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毕业设计127哈尔滨工业大学基于8051的字幕机的显示与应用.doc
毕业设计127哈尔滨工业大学基于8051的字幕机的显示与应用
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电气电子毕业设计论文
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哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） I 摘 要 LED 显示屏作为一种新兴的显示媒体，随着大规模集成电路和计算机技术的高速发展，得到了飞速发展，它与传统的显示媒体相比较，以其亮度高、动态影像显示效 果好、故障低、能耗少、使用寿命长、显示内容多样、显示方式丰富、 性能价格比高等优势，作为新一代的显示媒体，已广泛应用于各行各业。特别是灰度显示屏以其现代化的姿态用于企事业单位形象宣传和公共场所信息显示，已成为无可替代的显示媒体。 本文采用单片机来控制整个 LED 点阵电路。需要显示的汉字较多时 ，直接将字库部分单独设置在整个电路的控制电路部分，掌握点阵汉字 库的编码和从标准字库中提取汉字编码的方法。这样整个单片机系统的汉字编码就变得简单化。根据 设计 的总体要求，给出了该单片机 点阵显示 的硬件电路和软件程序，同时给出了单片机型号的选择、硬件设计、软件流程图 。 关键词 LED 点阵 ； 点阵 显示 ； 16X16 点阵； 单片机 nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） II Abstract The LED display screen has been one kind of display medium new and developing , has been developed at full speed with the fact that the large-scale integrated circuit and the computer art high speed develop,it compares with the tradition display medium, the portrait demonstrates effect well, the malfunction is low, energy consumption is few, life time is elde, display content is various, the display way enriches, function price is compared to advanced advantage with whose brightness height, development,be thenew generation display medium , apply to all professions and trades already broadly. Gradation demonstrates a screen especially being used to anxiously expect the institution image propagating sum a public place Visualization with the attitude that the person modernizes , already becomes the display medium having no but replacing. The main body of a book is adopt to control the entire LED lattice circuit coming monolithic machine. Need the Chinese character showing thecharacter warehouse part to be set up comparatively directly alone for a long time, in entire circuital control circuit part, method knowing lattice Chinese character warehouse code well and abstracting encode Chinese characters for computerss from the standard in character warehouse. Such entire monolithic machine system encode Chinese characters for computers becomesright away oversimplifying. According to the general