文献综述-线阵LED显示屏设计与实现.doc

杭州电子科技大学信息工程学院毕业设计（论文）文献综述毕业设计（论文）题目线阵LED显示屏设计与实现文献综述题目线阵LED的应用及其无线数据传输系电子工程专 业电子信息科学与技术姓 名班 级学 号指导教师线阵LED的应用及其无线数据传输前言线阵LED技术主要是研究基于LED旋转显示屏的图像显示技术。LED旋转显示屏是有一排LED发光二极管绕其一端快速旋转而形成一个LED伪点阵平面。当这排LED旋转到不同位置时给予其不同的数据，转完一圈就会在整个旋转面上显示出有意义的信息。如果一排有N个LED，分辨率最大可达2N*2N，为达到最大分辨率就要将旋转平面分成8*N条半径线组成。本项目研究的难点就是在最大分辨率条件下的显示信息的提取与显示，而显示的难点在于旋转电机速度的精确控制。本项目的研究已经有一些成果，但只是用较少的单色LED组成旋转显示面，并不能显示足够丰富的信息。所以，该技术的研究还包括基于双色甚至三色LED的旋转显示技术。在其无线传输中用到了Reed-Somonol纠错算法。RS纠错编码、是目前最有效、应用最为广泛的差错控制编码方式之一。它首先是由Reed和Somonol应用MS多项式于1960年构造出来的一类多进制BCH码。RS纠错编码既能纠随机错误，又能纠突发错误，已经在卫星通信、数字电视传输以及磁记录系统等许多领域得到广泛应用。线阵LED的发展及现状 该项目或者是类似的项目不论在国内还是国外都有很大一部分群体在研究。其在大学校园内以及技术爱好者之间都颇为流行，主要原因是该项目所作出的实物很直观，很具有视觉欣赏价值。目前流行的旋转LED显示基本上可分平面型和柱型两种类型。对于旋转显示技术，国内外各种设计与制作的功能与显示效果差别不大。一般的设计制作只是在旋转面或者旋转圆柱面上显示一串英文字符或者几个汉字，还有一种比较流行的设计是显示一个模拟时钟，并且可以模拟时钟指针的行走。由于LED个数的限制造成旋转显示屏的分辨率得不到提高，从而只能用作一些普通的文字显示。国外有一些基于旋转显示技术的设计很有创意，比如，有基于旋转圆柱面显示屏设计的一个俄罗斯方块游戏；有将旋转显示屏置于自行车轮上，行走时显示字符这些都是显示屏的高级应用，但是，很少看到有图形的显示设计。不同的设计基本上用到得都是直流电机作为旋转设备。用软件配合硬件达到精确控制速度的目的。因为在旋转平面显示屏上外圆两点间距较内圆疏，整个显示平面圆的分割份数不好控制，太少则外圆会出现失真，太多则显示信息数据不好提取，同时显示信息数据量加大，对电机转速要求更高。本项目就是要解决高分辨率下显示信息数据的获取问题以及速度控制问题。所以，项目的主要工作是在软件设计上。编写PC机上的软件，获取显示信息数据，再传到控制旋转显示屏的单片机上。编写单片机端程序使之能精确控制旋转电机转速和显示屏显示。技术上的难点在于显示信息数据的获取。这部分在电脑上完成，只是软件的编写。线阵LED技术面临的主要问题（1）线阵LED分辨率提升困难 由于现在没有公司设计和生产商用的线阵LED屏，所以线阵LED显示屏所使用的LED大都是普通贴片LED，单个LED面积比较大，导致不可能在很小一个平面上显示较多的LED点，而且很难实现彩色LED显示屏，如果采用电脑显示屏的工艺生产线阵LED显示屏，那分辨率问题可以得以解决。（2）RS纠错码的实现RS编码，即Reed-Solomon编码。一般地，一个（n,k)RS码用于对m位的k个符号编码，构成由n(=2m-1)个符号组成的块，这里m=1。因此编码算法通过增加n-k个冗余符号，将K个符号构成的块展成n个符号。 （3）电机转速的精确控制电机速度的精确控制主要是靠安装高精度的编码器作为反馈配合控制算法实现的。控制算法主要采用PID控制原理，在部分情况下结合模糊控制算法一起作用，算法的参数由无刷电机的驱动、无刷电机以及光栅的各个参数估算得到，并经过大量测试得到最佳参数。这是在显示屏上稳定显示的基础。线阵LED技术的前景随着电子技术的发展，线阵LED技术得到了越来越广泛的应用，市场上出现了许多不同类型的线阵LED显示屏。然而，大多线阵LED显示屏都不是批量生产的，属于手工制作的产品，所以显示分辨率普遍较低，彩色线阵LED显示屏较少而且价格偏高，当前只能用于广告展示方面。随着集成LED显示技术的不断发展成熟，线阵LED显示屏可以做到在很小面积上集成较多LED，从而分辨率和显示效果得到大幅度的提高，同时成本也会不断下降，到时，线阵LED显示屏应用的范围将不断扩大，比如可以做出便携式的PC显示器或者便携式电视机等。当前采用普通高速电机与无线供电的方式使线阵LED显示屏工作，该工作方式功耗教大，而且具有一定的噪声，随着技术的发展，以后可以考虑磁悬浮等其他工作方式，使其工作安静稳定而且具有较低的功耗。总结由上面的分析与讨论可知，线阵LED显示屏相对于传统的CRT、LED显示屏具有体积小、携带方便、新颖等优点，目前发展迅速，尤其在广告应用中得到了广泛的应用，成为许多公司企业宣传品牌一个重要途径。由于目前应用不是非常广泛，而且没有大批量生产，所以当前线阵LED显示屏分辨率较低，彩色显示较难实现，功耗的噪声较大，但是随着技术的发展这些缺点将被逐渐解决，最终成为便携式LED显示屏的主流。参考文献：1周润景，张丽敏王伟编著，原理图与PCB设计M，电子工业出版社，2009.2Ranjan Bose编著，信息论、编码与密码学M，机械工业出版社，2010.3姜藤良纯，金子敏信编著，纠错码及其应用M，科学出版社，2004.4张大明 等编著，单片微机控制应用技术M，机械工业出版社，2006.5唐向宏 等编著，matlab及在电子信息类课程中的应用M,2008.6胡汉才编著，单片机原理及其接口技术M，清华大学出版社，2001.7周立功 等编著,单片机实验与实践教程（三）M，北京航空航天大学，2006.8曹志刚，钱亚生编著,现代通信原理M，清华大学出版社，1992.9李光飞，胡佳文 等编著,单片机课程设计实例指导M，北京航空航天大学出版，2004.10李广第，朱月秀等编著，单片机基础（修订本）M，北京航空航天