳送，完善了控制系統(tǒng)的功能。a）普通效果，靜態(tài)的顯示屏幕上的信息b）滾動效果，可以實現(xiàn)從左向右的信息滾動顯示，可以與靜態(tài)信息穿插顯示。c）單屏信息傳輸，實現(xiàn)編輯待傳輸信息的保存。3圖象預覽模塊：a）顯示效果，通過文件傳輸前的預覽，可以調(diào)整靜態(tài)與滾動顯示效果的排列順序。b）顯示時間，顯示不同屏幕顯示信息之間的時間間隔。4設(shè)備通訊模塊：信息下載模塊控制信息傳輸?shù)膶崿F(xiàn)，包括所傳輸文件名及其傳輸過程的進度以及最終成功與否。a）通訊設(shè)置，打開加載欲傳輸?shù)奈募魣D片無法顯示請聯(lián)系QQ3249114,led顯示屏控制系統(tǒng)免費,轉(zhuǎn)發(fā)請注明源于b）文件傳輸，連接好必要的通訊數(shù)據(jù)線、確定欲傳輸?shù)奈募憧梢詫崿F(xiàn)設(shè)備間的通訊，并在傳輸過程中確認傳輸狀態(tài)、傳輸進度與傳輸結(jié)果。LED顯示屏控制系統(tǒng)功能模塊圖如圖所示：硬件模塊分析與設(shè)計硬件模塊主要完成LED顯示屏的驅(qū)動任務(wù)，通過與上位機間的通訊接收文件信息并保存，通過行列驅(qū)動器控制完成LED點陣的驅(qū)動。由于待顯示信息的字模提取通過軟件模塊完成，所以硬件系統(tǒng)不再增設(shè)字庫存儲模塊。1.單片機下位機采用8031單片機，與計算機之間采用串口通訊，通過控制電路驅(qū)動各模塊的工作。2.數(shù)據(jù)鎖存模塊采用74HC595附帶輸出鎖存端子的8位移位寄存器。3.LED器件的驅(qū)動通過控制電路采用動態(tài)掃描的方式。4.整體電路顯示數(shù)據(jù)輸出電路主要功能是進行逐行掃描和將串行數(shù)據(jù)依次輸出到LED顯示單元模塊。5.傳輸數(shù)據(jù)的保存通過EPROM擴展8031單片機的存儲，固化保存待顯示信息?？刂葡到y(tǒng)到LED顯示屏的整體結(jié)構(gòu)圖：圖3-3 LED顯示屏整體結(jié)構(gòu)圖本章小結(jié)本章根據(jù)LED顯示屏的控制系統(tǒng)的功能要求，對整個控制系統(tǒng)所需要實現(xiàn)的功能做了整體的分析，并根據(jù)顯示設(shè)備的工作原理闡述了計算機與設(shè)備的通訊方式與具體實現(xiàn)過程。通過在計算機顯示屏開啟標準Windows文本窗口，在其中實現(xiàn)各種功能模塊。在通訊方面，采用串口通訊的方式，通過與具體設(shè)備的通訊完成文本信息的傳輸功能。軟件控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)在LED顯示屏的軟件控制系統(tǒng)中，文本信息的編輯、字模信息的保存、顯示效果的處理、圖象預覽以及設(shè)備通訊是設(shè)計的核心工作。下面就這四個核心功能做詳細的研究與設(shè)計。4.1編輯功能設(shè)計與實現(xiàn)在LED顯示屏上展現(xiàn)所要顯示的內(nèi)容以及效果，編輯工作是最重要的環(huán)節(jié)之一。本系統(tǒng)在設(shè)計時采用VC6.0開發(fā)工具，用VC+完成整個設(shè)計工作。以單文檔View的形式開啟文本區(qū)。下面對工程進行分析和設(shè)計：1文本區(qū)的開啟：由于所應(yīng)用的LED顯示屏的像素點數(shù)量已定，而計算機屏幕的分辨率顯然遠遠高于顯示屏，這樣造成邏輯坐標的不同，即而顯示的圖像會有扭曲、拉長甚至失真情況。所以可以通過選擇開啟窗口的計算機屏幕像素點與顯示屏像素數(shù)之間恰當?shù)谋壤齺頊p小誤差?，F(xiàn)在用來解決此問題的方法很多。例如點陣數(shù)據(jù)的壓縮方法，由于在Windows環(huán)境下，系統(tǒng)默認的每個漢字為4000多點，而16*16點陣一個字的大屏幕，每個漢字為256點，所以根據(jù)計算，可以采用間隔取點的方式，在橫向和縱向每隔12個點取一個點，每個漢字256個點組成的原理來壓縮數(shù)據(jù)。但為了圖像不失真，本系統(tǒng)采用所開啟文本區(qū)與顯示屏像素數(shù)完全相同的方式，從而避免了圓變橢圓，正方形變矩形，甚至連劃斜線時的斜率也不會變。CMainFrame:PreCreateWindow函數(shù)用來設(shè)置整個窗口的大小，但是窗口外框還包括菜單，工具欄，狀態(tài)欄與客戶區(qū)。