requirement designingthat, have given the hardware owing a monolithic machine lattice display out circuit and the software program, choice , hardware design , software flow chart having given a monolithic machine out a type at the same time. Key word LED lattice The lattice is demonstrated 16 X16 lattices Monolithic machine nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） III 目 录 摘要 . I Abstrat . 第 1 章 绪论 . 1 1.1 设计的目的、意义和背景 . 1 1.2 研究的方案 . 2 1.3 设计要求和完成的功能 . 3 1.4 本章小结 . 3 第 2 章 字幕机的硬件设计与实现 . 4 2.1 单片机的发展概况及其特点 . 4 2.2 AT89C51 单片机简介 . 4 2.2.1 基本特性 . 4 2.2.2 引脚功能 . 6 2.2.3 控制引脚 . 7 2.2.4 I/O 口引脚 . 8 2.2.5 MCS-51 增加的引脚功能 . 8 2.2.6 实际电路中的 复位电路 . 9 2.3 LED 显示屏产业在我国的发展及现状 . 10 2.3.1 LED 显示屏在我国的发展经历了以下阶段 . 10 2.4 8X8 点阵的介绍 . 11 2.5 LED 显示屏的应用领域 . 13 2.6 对我国 LED 显示屏产业发展的几点认识 . 14 2.7 字幕 机 的 原理 . 15 2.7.1 系统的硬件电路 . 15 2.7.2 汉字的显示原理 . 17 2.8 本章小结 . 18 第 3 章 字幕机 的 软件设计与实现 . 19 3.1 软件设计 . 19 3.1.1 编程思路 . 19 3.2 程序中延时的计算 . 19 nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） IV 3.3 程 序 流程 图 . 20 3.4 程序 的编写 . 20 3.5 汉字取码软件的原理 . 22 3.6 本章小结 . 23 第 4 章 字幕机系统设计的调试 . 24 4.1 单片机应用系统的调试工具 . 24 4.1.1 单片机开发系统 . 24 4.1.2 万用表 . 24 4.2 系统调试的一般过程 . 24 4.2.1 硬件调试 . 25 4.2.2 软件调试 . 25 4.2.3 程序编译 . 25 4.2.4 程序调试 . 25 4.2.5 综合调试 . 25 4.2.6 上电 调试 . 26 4.3 本章小结 . 26 结论 . 27 致谢 . 28 参考文献 . 29 附录 1 . 30 附录 2 . 31 nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 1 第 1 章 绪论 1.1 设计的目的、意义和背景 进入信息化时代，我们充分领略和感受着信息技术的发 展所带来的各种便利。信息显示技术的发展，形成了 CRT、 LCD、 PDP、 LED、 EL、 DLP等系列的信息显示产品，这些产品的广泛应用，使我们对信息的利用更加直接，也使得现代社会更加丰富多彩，信息时代的美好感受从看得见开始。 被誉为“照亮未来的技术”的 LED（ Light-Emitting-Diode-发光二极管），渐渐走近了我们的日常生活，并将推动显示器领域发生一次革命性巨变。 LED 显示器技术的发展速度超出了专家的预测，作为一个新兴产业，10 年内， LED 显示器有望达到 30 亿美元的产值。液晶显示器也将和 CRT显示 器一样，退出主流舞台！随着计算机网络技术的发展 ,LED 显示屏在网络环境下的使用情况越来越多 ,在多媒体、多种显示设备组成的信息显示系统中 ,采用智能化网络控制 ,联网控制多屏技术也在实际中得到应用。 信息化社会的形成，信息领域愈加广泛 ， LED 显示屏的应用前景更为广阔。预计大型或超大型 LED 显示屏的主流产品局面将会发生改变，适合于服务行业特点和专业性要求的小型 LED 显示屏会有较大提高，面向信息服务领域的 LED 显示屏产品门类和品种体系将更加丰富，部分潜在的市场需求和应用领域将会有所突破，如公共交通、停车场、餐饮、医 院等综合服务方面的信息显示屏需求量将有更大的提高，大批量、小型化的标准系列LED 显示屏在 LED 显示屏市场总量中将会占有多数份额。 LED 显示屏从八十年代后期在全球迅速兴起 ,在短短的十几年中 ,技术、产业都取得了长足的进步 ,已发展成为重要的现代信息发布媒体手段 ,在证券交易、金融、交通、体育、广告等领域得到广泛应用 ,随着社会信息化的进程 ,LED 显示屏在信息显示领域的应用愈加广阔。