LED點陣廣告牌設(shè)計——開題報告

1、西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)論文開題報告題 目LED點陣廣告牌設(shè)計所在系電氣信息工程學(xué)生姓名XXX專 業(yè)測控技術(shù)與儀器班 級測控XXX學(xué)號 XXXXXX指導(dǎo)教師.XXXXXX2014年3月本科畢業(yè)論文開題報告對題目的陳述1畢業(yè)論文課題情況(1) 選題意義：LED點陣廣告牌顯示屏是集微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的大型顯示屏系統(tǒng)。它以其色彩鮮艷動態(tài)范圍廣、亮度高壽命長、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點而成為眾多顯示媒體以及戶外作業(yè)顯示的理想選擇。受到體育場館用LED顯示屏需求快速增長的帶動，近年來中國LED顯示屏應(yīng)用逐步增多。目前，LED已經(jīng)廣泛應(yīng)用在銀行、火車站、廣告、體育場館之中。而隨著奧運會

2、、世博會的臨近，LED顯示屏將廣泛的應(yīng)用在體育場館以及道路交通指示中，LED顯示屏在體 育廣場中的應(yīng)用將出現(xiàn)快速增長。因此，本設(shè)計是很有必要的，之所以基于FPGA設(shè)計是因為現(xiàn)場可編程門陣列。FPGA設(shè)計周期小、靈活度高，適合用于小批 量系統(tǒng)、提高系統(tǒng)的可靠性和集成度。并且采用編寫靈活的VHDL語言編寫主程序。本設(shè)計可以方便的應(yīng)用到各類廣告宣傳中。(2) 國內(nèi)外研究情況近年來，中國LED顯示屏應(yīng)用逐步增多。目前，LED已經(jīng)廣泛應(yīng)用在銀行、 火車站、廣告、體育場館之中。而隨著世博會的臨近，LED顯示屏將廣泛的應(yīng)用在體育場館以及道路交通指示中，LED顯示屏在體育廣場中的應(yīng)用將出現(xiàn)快速增長。目前，國內(nèi)

3、從事LED顯示屏生產(chǎn)的企業(yè)眾多同時 受到外資企業(yè)LED顯示屏價格過高的影響，在中國LED顯示屏市場上多以本土企業(yè)為主。目前，本土LED顯示屏生產(chǎn)企業(yè)除供應(yīng)國內(nèi)需求外，還不斷把產(chǎn)品出口到國外市場。而近年來受到成本壓力的影響，國際上一些知名的 LED顯示屏企業(yè)也逐步把生產(chǎn)基地移到了中 國，如巴可在北京設(shè)立了顯示屏生產(chǎn)基地、Lighthouse在惠州也擁有生產(chǎn)基地Daktronics、萊茵堡都在國內(nèi)設(shè)立了生產(chǎn)工廠。隨著國際 LED顯示屏生產(chǎn)大廠 不斷把生產(chǎn)基地轉(zhuǎn)移至國內(nèi)，加之國內(nèi)眾多的 LED顯示屏本土企業(yè)，中國正 在成 為全球LED顯示屏的主要生產(chǎn)基地。因此研究LED漢字滾動顯示屏的設(shè)計方法具有重

4、要的理論和現(xiàn)實意義。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對公共場合發(fā)布信息的需求日益增長，利用LED點陣滾動顯示漢字的出現(xiàn)正好適應(yīng)了這一 市場需求 已經(jīng)成為信息傳播的一種重要手段。采用傳統(tǒng)方法設(shè)計的漢字滾動顯示器。通常需要使用單片機、存儲器和制約邏輯電路來進(jìn)行PCB板級的系統(tǒng)集成。盡管這種方案有單片機軟件的支持較為靈活但是由于受硬件資源的限制，未來對設(shè)計的變更和升級總是難以避免要付出較多研發(fā)經(jīng)費和較長投放市場周期的代價。隨著電子設(shè)計自動化、EDA技術(shù)的進(jìn)展，基于可編程 FPGA器件進(jìn)行系統(tǒng)芯片集成的新設(shè)計 方法也正在快速地到代基于PCB板的傳統(tǒng)設(shè)計方式。（3）主要研究內(nèi)容1. 設(shè)計一個以16X 16的點陣

5、LED顯示屏為一個漢字顯示單位的一行可顯示 8個 漢字的組合LED顯示屏，通過對C8051單片機的應(yīng)用完成對LED顯示屏的控制。2 將單片機能夠以串口的方式與 PC進(jìn)行連接，通過PC平臺來對要顯示的漢字內(nèi) 容 進(jìn)行輸入轉(zhuǎn)碼設(shè)計不同的顯示方式等操作。3. 在PC機上完成對所要顯示漢字的磚模 運算將每個漢字轉(zhuǎn)成ASCII碼，并將數(shù) 據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C的存儲空間。4. 要求在目測條件下LED顯示屏各點亮度均勻、充足，可顯示圖形 和文字，顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無花屏亂碼現(xiàn)象。圖形或文字顯示有靜止、滾動等顯示方式。2. 課題研究的方案設(shè)計（方法、手段、技術(shù)路線、可行性論證）總框架圖單電源片1機列驅(qū)動器L