而系統(tǒng)定義的文本區(qū)要求精確的client area，用于字模信息保存。所以表示客戶區(qū)大小的縱坐標要加上狀態(tài)欄與工具欄的高度，甚至菜單與窗口外框的邊緣也要扣除。所用程序如下：SetClientSize() /設(shè)置客戶區(qū)大小的函數(shù)CRect rect;CSize winSize;int cx,cy=0;CControlBar*pBar;pBar=GetControlBar(AFX_IDW_STATUS_BAR);if(pBar!=NULL)&(pBar-IsWindowVisible() pBar-GetWindowRect(rect);winSize=rect.Size();cy +=(winSize.cy); pBar=GetControlBar(AFX_IDW_TOOLBAR);if(pBar!=NULL)&(pBar-IsWindowVisible()pBar-GetWindowRect(rect);winSize=rect.Size();cy+=(winSize.cy*2);cx=384+(384-m_clientSize.cx);cy+=(192+(192-m_clientSize.cy);GetWindowRect(rect);SetWindowPos(this,rect.left,rect.top,cx,cy,SWP_NOZORDER);OnViewStatusBar() CFrameWnd:OnBarCheck(ID_VIEW_STATUS_BAR);SetClientSize();通過對客戶區(qū)的精確控制，可以真正的使文本區(qū)的象素點數(shù)與顯示屏的平面發(fā)光點數(shù)對應(yīng)，而且為了編輯操作過程中不至于因為失誤造成文本區(qū)內(nèi)的象素改變，所以系統(tǒng)限制了窗體最大化控制：cs.style&=WS_MAXIMIZEBOX;/取消最大化使窗體大小固定。2編輯功能設(shè)計：在控制系統(tǒng)中，把文字與圖形的輸入通通想象成是圖象的編輯，這樣就象在畫板上一樣，隨心所欲的完成編輯工作。MFC的繪圖都是通過Device Context(它是設(shè)備與數(shù)據(jù)之間的媒介，可以縮寫為DC)來將繪圖輸出到一個設(shè)備上。DC中存儲設(shè)備的屬性與輸出繪圖的數(shù)據(jù)。在MFC中要輸出繪圖數(shù)據(jù)至一個設(shè)備上，必須準備一個針對此設(shè)備的DC對象，它是繼承于CDC的類的對象。這個DC對象可以使用CDC類的一些繪圖函數(shù)(如畫線、圓、方形等)。每個DC必須附著一些所謂的GDI object(GDI對象，如常見的畫筆、畫刷、字形、位圖等畫圖工具)以配合DC的繪圖函數(shù)。系統(tǒng)通過編寫Line()函數(shù)畫直線、Rectangle()函數(shù)畫矩形、Ellipse()函數(shù)畫橢圓、Circle()函數(shù)完成圖形的編輯。需要指出的是將newPen析構(gòu)：調(diào)用newPen.DeleteObject()方法。GDI對象的析構(gòu)很重要，特別是自己創(chuàng)建的對象，一定要在適當?shù)臅r機(GDI對象已經(jīng)不在附著在DC時)去掉。解除附著的方法只有以SelectObject函數(shù)選擇別的新的對象(舊的對象會自動被消除)?？梢赃x擇MFC預存的對象來解除對象的依附關(guān)系，因為MFC預存的對象會在不用的時候自動析構(gòu)。DeleteObject是CGdiObject類公開的成員函數(shù)，所以它的子類都可以使用。文字的輸入：通過CFontDialog類生成一個選擇字體類型(font)的對話框。CDC*pDC=GetDC();LOGFONT m_lFont;COLORREF m_cTextColor;CFont myFont;CFont*pOldFont;CFontDialog FontDlg;FontDlg.m_cf.lpLogFont=&m_lFont;FontDlg.m_if(FontDlg.DoModal()=IDOK)FontDlg.GetCurrentFont(&m_lFont);m_cTextColor=FontDlg.GetColor(); 調(diào)用系統(tǒng)自帶的輸入法，包括文字的字體、字形、顏色效果等。