目前，世界上对省能源、轻量化、小型化、高可信度的产品需求极为迫切，而 LED 完全符合这些条件。 LED 属于全固体冷光源，更小、更轻、更坚 固，工作电压仅有两伏特，使用寿命长达十多年。按照通常的光效定义， LED 的发光效率并不高，但由于 LED 的光谱几乎全部集中于可见光频段，效率可达 80-90%。 在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中，越来越多的场所需要用点阵nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 2 图形显示器显示汉字。汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵（如 16 16 点阵），将点阵文件存入 ROM，形成新的汉字编码；而在使用时则需要先根据新的汉字编码组成语句，再由 MCU 根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。 对于不同的应用环境和应用要求，可以有各种各样的应用方式。常用的应用有群显示应 用、红外遥控式应用、无线遥控式应用。采用本文的单片机控制设计方案，对以上各种应用都可以方便简单而且很有效地进行控制、设计。 1.2 研究的方案 LED 在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。 LED与 LCD 的功耗比大约为 10:1，而且更高的刷新速率使得 LED 在视频方面有更好的性能表现，能提供宽达 160的视角，可以显示各种文字、数字、彩色图像及动画信息，也可以播放电视、录像、 VCD、 DVD 等彩色视频信号，多幅显示屏还可以进行联网播出。有机 LED 显示屏的单个元素反应速度 是 LCD 液晶屏的 1000 倍，在 强光下也可以照看不误，并且适应零下 40度的低温。利用 LED 技术，可以制造出比 LCD 更薄、更亮、更清晰的显示器，拥有广泛的应用前景。由于采用能够发光的有机材料，有机 LED 发光不需要背光，比液晶显示器造价更低，耗电量更少。可以相信， LED 技术成熟之日，即是液晶显示屏退出市场“主角”之始。未来二三年，采用 LED显示屏的公共环境将成为主流。 LED 与其它的三 种显示器相比也具有很多的优势。见表 1-1 表 1-1 四 种主要显示器性能比较 类型 显示容量 对比度 彩色化 灰度 亮度 功耗 画面大小 数字化 寿命 成本 LED 二极管 很大 很好 很好 很好 很好 小 很大 很好 很长 很低 VFD 荧光 不大 好 不好 不好 好 小 大 好 一般 很低 PDP 等离子 很大 好 很好 好 较好 小 大 很好 一般 较高 CRT 电子束） 大 很好 很好 很好 一般 较小 小 不好 一般 较高 所以，基于 “ 单片机的 字模机 的设计 与应用”用点阵来显示是 最佳的方案。 nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 3 1.3 设计要求和完成的功能 1根据需要输入不同的汉字， 实现字模功能， 通过 改动程序 还 可以显示比赛的比分。 2 每次 显示 字数四个， 显示 字数总数 20 个。 1.4 本章小结 本章主要介绍在信息化时代， LED 在人们的日常生活中给人们带来的方便。在市场中与 CRT、 LCD、 PDP、 EL、 DLP 等 相比存在的优势。以及未来的发展方向和所应用的场合。 在 LED 与其它显示器的比较中，在 应用环境和应用要求 、成本 、 寿命、 功耗、 亮度、 可视角度和刷新速率等方面，都更具优势 。所以，最后确定的方案是用 LED 显示来实现字幕机的功能。 nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 4 第 2章 字模机的硬件设计与实现 2.1 单片机的发展概况及其特点 单片机自 20 世纪 70 年代问世以来，以极其高的性价比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。单片机的优点是体 积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。广大工程技术人员通过学习有关单片机的知识后，也能依靠自己的力量来开发所希望的单片机系统，并可获得较高的经济效益。正因为如此，在我国，单片机已被广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪表、家用电器等各个方面。 2 2 AT89C51 单片机简介 AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的 AT89 系列单片机中的一种，它与 MCS 51 系列的许多机种都具有兼容性，并具有广泛的代表性。 2.2.1 基本特性 与 MCS-51 单片 机兼容 ,含 80C51 内核。 片内有 4KB 在系列中可重新编程的 FLASH 程序存储器，可擦写字1000 次以上。 