6、ED顯示點陣?yán)碚撜f明從理論上說，不論顯示圖形還是文字，只要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，就可以得到我們想要的顯示結(jié)果，這種同時控制各個發(fā)光點亮滅的方法稱為靜態(tài)驅(qū)動顯示方式。16x 16的點陣共有256個發(fā)光二極管，顯然單片機沒有這么多的端口，如果我采用鎖存器來擴展端口，按8位的鎖存器來計算，16 x 16的點陣需要256/8=32個鎖存器。這個數(shù)字很龐大， 因為我們僅僅是16x 16的點陣，在實際應(yīng)用中的顯示屏往往要大得多，這樣在鎖 存器上花的成本將是一個很龐大的數(shù)字。因此在實際應(yīng)用中的顯示屏幾乎都不采用這種設(shè)計，而采用另外一種稱為動態(tài)掃描2 的顯示方法。

7、動態(tài)掃描的意思簡單地說就是逐行輪流點亮，這樣掃描驅(qū)動電路就可以實現(xiàn)多行（比如16行）的同名列共用一套驅(qū)動器。具體就 16x 16的點陣來說，把所有同1行的發(fā)光管的陽 極連在一起，把所有同1列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽極的接法），先 送出 對應(yīng)第一行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第1行使其燃亮一定時間， 然后熄滅；再送出第二行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第2行使其燃亮相同的時間， 然后熄滅；以此類推，第16行之后，又重新燃亮第1行，反復(fù)輪回。當(dāng)這樣輪回的速 度足夠快（每秒24次以上），由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能夠看到顯示屏上穩(wěn) 定的圖形了。采用掃描方式進(jìn)行顯示時，每一行有一個行驅(qū)動器，各行的同名

8、列共用一個驅(qū)動器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲在單片機的存儲器中，按8位一個字節(jié)的形式順序排放。顯示時要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的列驅(qū)動器上去，這就存在一個顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。從控制電路到列驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并列方式或串行方式。顯然，采用并行方式時，從控制電路到列驅(qū)動器的線路數(shù)量大，相應(yīng)的硬件數(shù)目多。當(dāng)列數(shù)很多時，并列傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉?。采用串行傳輸?shù)姆椒ǎ刂齐娐房梢灾挥靡桓盘柧€，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅(qū)動器，在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟的。但是，串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅(qū)動器，只有當(dāng)一行的各列數(shù)據(jù)都以傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能并行地進(jìn)行顯示。這樣，對于一行的顯示過

9、程就可以分解成列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備（傳輸）和列數(shù)據(jù)顯示兩部分。對于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時間可能相當(dāng)長，在行掃描周期確定的情況下留給行顯示的時間就太少了，以致影響到LED的亮度。解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和列數(shù)據(jù)顯示的時間矛盾問題，可以采用重疊處理的方法。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時，傳送下一列數(shù)據(jù)。為了達(dá)到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有所存功能。經(jīng)過上述分析，就可以歸納出列驅(qū)動器電路應(yīng)具有的功能。對于列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來說，它應(yīng)能實現(xiàn)串入并處的移位功能；對于列數(shù)據(jù)顯示來說，應(yīng)具有并行鎖存的功能。這樣，本行已準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進(jìn)行顯示時，串并移位寄存器就可以準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會 影響 本

10、行的顯示。圖為顯示屏電路實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)框圖。3. 主要進(jìn)度安排3月4日至3月13日：寫出開題報告；3月14日至3月29日：組建可實現(xiàn)漢子滾動 顯示的LED點陣驅(qū)動設(shè)計總體結(jié)構(gòu) 框圖；3月30日至4月10日：根據(jù)設(shè)計要求，通過理論分析和計算選擇電路參數(shù)；4月11日至4月25日：根據(jù)操作功能要求，確定鍵盤控制功能，按 要求確定顯 示方式、指示類型和單位；4月26日至5月10日：采用單片機編寫應(yīng)用程序并調(diào)試通過；5月18日至5月20日：對系統(tǒng)進(jìn)行測試和結(jié)果分析；5月30日至5月30日：寫出論文；6月14日至6月10日：論文答辯；6月15日：提交畢業(yè)設(shè)計成績。4. 參考文獻(xiàn)目錄1. 51系列單片機及C51程序設(shè)計王建校，楊建國，寧改娣，危建國編 著。 北京：科學(xué)出版社，20022. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)張克農(nóng)主編高等教育出版社，20033 現(xiàn)弋測試技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計申忠如等編著西安交通大學(xué)出版社,20064電子系統(tǒng)設(shè)計與實踐王建校，張虹，金印彬編寫。輕印，20075單片機實驗指