led顯示屏動(dòng)態(tài)顯示和遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)

1、<p>　　摘  要：由于普通LED點(diǎn)陣顯示屏動(dòng)態(tài)顯示通常采用硬件掃描驅(qū)動(dòng)，這在一些需要特殊顯示的場合顯得不夠靈活。文中提出了一種利用PC機(jī)和單片機(jī)的通訊來實(shí)現(xiàn)顯示屏靈活的動(dòng)態(tài)顯示和遠(yuǎn)程監(jiān)控的設(shè)計(jì)方法，同時(shí)該方法還可以將顯示內(nèi)容在PC機(jī)上進(jìn)行預(yù)覽。      關(guān)鍵詞：LED；動(dòng)態(tài)顯示；遠(yuǎn)程控制；顯示預(yù)覽   </p><p>　　1引言&#

2、160;   LED 點(diǎn)陣電子顯示屏是集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(dòng)態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)而成為眾多顯示媒體以及戶外作業(yè)顯示的理想選擇。同時(shí)也可廣泛應(yīng)用到軍事、車站、賓館、體育、新聞、金融、證券、廣告以及交通運(yùn)輸?shù)仍S多行業(yè)。　　目前大多數(shù)的LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)自帶字庫。其顯示和動(dòng)態(tài)效果（主要是顯示內(nèi)容的滾動(dòng)）的實(shí)現(xiàn)主要依靠硬件掃描驅(qū)動(dòng)，該方法雖然

3、比較方便，但顯示只能按照預(yù)先的設(shè)計(jì)進(jìn)行。而實(shí)際上經(jīng)常會(huì)遇到一些特殊要求的動(dòng)態(tài)顯示，比如電梯運(yùn)行中指示箭頭的上下移動(dòng)、某些智能儀表幅值的條形顯示、廣告中廠家的商標(biāo)顯示等。這時(shí)一般的顯示系統(tǒng)就很難達(dá)到要求。另外，由于受到存儲(chǔ)器本身的局限，其特殊字符或圖案也往往難以顯示，同時(shí)顯示內(nèi)容也不能隨意更改。本文提出一種利用PC機(jī)和單片機(jī)控制的LED顯示系統(tǒng)通訊方法。該方法可以對(duì)顯示內(nèi)容（包括漢字和特殊圖符）進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而實(shí)現(xiàn)諸如閃動(dòng)、滾動(dòng)、打字等

4、多種動(dòng)態(tài)顯示效果。該方法同時(shí)還可以調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)顯示的速度，同時(shí)用戶也可以在PC機(jī)上進(jìn)行顯示效果的預(yù)覽，顯示內(nèi)容亦可以即時(shí)修改。另外，通過標(biāo)準(zhǔn)的</p><p>　　實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示速度調(diào)節(jié)的方法通常是改變定時(shí)器的中斷時(shí)間，但是當(dāng)顯示速度很慢的時(shí)候，該方法容易使整屏的刷新率降低，從而使顯示內(nèi)容出現(xiàn)閃爍。因此，本設(shè)計(jì)采用一種“軟定時(shí)”方法，即在程序中命名一變量作為“軟定時(shí)器”，以用來設(shè)定兩次動(dòng)態(tài)顯示的時(shí)間間隔。在對(duì)定時(shí)中斷調(diào)

5、用計(jì)數(shù)時(shí)，如果調(diào)用次數(shù)達(dá)到設(shè)定值，則改變顯示內(nèi)容。為保證能夠正常顯示，“軟定時(shí)器”的設(shè)定值必須大于整屏顯示周期。由于顯示屏每行顯示1．25ms，整屏顯示周期為20ms，考慮到余量的情況，可將軟定時(shí)器的設(shè)定值定在大于30ms。如此循環(huán)計(jì)數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。“軟定時(shí)器”的設(shè)定值可以通過上位機(jī)PC機(jī)來改變，這樣既可實(shí)現(xiàn) LED動(dòng)態(tài)顯示的速度調(diào)節(jié)，又可保持顯示內(nèi)容的流暢和無閃爍感。3．1單片機(jī)動(dòng)態(tài)顯示控制　　以上提到的靜態(tài)、閃動(dòng)、滾動(dòng)和打

