点阵显示系统

1、一、点阵显示系统一、点阵显示系统1LED显示屏概述显示屏概述 随着社会的发展，人们需要随着社会的发展，人们需要种大屏幕的显示设备，于是有种大屏幕的显示设备，于是有了投影仪，但是其亮了投影仪，但是其亮度无法在自然光下使用，于是出现了度无法在自然光下使用，于是出现了LED显示屏显示屏 (器器)，它具有视，它具有视角大、亮度高、色彩角大、亮度高、色彩艳丽的特点。目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光艳丽的特点。目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。匀性，可靠性、全色化方向发展。LED大屏幕的发展呈现如下几大屏幕的发展呈现如

2、下几个阶段：个阶段：（1）第一代）第一代单色单色LED显示屏显示屏（2）第二代）第二代双基色多灰度显示屏双基色多灰度显示屏（3）第三代）第三代全彩色多灰度显示屏全彩色多灰度显示屏（4）第四代）第四代真彩色多灰度显示屏真彩色多灰度显示屏 LED LED点阵模块内部电路的连接方点阵模块内部电路的连接方式不同可分为共阴极和共阳极两种，式不同可分为共阴极和共阳极两种，如图如图3-193-19所示。所示。2LED点阵模块点阵模块LED点阵模块是一种显示器件，是组成显示屏的点阵模块是一种显示器件，是组成显示屏的基本单元。它由发光二极管按一定规基本单元。它由发光二极管按一定规律排列在一起再封装起来，加上一些

3、防水处理组律排列在一起再封装起来，加上一些防水处理组成的产品。成的产品。（a） LED共阴极连接共阴极连接 （b） LED共阳极连接共阳极连接 图图3-19 点阵模块内部点阵模块内部LED两种连接方式两种连接方式图图3-20 单色点阵模块外形图单色点阵模块外形图 88的单色共阳极的单色共阳极LED点阵模块的内部结构，如图点阵模块的内部结构，如图3-22所示，所示，3LED显示屏的显示原理显示屏的显示原理图图3-25 三只三只LED扫描显示扫描显示 LED点阵显示屏大部分是采用动态扫描显示方式，这种显示方式巧妙地利用点阵显示屏大部分是采用动态扫描显示方式，这种显示方式巧妙地利用 了人眼的视觉暂留

4、特性。将连续的几帧画面高速的循环显示，只要帧速率高于了人眼的视觉暂留特性。将连续的几帧画面高速的循环显示，只要帧速率高于 24帧秒，人眼看起来就是一个完整的，相对静止的画面。帧秒，人眼看起来就是一个完整的，相对静止的画面。现以现以LED显示屏上显示显示屏上显示 16x16 点阵的点阵的“豪豪”字为例，说明它的工作原理，如图字为例，说明它的工作原理，如图3-26所示。所示。图图3-26 “豪豪”字点阵显示原理字点阵显示原理（a）“豪豪” （b）位信息）位信息 （c）字模数据）字模数据 二二LED显示屏显示屏目前目前LED显示屏为了满足不同显示功能的需求，从简单的图文显示屏到复杂的显示屏为了满足不

5、同显示功能的需求，从简单的图文显示屏到复杂的全彩色视频显示屏，结构和功能存在较大的差别，但基本组成部分还是相似的。全彩色视频显示屏，结构和功能存在较大的差别，但基本组成部分还是相似的。它主要是由阵显示单元、控制器、电源和计算机（它主要是由阵显示单元、控制器、电源和计算机（PC机）组成，如图机）组成，如图3-27所示。所示。图图3-27 LED显示屏的组成框图显示屏的组成框图（1）点阵显示单元是由）点阵显示单元是由LED显示点阵和驱动电路组成，是整个显示点阵和驱动电路组成，是整个LED显示屏系统显示屏系统 的一个部件，是独立完成显示任务的小系统，显示点阵多采用的一个部件，是独立完成显示任务的小系

6、统，显示点阵多采用88点阵显点阵显 示模块拼接而成。示模块拼接而成。图图3-28 LED单元显示板单元显示板 图图3-29 LED3-29 LED单元箱体单元箱体（2）控制器（又称控制卡）功能是接收计算机送来的命令和显示数据，将命令）控制器（又称控制卡）功能是接收计算机送来的命令和显示数据，将命令 或数据传送给相应的显示单元，并负责各显示单元的同步显示。或数据传送给相应的显示单元，并负责各显示单元的同步显示。LED控制控制 器根据其功能的不同又分为异步控制器和同步控制器。器根据其功能的不同又分为异步控制器和同步控制器。 图图3-30 LED异步控制卡异步控制卡 图图3-31 LED同步控制卡同

7、步控制卡 （3）计算机（上位机）功能是负责信息编辑并对点阵显示单元进行控制，当需）计算机（上位机）功能是负责信息编辑并对点阵显示单元进行控制，当需 要更换显示内容时，把更新后的显示数据送到控制器中，当需要改变显示要更换显示内容时，把更新后的显示数据送到控制器中，当需要改变显示 模式时，给控制器传送相应的命令，当需要联机动态显示时，给控制器传模式时，给控制器传送相应的命令，当需要联机动态显示时，给控制器传 送实时显示数据信号。送实时显示数据信号。（4）电源是将）电源是将220V交流电变为各种直流电提供给各电路，多采用开关电源。交流电变为各种直流电提供给各电路，多采用开关电源。2 2LEDLED显