全静态逻辑，工作频率范围： 0 24MHZ。 三级程序存储器加密。 128 字节片内 RAM。 32 个可编程 I O 端子。 提供待机和掉电两种省电工作方式。 两个 16 位定时计数器。 有 5 个中断矢量，允许 6 个中断源。 一个全双工串行口。 具有与工业标准 80C51 一致的指令集和引脚布置 （如图 2-1、 2-2） 。 nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 5 图 2-1 AT89C51 实物图 图 2-2 管脚功能图 AT89C51 是一种低功耗高性能 CMOS 8 位单片微机，它除了具有与MCS 51 完全兼容的若干特性外，最为突出的优点就是片内集成 4KB 字节 FLASH PEROM（ Programmable Erasable Readolny Memory），可用来存放应用程序，这个 FLASH 程序存储器允许用一般的编程器线编程外，还允许在应用系统中实现在线编程。 AT89C51 的另一个特 点是工作速度更高，晶振频率可高 达 24MHz，一个机器周期仅有 500nS，比 MCS 51 快了一倍。图 1-1 是 AT89C51 的引 脚图。 AT89C51 除 40 脚双列直插工塑料装品种外，还提供多种封装形式的产品。 图 2-3 是 AT89C51 的结构图 nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 6 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBA总线128B至R7 至R0至R1至R2R3R4R5R67FH07H08H00HRAM器4KB器ROM器(FLASH)器0FFFH器0000H器器器动动动动驱驱驱驱存存存存琐琐琐琐振 荡 器制控时定VSSVCCXTAL2XTAL1CPU(BUS)90HB0HPSENA0HALE80HEAP3.0RSTP2.0P1.0P3.7P2.7P1.7P0.7P0.0P2P1P0P3P0P3P1P2图 2-3 89C51 的内部结构图 2.2.2 引脚功能 40 只引脚按其功能来分，可分为三个部分： * 电源及时钟引脚： Vcc， Vss； XTAL1， XTAL2。 * 控制引脚： PSEN、 ALE、 EA、 RESET（即 RST）。 * I/O 口引脚： P0、 P1、 P2、 P3，为 4 个 8 位 I/O 口的外部引脚。 1.电源引脚。电源引脚接入单片机的工作电源。 Vcc(40 脚 )：接 +5V 电源； Vss(20 脚 )：接地。 2.时钟引脚 XTAL1、 XTAL2。 时钟引脚外接晶体与片内的反相放大器构成了一个振荡器，它提供nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 7 单片机的时钟控制信号。时钟引脚也可 外接晶体振荡器。 XTAL1（ 19 脚）：接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端。这个放大器构成了片内振荡器。当采用外接晶体振荡器时，此引脚应接地。 XTAL2（ 18 脚）：接外部晶体的另一端，在单片机内部接至内部反相放大器的输出端。若采用外部振荡器时，该引脚接收振荡器的信号，即把此信号直接接到内部时钟发生器的输入端。 2.2.3 控制引脚 此类引脚提供控制信号，有的还具有复用功能。 RST/VPD（ 9 脚）：当振荡器运行时，在此引脚外加上两个机器周期的高电 平将使单片机复位（ RST）。推荐此引脚与 Vss 引脚之间连接一个约 8.2K 的下拉电阻，与引脚之间连接一个约 10F 的电容，以保证可靠的复位。在单片机正常工作时，此脚应为 0.5V 低电平。掉电期间，此引脚可接上备用电源（ VPD），以保持内部 RAM 的数据，当 Vcc 下降到低于规定的值，而 VPD 在其规定的电压范围内（ 5+0.5V）时， VPD 就向内部 RAM 提供备用电源。 ALE/PROG（ 30 脚）：当访问单片机外部存储器时， ALE（ 地址锁存允许）输出脉冲的负跳沿用于 16 位地址的低 8 位的锁存信号。即使不访问外部 锁存器， ALE 端仍有正脉冲信号输出，此频率约为时钟振荡器频率的 1/6。但是，每当访问外部数据存储器时（即从程序存储器取来MOVX 类指令），在两个机器周期中 ALE 只出现一次，即丢失一个 ALE脉冲。因此，严格来说，用户不能用 ALE 做时钟源或定时。 ALE 端可以驱动（吸收或输出电流） 8 个 TTL 负载。在 EPROM 编程期间，此引脚用来输入编程脉冲（ PROG）。 PSEN（ 29 脚）：此脚的输出是单片机访问外部程序存储器的读选通信号。在由外部程序存储器取指令（或常数）期间，每个机器周期 PSEN两次有效。但在此期间， 每当访问外部数据存储器时（即从程序存储器取来的指令是 MOVX 类指令），这两次有效的 PSEN 信号将不出现。PSEN 可以驱动（吸收或输出电流） 8 个 LSTTL 负载。 