6、字等4種顯示方式，實(shí)際上是單片機(jī)定時(shí)中斷程序進(jìn)行行掃描處理的不同方法。下面將分別說明如何實(shí)現(xiàn)這4種顯示方式。　　靜態(tài)顯示只需在定時(shí)中斷處理程序中從顯示緩沖區(qū)調(diào)入相應(yīng)的一行顯示數(shù)據(jù)，然后選中該行即可實(shí)現(xiàn)該行的顯示，如此循環(huán)，便可顯示整個(gè)內(nèi)容。閃動(dòng)顯示與此類似，不同的是要間隔一個(gè)“軟定時(shí)器”的定時(shí)時(shí)間，在</p><p>　　打字顯示要求漢字在顯示屏上按從左到右的順序一個(gè)個(gè)的出現(xiàn)，如同打字的效果。設(shè)計(jì)時(shí)可采用如下方

7、法：首先將LED顯示屏對(duì)應(yīng)的顯示緩沖區(qū)全部清零，即 LED顯示空白，然后每間隔一個(gè)“軟定時(shí)器”設(shè)定的動(dòng)態(tài)顯示時(shí)間，顯示緩沖區(qū)依次加入一個(gè)漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)并進(jìn)行掃描顯示，這樣就可達(dá)到打字顯示的效果。3．2 PC機(jī)控制程序    a．通訊功能的實(shí)現(xiàn)　　在Windows環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)PC與單片機(jī)的通訊可利用Windows的通訊API函數(shù)或者利用VC＋＋（或其它語言）的標(biāo)準(zhǔn)通訊函數(shù)＿inp、＿outp來實(shí)現(xiàn)。但上述

8、兩種方法比較繁瑣，而采用ActiveX控件MSComm32來實(shí)現(xiàn)則非常方便。該控件用事件的方式簡化了對(duì)串口操作的編程，并可設(shè)置串行通信的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，還可對(duì)串口狀態(tài)及串口通信的信息格式和協(xié)議進(jìn)行設(shè)置。其初始化程序如下：　　一般情況下，PC要與多個(gè)單片機(jī)89C51系統(tǒng)進(jìn)行主從式通訊，為了區(qū)分各單片機(jī)系統(tǒng)，可以使89C51采用串口工作方式3，即11位異步接收／發(fā)送方式，該方式的有效數(shù)據(jù)為9位，其中第9位為地址／數(shù)據(jù)信息的標(biāo)志位，其作

9、用是使從機(jī)據(jù)此判斷發(fā)送的數(shù)據(jù)是否為地址，從而實(shí)現(xiàn)多機(jī)操作。但</p><p>　　漢字顯示屏廣泛應(yīng)用與汽車報(bào)站器，廣告屏等。本文介紹一種實(shí)用的漢字顯示屏的制作，考慮到電路元件的易購性，沒有使用8*8的點(diǎn)陣發(fā)光管模塊， 而是直接使用了256個(gè)高量度發(fā)光管，組成了16行16列的發(fā)光點(diǎn)陣。同時(shí)為了降低制作難度， 僅作了一個(gè)字的輪流顯示，實(shí)際使用時(shí)可根據(jù)這個(gè)原理自行擴(kuò)充顯示的字?jǐn)?shù)。 </p><p&g

10、t;　　1漢字顯示的原理： </p><p>　　我們以UCDOS中文宋體字庫為例，每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。即國標(biāo)漢字庫中的每一個(gè)字均由256點(diǎn)陣來表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素，而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字， 也可以顯示在256像素 范圍內(nèi)的任何圖形。</p><p>　　用8位的AT89C51單片機(jī)控制， 由于單片機(jī)的總線為8