8、示屏介绍显示屏介绍（1 1）LEDLED图文显示屏图文显示屏一般把显示图形和文字的一般把显示图形和文字的LED显示屏称为图文屏。这里所说的图形，是指由单一显示屏称为图文屏。这里所说的图形，是指由单一亮度线条组成的任意图形，以便与不同亮度亮度线条组成的任意图形，以便与不同亮度(灰度灰度)点阵组成的图像相区别。点阵组成的图像相区别。图图3-32 LED图文显示屏图文显示屏（2 2）LEDLED图像显示屏图像显示屏 通常所说的图像显示是相对于图形显示而言的。上面所说的图形，是通常所说的图像显示是相对于图形显示而言的。上面所说的图形，是指由单色或彩色的几何形组成的画面，它没有灰度级的过渡，显示不出深浅

9、。指由单色或彩色的几何形组成的画面，它没有灰度级的过渡，显示不出深浅。图图3-33 LED3-33 LED图像显示屏图像显示屏（3）LED视频显示屏视频显示屏随着社会不断的进步，人们对公共传媒质量的要求越来越高，特别是在了解国内外时事随着社会不断的进步，人们对公共传媒质量的要求越来越高，特别是在了解国内外时事动态和经济信息，观看文艺节目和体育比赛等方面，现在普遍要求能观看到及时的运动动态和经济信息，观看文艺节目和体育比赛等方面，现在普遍要求能观看到及时的运动图像。图像。图图3-34 LED3-34 LED视频显示屏视频显示屏复习思考题复习思考题1LED显示屏按功能分类有哪几种？显示屏按功能分类

10、有哪几种？2LED点阵模块和点阵模块和LED点阵单元有什么区别？点阵单元有什么区别？3什么是什么是LED显示屏的扫描显示？扫描显示是利用人的显示屏的扫描显示？扫描显示是利用人的什么什么 特点？特点？ 4. LED显示屏的基本组成部分有哪些？显示屏的基本组成部分有哪些？5试说明图文显示屏、图像显示屏和视频显示屏的各自试说明图文显示屏、图像显示屏和视频显示屏的各自特点特点 使用场合？使用场合？技能训练二技能训练二LED点阵显示字符点阵显示字符 1实训目的实训目的（1）学会）学会LED点阵模块的引脚判别，学会多块点阵模块的引脚判别，学会多块LED点阵模块的点阵模块的拼接使用；拼接使用；（2）进一步了

11、解）进一步了解LED点阵的显示原理；点阵的显示原理；（3）了解用单片机控制）了解用单片机控制LED点阵显示字符的基本原理；点阵显示字符的基本原理；（4）学习根据电路图连接电路。）学习根据电路图连接电路。2实训器材实训器材按表按表3-4 LED点阵显示字符实训器材准备。点阵显示字符实训器材准备。序号序号名名 称称型号与规格型号与规格数数 量量1 1数字电路实验箱数字电路实验箱自选自选1 12 2数字万用表数字万用表自选自选1 13 38 8* *8LED8LED点阵模块点阵模块5mm5mm，共阳极，共阳极4 44 4单片机单片机TA89S52TA89S521 15 5集成电路集成电路74F573

12、74F5734 46 6集成电路集成电路ULN2803AULN2803A3 37 7电解电容电解电容10F10F1 18 8瓷片电容瓷片电容30pF30pF2 29 9晶振晶振11110592M0592M1 11010电阻电阻10K10K1 11111按钮开关按钮开关1 1表表3-4 LED点阵显示字符实训器材点阵显示字符实训器材3实训内容实训内容（1） 用数字万用表判别用数字万用表判别LED点阵模块的引脚，如图点阵模块的引脚，如图3-35所示，是所示，是LED点阵点阵 模块的引脚序号，测量出各引脚序号所对应的行（列）数，并将结果模块的引脚序号，测量出各引脚序号所对应的行（列）数，并将结果 填

13、入表填入表3-6中。中。引脚序引脚序号号1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151616行数行数列数列数图图3-35 88 LED点阵模块引脚点阵模块引脚图图3-36 1616 LED点阵显示屏点阵显示屏（2） LED点阵模块的拼接，将点阵模块的拼接，将4片片LED点阵模块拼接在一起，组成点阵模块拼接在一起，组成 1616 LED点阵显示屏，连接时，左右并排两片模块的行引点阵显示屏，连接时，左右并排两片模块的行引 脚需连在一起，上下并排两片模块的列引脚需连在一起，结果脚需连在一起，上下并排两片模块的列引脚需连在一起，结果 1616

14、LED点阵显示屏共有点阵显示屏共有32根引线，其中行线根引线，其中行线16根，列线根，列线 16根。如图根。如图3-36所示。所示。（3）连接行驱动电路）连接行驱动电路, 行驱动采用两片行驱动采用两片74F573，三片，三片ULN2803A。 电路如图电路如图3-37所示。所示。图图3-37 1616 LED点阵显示行驱动电路点阵显示行驱动电路（4 4）连接列驱动电路，列驱动采用两片）连接列驱动电路，列驱动采用两片74F57374F573，电路如图，电路如图3-383-38所示。所示。图图3-38 1616 LED点阵显示列驱动电路点阵显示列驱动电路（5）连接单片机电路）连接单片机电路, 电路如图电路如图3-39所示。所示。图图3-39 1616 LED点阵显示单片机电路点阵显示单片机电路（6）将程序写入单片机，检查电路无误后，接通电源，此时，）将程序写入单片机，检查电路无误后，接通电源，此时，LED点阵点阵 屏上会有字符显示，显示的内容由单片机程序决定。屏上会有字符显示