EA/VPP（ 31 脚）：但 EA 端保持高电平时，单片机访问内部程序存储器，但在 PC（程序计数器）值超过 0FFFH 时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。当 EA 保持低电平时，则只访问外部程序存储器，不管nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 8 是否有内部程序存储器。在 EPROM 编程期间，此引脚施加编程电压为+12V 或 +5V。 2.2.4 I/O 口引脚 P0 口：双向 8 位三态 I/O 口，此口为地址总线（低 8 位）及数据总线分时复用口，可带 8 个 LSTTL 负载。 P1 口： 8 位准双向 I/O 口，可带 4 个 LSTTL 负载。 P2 口： 8 位准双向 I/O 口，与地址总线（高 8 位）复用，可带 4 个LSTTL 负载。 P3 口： 8 位准双向 I/O 口，双功能复用口。 P1 口、 P2 口、 P3 口、各 I/O 口线片内均有固定的上拉电阻，故称为准双向 I/O 口。 P0 口线内无固定上拉电阻，有两个 MOS 管串接，即可开漏输出，又可处于高阻的“浮空”状态，故称为双向三态 I/O 口。 2.2.5 MCS-51 增加的 引脚功能 AT89C51 引脚布置和定义与 MCS 51 完全兼容，但由于它具有片内FLASH 程序存储器，一些引脚在编程时能提供专门的用途。 1. P0 口在时接受程序代码，校验量输出程序代码。校验时要求将 P0口由外部电路上拉（尽管所有的 I O 端口都有内置上拉电路）。 2. P1 口在编程期间则内部多中开关切换到地址总线，接受编程器送来的低 8 位地址信息。 3. P2 口编程期间接受器送来的高 4 位地址信息，同时， P2 口的另两个引脚（ P2.6， P2.7）还接受编程与校验的有关控制信息 。 4. P3 口除具有与 MCS 51 相同的双功能外，在编程与校验期间，P3.6 和 P3.7 两条 入 口线还接 受有关的控制信息。 5. ALE/PROG 端除输出地址锁存允许（ ALE）脉冲外，再编程期间还作为编程脉冲输入端，参与控制对 Flash 存储器的读、写、加密、擦除操作。一般情况下， ALE 端输出频率为 fosc/6 的脉冲，可作为一个要求并不很严格的时钟源去控制其它芯片或设备。该（ ALE）脉冲串仅在每次外部数据存储器存取周期有一个 ALE 周期被跳过。如果需要， AT89C51的 ALE 脉冲输出被禁 止，只要对特殊功能寄存器区域 8EH 单元的 bit0 写入 1 就禁止了 ALE，这时，仅当单片机处于 MOVX 或 MOVC 指令周期时ALE 才有效，否则该引脚呈现弱上拉逻辑状态。如果 AT89C51 构成的系nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 9 统使用外部程序存储器，即处于外部程序执行模式，对 8EH 的 bit0 置 1将是无效的，不会对系统的正常工作产生影响。 6. EA Vpp 端在寻址片内 4KB Flash 程序存储器（ 000H FFFH）时，必须连到 Vcc；如果将此端连到 GND 端，将迫使单片机寻址外部0000H 0FFFH 范围的程序存储器。如果加密位被编程了 ,AT89C51 的CPU 将对 EA 的状态进行采样并锁存， EA 的状态不得与实际使用的内部或外部程序存储器状态发生矛盾。对那些需要 12V 编程电压的器件，这个端子还接受 12V 编程使能电压（ Vpp）。 2.2.6 实际电路中的 复位电路 复位输入引脚 RST（即 RESET）为单片机提供了初始化的手段。有了它可以使程序从指定处开始执行，即从程序存储器中的 0000H 地址单元开始执行程序。在单片机的时钟电路工作后，只要在 RST 引脚上出现10mS 以上的高电平时，单片机内部则初始复位。只要 RST 保持高电平，则单片机循环复位。 只有当 RST 由高电平变低电平以后，单片机才从0000H 地址开始执行程序。 单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。见单片机复位电路结构图。 图 2-4 复位电路结构图 复位引脚 RST 通过一个斯密特触发器用来抑制噪声，它的输出在每个机器周期的 S5P2， 由复位电路采样一次。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。 工作原理为：上电瞬间， RC 电路充电， RST 引脚端出现正脉冲，只要nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 10 RST 端保持 10ms 以上高电平，就能使单片机有效地复位。当时 钟频率选用12MHz 时， C 取 22F， R 取 1K。除了上电复位外，有时还需要人工按钮复位。图 2-4 为上电与按钮复位电路。当时钟频率选用 12MHz 时， C 取22F， Rs约为 200， Rk 约为 1K。 