系統(tǒng)加載TextDialog對話框，以文本編輯區(qū)左上頂點為坐標原點，向右為X軸正方向，向下為Y軸正方向建立邏輯坐標系，實現(xiàn)文字指定位置的編輯：CString str;CTextDlg TextDlg;/CRect rect(TextDlg.m_ctrEdit.GetClientRect();if(TextDlg.DoModal()=IDOK)CRect rect(TextDlg.m_iPosX,TextDlg.m_iPosY,myFont.CreateFontIndirect(&m_lFont); pOldFont=pDC-SelectObject(&myFont);pDC-SetTextColor(m_cTextColor);pDC-DrawText(str,rect,0);pDC-SelectObject(pOldFont);SaveInStack();LED圖文顯示屏系統(tǒng)在OnFont()函數(shù)中嵌入TextDialog()函數(shù)，DDX_Text(pDX,IDC_POS_X,m_iPosX)；/文本區(qū)內(nèi)文字輸入X軸DDX_Text(pDX,IDC_POS_Y,m_iPosY)；/文本區(qū)內(nèi)文字輸入Y軸 顏色的控制：在Windows系統(tǒng)中，色彩是以ture color來定義的，即COLORREF它是一個四字節(jié)字，其中的3個字節(jié)分別代表紅，綠，藍三種基本單色，也就是每一個基本單色由一個字節(jié)來表示，亦即每一個基本單色有256種色階。所以True color有16777216種色彩變化。雖然計算機內(nèi)定義了這么多顏色，但是對于應(yīng)用與現(xiàn)實生活中的LED顯示屏來說無須也無法達到。因為人眼對不同顏色光線的敏感程度不同，并且紅、綠和黃三種顏色是人眼視覺細胞最敏感的，所以這三種顏色成為基色，通過其不同比例的混合就能實現(xiàn)從白到黑的各種顏色。所以也正是應(yīng)用于交通警視最為普遍的顏色。LED顯示屏應(yīng)用于交通指揮大廳的法律宣傳，為公眾傳輸信息以及服務(wù)，基于特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，圖文顯示屏都只有三種顏色的變化。所以控制系統(tǒng)在工具欄內(nèi)只添加了以上三種顏色滿足今后擴展的要求。4.2 字模提取4.2.1字模簡介文字的字模是一組數(shù)字，但它的意義卻與數(shù)字的意義有著根本的變化，它是用數(shù)字的各位信息來記載英文或漢字的形狀。在電腦硬件中，根本沒有漢字這個概念，也沒有英文的概念，其認識的概念只有內(nèi)碼（將ASCII表的高128個很少用到的數(shù)值以兩個為一組來表示漢字，即漢字的內(nèi)碼。而剩下的低128位則留給英文字符使用，即英文的內(nèi)碼）。如果你用啟動盤啟動系統(tǒng)后用DIR命令可能得到一串串莫名其妙的字符，但那確確實實是漢字，如果你啟動UCDOS或其他的漢字系統(tǒng)后，就會看到那是一個個熟悉的漢字。在硬件系統(tǒng)內(nèi)，英文的字模信息一般固化在ROM里，即使在沒有進入系統(tǒng)的CMOS里，也可以讓你看到英文字符。而在DOS下，中文的字模信息一般記錄在漢字庫文件里（將制作好的字模放到一個個標準的庫中，這就是點陣字庫文件）。4.2.2 LED顯示屏領(lǐng)域字模實現(xiàn)技術(shù)在通過軟件實現(xiàn)的技術(shù)中，目前有許多字模生成軟件，軟件打開后輸入漢字，點“檢取”，十六進制數(shù)據(jù)的漢字代碼即可自動生成，把我們所需要的豎排數(shù)據(jù)復制到我們的程序中即可。在通過硬件實現(xiàn)字模提取的技術(shù)中，有在單片機系統(tǒng)中增加硬漢字庫的方法，主控器發(fā)送的漢字是其機內(nèi)碼，用兩個字節(jié)來表示一個漢字。根據(jù)機內(nèi)碼，顯示單元控制模塊從漢字庫中查取顯示字模，實現(xiàn)漢字顯示。由于帶有硬漢字庫，進行動態(tài)文字顯示時，通用智能顯示單元僅接受漢字的機內(nèi)碼即可，這樣數(shù)據(jù)通訊量大大減少。因此，“動態(tài)文字顯示速度快”。4.2.3軟件控制系統(tǒng)字模提取的分析與設(shè)計而在LED顯示屏控制系統(tǒng)具體應(yīng)用的Windows操作系統(tǒng)下如何提取字模信息是設(shè)計的核心。軟件控制系統(tǒng)在實際編輯過程中，要求各種字體、字號的文字都能被編輯、保存。所以系統(tǒng)在設(shè)計時，把文本區(qū)理解為由眾多的象素點構(gòu)成，而把不同字體、字號的文字理解為一幅圖像。