2.3 LED显示屏产业在我国的发展及现状 我国 LED显示屏产业在规模发展的同时，产品技术推陈出新，一直保持此较先进的水平。 90年代初即具备了成熟的 16级灰度 256色视频控制技术及无线遥控等国际先进水平技术，近年在全彩色 LED显示屏、 256级灰度视频控制技术、集群无线控制、多级群控技术等方面均有国内先进、达到国 际水平的技术和产品出现； LED显示屏控制专用大规模集成电路也已由国内企业开发生产并得到应用。 LED显示屏产业培养形成了一批 LED显示屏科技队伍，LED显示屏产业正成为我国电子信息产业的重要组成部分，也是平板显示领域唯一立足国内形成的民族高科技产业。 经过几年的发展，我国 LED显示屏产业发展目前已初具规模，基本形成了一批具有一定规模的骨干企业。目前国内主要 LED制造厂商主要集中在华东、华北、华南区域，大型制造商的市场范围几乎覆盖整个国内市场。国内LED厂商数量也在逐年增加，目前比较上规模的（年产值在 300万元 以上）估计有 150余家，其中年产值上千万的有 20余家。而且由于国产 LED显示屏的性价比比较高，市场占有率近 100%，国外同类产品基本没有市场。 2.3.1 LED显示屏在我国的发展经历了以下阶段 (1) 1990年以前是 LED显示屏的成长形成时期。一方面，受 LED材料器件的限制， LED显示屏的应用领域没有广泛展开，另一方面，显示屏控制技术基本上是通讯控制方式，客观上影响了显示效果。这一时期的 LED显示屏在国外应用较广，国内很少，产品以红、绿双基色为主，控制方式为通讯控制，灰度等级为单点 4级调灰，产品的 成本比较高。 (2) 1990 1995年，这一阶段是 LED显示屏迅速发展的时期。进入九十年代，全球信息产业高速增长，信息技术各个领域不断突破， LED显示屏在LED材料和控制技术方面也不断出现新的成果。蓝色 LED晶片研制成功，全彩色 LED显示屏进入市场；电子计算机及微电子领域的技术发展，在显示屏控制技术领域出现了视频控制技术，显示屏灰度等级实现 16级灰度和 64级灰度调灰，显示屏的动态显示效果大大提高。这一阶段， LED显示屏在我国发nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 11 展速度非常迅速，从初期的几家企业、年产值几千万元发展到几十家企业、年产值几 亿元，产品应用领域涉及金融证券、体育、机场、铁路车站、公路交通、商业广告、邮电电信等诸多领域，特别是 1993年证券股票业的发展更引发了 LED显示屏市场的大幅增长。 LED显示屏在平板显示领域的主流产品局面基本形成， LED显示屏产业成为新兴的高科技产业。 (3) 1995年 2000年， LED显示屏的发展进入一个总体稳步提高、产业格局调整完善的时期。在 LED显示屏产业内部竞争加剧，形成了许多中小企业，产品价格大幅回落，同时，产品的应用领域更为广阔，产品在质量、标准化等方面出现了一系列新的问题，有关部门对 LED显示屏的发展予以重视并进行了适当的规范和引导。 (4) 进入新世纪，光电子产业得到广泛的重视，一些具有实力和影响的企业把 LED显示屏作为经营战略发展的重要内容，涉足 LED显示屏产业，中国加入 WTO、北京申奥成功等，成为 LED显示屏产业发展的契机，预计在近两年内，我国的 LED显示屏产业将会有较大的调整和发展。 2.4 8X8 点阵的介绍 点阵显示模块 WTD3088 的（红色）列输入线接至内部 LED 的阴极端，行输入线接至内部 LED 的阳极端（若阳极端输入为高电平，阴极端输入低电平，则该 LED 点亮） 。 LED 的实 物图、引脚图、等效电路图以及组合成 16X16 的 等效电路图 等 如下 所示 ： 图 2-5 8X8 点阵实物图 nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 12 图 2-6 8X8点阵行和列引脚分布 图 2-7 8X8点阵共阴极等效电路 nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 13 图 2-8 四块 8X8点阵的组合成 16X16点阵的等效电路 2.5 LED 显示屏的应用领域 LED 显示屏的应用范围越来越广，已涉及到社会经济的许多领域，主要包括： （ 1）证券交易、金融信息显示。这一领域的 LED 显示屏占到了前几年国内 LED 显示屏需求量的 50%以上，目前仍为 LED 显示屏的主要需求行业。上海证券交易所、深圳证券交易所及全国上万家证券、金融营业机构广泛使用了 LED 显示屏。 （ 2）机场航班动态信息显示。民航机场建设对信息显示的要求非常明确， LED 显示屏是航班信息显示系统 FIDS（ Flight information Display system）的首选产品，首都机场、上海浦东国际机场、海口美兰机场、珠海机场、厦门高崎机场、深圳黄田机场、广州白云机场及全国数十家新建和改扩建机场都选用了国产的 LED 显示屏产品。 （ 3）港口、车站旅客引导信息显示。