因為所開啟的文本區(qū)大小與LED顯示屏的大小對應(yīng)，所以采用16*16點陣為單位，把文本區(qū)內(nèi)的每個像素點都看成一個二維數(shù)組，由于系統(tǒng)中各種顏色都有對應(yīng)的值，賦予每個不同顏色的像素點不同的對應(yīng)值，再把每個點賦予一個int型的值，這樣保存下來的信息就是二進制數(shù)據(jù)。通過這樣的設(shè)計，我們不僅可以把任何字型，任何大小的文字保存下來，還可以顯示以256個像素點陣為單位的任何圖形。在軟件控制系統(tǒng)中實現(xiàn)字模的提取，也就避免了在單片機中加載硬漢字庫模塊，從而簡化了硬件模塊的設(shè)計。以下以單色屏為例，介紹系統(tǒng)采用字模保存的算法設(shè)計定義COLORREF zimo_color/像素點的顏色，判斷某個點的顏色值。如果值為0xffffff，說明此點為白色，賦予此點值0。由于單色屏只有紅色和不顯色兩種，所以可以簡單賦值為除白色外其余點賦值為1。CClientDC dc(this);CFile myfile;unsigned int zimo192384=0;unsigned char zimo_data19248=0;COLORREF zimo_color;int row,col;this-HideCaret();for(row=0;row192;row+)for(col=0;colShowCaret();int i,j,k;for(i=0;i192;i+)for(j=0;j48;j+)for(k=0;k8;k+)zimo_dataij+=zimoi8*j+k*(int)pow(2,(7-k);效果添加與預覽功能的設(shè)計與實現(xiàn)在當今高度信息化的社會，圖形圖像等形象性信息所占比例日益提高，計算機在各種信息處理中正發(fā)揮著重要作用。由于數(shù)字化技術(shù)、計算機技術(shù)的介入，傳統(tǒng)的模擬圖像為住的電視界已開始全面進入數(shù)字化的數(shù)字廣播時代。從電子顯微鏡下的微觀世界，到衛(wèi)星圖像所拍廣闊領(lǐng)域，圖像處理在實際生活中廣泛應(yīng)用：把文檔、圖形等圖像化的辦公圖像處理；醫(yī)用X射線CT（Computer Tomography,計算機斷層攝影）機為代表的醫(yī)用圖像處理；用于人造衛(wèi)星拍攝的遙感圖像處理以及廣播電視、電影界中的圖像處理等。為了增強顯示效果，LED顯示屏也可以有多種顯示模式。4.3.1硬件模塊處理顯示模式技術(shù)LED圖文顯示屏可以增添多種顯示模式，從而增強顯示效果。產(chǎn)生不同顯示模式的方法，主要是隨時間變化不斷控制刷新顯示數(shù)據(jù)。但對于顯示數(shù)據(jù)的刷新，并不意味著一定要重新編寫顯示數(shù)據(jù)，可以通過一定的算法從原來的顯示數(shù)據(jù)接生成?？梢园错樞蛘{(diào)整行號，使顯示圖文產(chǎn)生上下平移；而順序調(diào)整列顯示數(shù)據(jù)的位置，就可以達到左右平移的目的；同時調(diào)整行列順序，就能得到對角線平移的效果。4.3.2軟件模塊直接加載效果技術(shù)如果對于信息數(shù)據(jù)的刷新算法過于復雜，可以考慮直接生成帶有顯示模式的數(shù)據(jù)。經(jīng)過系統(tǒng)的分析與設(shè)計，采用在文本區(qū)內(nèi)，完成對文字及圖形的編輯工作，完成字模的提取與保存后，通過算法設(shè)計，增添滾動顯示模式。1滾動顯示模式的設(shè)計與實現(xiàn)屏幕顯示滾動效果在PreviewDialog內(nèi)，加入button選項，即實現(xiàn)多屏信息保存時，根據(jù)需要普通效果與滾動效果穿插選擇達到最終保存的目的：for(unsigned char i=0;ifile_number;i+)CString tempField1,tempField2,tempField3;unsigned char file_length,file_distype,file_distime;tempField1=m_listCtrl.GetItemText(i,0);tempField2=m_listCtrl.GetItemText(i,1);tempField3=m_listCtrl.GetItemText(i,2);file_length=(unsigned char)tempField1.GetLength();myfile.Write(&file_length,1);/存儲文件名長度myfile