以 LED 显示屏为主体的信息系统和广播系统、列车到发揭示系统、票务信息系统等共同构成客运枢纽的自动化系统，北京站、北京西站、南昌站、大连港等国内重要火车站和港口都安装了国内厂家提供的产品和系统。 nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 14 （ 4）体育场馆信息显示。 LED 显示屏已取代了传统的灯泡及 CRT 显示屏，四十三届世乒赛主场地 天津体育中心首次采用了国产全彩色视频 LED 显示屏，受到普遍好评，上海体育中心、大连体育场等许多国内重要体育场馆相继采用了 LED 显示屏作为信息显示的主要手段。 （ 5）道路交通信息显示。智能交通系统（ ITS）的兴起，在城市交通、高速公路等领域， LED 显示屏作为可变情报板、限速标志等，替代国外同类产品，得到普遍采用。 （ 6）调度指挥中心信息显示。电力调 度、车辆动态跟踪、车辆调 度管理等，也在逐步采用高密度的 LED 显示屏。 （ 7）邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。遍布全国的服务领域均 有国产 LED 显示屏在信息显示方面发挥作用。 （ 8）广告媒体新产品。除单一大型户内、户外显示屏做为广告媒体外，国内一些城市出现了集群 LED 显示屏广告系统；列车 LED 显示屏广告发布系统也已在全国数十列旅客列车上得到采用并正在推广。 （ 9）演出和集会。大型显示屏越来越普遍的用于公共和政治目的的视频直播，如在我国建国 50 周年大庆、美国总统大选、莫斯科 850 周年庆典、日本 NAGANNO 冬季奥运会、波兰教皇的访问、巴西狂欢节、世界各地的新千年庆典。这些节日中大型显示屏增加了艺术 影响力，在播放广告和信息的同时也团结了人们。 （ 10）展览和租赁。在许多展览会， LED 显示大屏幕作为展览组织者提供的重要服务内容之一，向参展商提供有偿服务，国外还有一些较大的LED 大屏幕的专业性租赁公司，也有一些规模较大的制造商提供租赁服务。 2.6 对我国 LED 显示屏产业发展的几点认识 (1) 我国的 LED 显示屏产业基本上是在市场需求的引导下自主发展形成的 ,也是从事 LED 显示屏行业的广大科技工作者和经营管理队伍努力的结 果 ,在我国 LED 显示屏市场的拓展中 ,不乏以技术和产品引导市场的典例。服从市 场导向并积极引导市场仍将是未来 LED 显示屏产业发展的主要模式。 (2) 整个行业的总体规模趋势是业内企业总体数量逐年增加 ,国内外专业公司或部分上市企业纷纷加入 ,结构特点是以民营企业为主体 ,新兴企业占到其中的绝大多数 ,从业人员年龄结构比较轻 ,行业内企业规模参差不齐。实nts哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 15 际上 ,虽然国内 LED 显示屏产品及市场发展迅速 ,厂家众多 ,但目前尚无任何一家企业取得 10 %以上的市场分额 ,处于群雄逐鹿的时代。 (3) 随着 LED 器件材料性能的不断提高 ,全彩色显示屏成为 LED 显示屏行业新的增长点 ,蕴含着极大的市场。据不完 全统计 ,世界上目前至少有150 家厂商生产全彩屏 ,其中产品齐全 ,规模较大的公司约有 30 家左右 ,主要分布在美国、欧洲、亚洲 (日本、中国台湾、中国大陆 ) 。国内从 1994、1995 年 开始生产全彩色显示屏 ,到 2001 年底 ,全国范围内的全彩色 LED 显示屏达到 300 多块。就全彩色显示屏的综合水平来说 ,国内的全彩色 LED 显示屏除了价格和本地化服务的优势外 ,在技术深度、生产工艺等方面与国外产品有明显的差距。 (4) 我国加入 WTO 以及 2008 年北京奥运会的准备的进行 ,LED 显示屏行业的竞争将更为激烈 ,但 竞争将逐步变得有序 ,市场即将转入规模化、品牌化竞争 ,在未来三、五年中 ,会形成几家主导国内市场、与国际接轨的颇具实力的企业 ,显示屏市场将趋于成熟和相对稳定。同时 ,LED 显示屏在户外广告、体育、交通和演出、展览、租赁、集会等领域的市场将有显著增加并逐步成为主导。 (5)LED 显示屏的标准化和规范化将成为 LED显示屏发展的一个新趋势。 LED 显示屏行业是市场发展所形成 ,在市场经济环境下 ,质量和标准化是产业发展的重要保证。产品标准体系的形成 ,对企业及其产品和服务的要求趋于规范 ,基本生产条件不完善、技术深度不够、 质量和售后服务体系不齐全的企业将受到市场的淘汰 ,预计今后几年内市场竞争中的不规范因素会减少。产品的标准化、规范化将成为产业健康发展的重要保证。 2.7 字 幕 机 原理 本电路以 8051 作为控制核心， C51 的 P0 口和 P2 口接点阵的行扫描 ，P1.0- P1.4 接 4-16 线译码器的 A， B， C， D 端来控制点阵的列扫描。 2.7.1 系统的硬件电路 设计 电路中行方向由 p0 口和 p2 口完成扫描，由于 p0 口没有上拉电阻，因此接一个 10k*
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