11、位，一個(gè)字需要拆分為2個(gè)部分。</p><p>　　軟件打開后輸入漢字，點(diǎn)“檢取”，十六進(jìn)制數(shù)據(jù)的漢字代碼即可自動(dòng)生成，把我們所需要的豎排數(shù)據(jù)復(fù)制到我們的程序中即可。</p><p>　　我們把行列總線接在單片機(jī)的i0口，然后把上面分析到的掃描代碼送入總線， 就可以得到顯示的漢字了。 在這個(gè)例子里，由于一共用到16行，16列， 如果將其全部接入89c51</p><p&

12、gt;　　單片機(jī)， 一共使用32條io口，這樣造成了io資源的耗盡，系統(tǒng)也再無擴(kuò)充的余地。 實(shí)際應(yīng)用中我們使用4-16線譯碼器74ls154來完成列方向的顯示。 而行方向16條線則接在</p><p><b>　　p0口和p2口。</b></p><p><b>　　程序清單：</b></p><p><b>　

13、　ORG  00H</b></p><p>　　LOOP: MOV A,#0FFH ；開機(jī)初始化，清除畫面</p><p>　　MOV P0,A    ；清除P0口</p><p>　　ANL P2,#00   ；清除P2口</p><p>　　MOV R2,#200&#

14、160; </p><p>　　D100MS: MOV R3,#250 ；延時(shí)100毫秒</p><p><b>　　DJNZ R3,$</b></p><p>　　DJNZ R2,D100MS</p><p>　　MOV 20H,#00H ；取碼指針的初值</p><p>　　l100

15、:    MOV R1,#100 ；每個(gè)字的停留時(shí)間</p><p>　　L16:    MOV R6,#16 ；每個(gè)字16個(gè)碼</p><p>　　MOV R4,#00H ；掃描指針清零</p><p>　　MOV R0,20H ；取碼指針存入R0</p><p>　　L3:

16、60;   MOV A,R4   ；掃描指針存入A</p><p>　　MOV P1,A   ；掃描輸出</p><p>　　INC R4      ；掃描指針加1，掃描下一個(gè)</p><p>　　MOV A,R0   ； 取碼指針存入A

17、</p><p>　　MOV DPTR,#TABLE ；取數(shù)據(jù)表的上半部分的代碼</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV P0,A   ； 輸出到P0</p><p>　　INC R0      ；取碼指針加1，取下一個(gè)碼。</p

18、><p><b>　　MOV A,R0</b></p><p>　　MOV DPTR,#TABLE ；取數(shù)據(jù)表下半部份的代碼</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV P2,A          ；輸

19、出到P2口</p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　MOV R3,#02        ；掃描1毫秒</p><p>　　DELAY2:  MOV R5,#248    ；</p><p

20、><b>　　DJNZ R5,$</b></p><p>　　DJNZ R3,DELAY2</p><p>　　MOV A,#00H     ；清除屏幕</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　ANL P2,#00H&#

21、160;   </p><p>　　DJNZ R6,L3       ；一個(gè)字16個(gè)碼是否完成？</p><p>　　DJNZ R1,L16      ；每個(gè)字的停留時(shí)間是否到了？</p><p>　　MOV 20H,R0

22、60;     ；取碼指針存入20H</p><p>　　CJNE R0,#0FFH,L100 ；8個(gè)字256個(gè)碼是否完成？</p><p>　　JMP LOOP ；反復(fù)循環(huán)</p><p><b>　　TABLE :</b></p><p><b>　??；漢字“倚”的代

23、碼</b></p><p>　　db 01H,00H,02H,00H,04H,00H,1FH,0FFH</p><p>　　db 0E2H,00H,22H,00H,22H,0FCH,26H,88H</p><p>　　db 2AH,88H,0F2H,88H,2AH,0FAH,26H,01H</p><p>　　db 63H,0FE

24、H,26H,00H,02H,00H,00H,00H</p><p>　　；以下分別輸入天，一，出， 寶，刀，屠，龍，的代碼，略。</p><p><b>　　end</b></p><p>　　電路中行方向由p0口和p2口完成掃描，由于p0口沒有上拉電阻，因此接一個(gè)4.7k*8的排阻上拉。 如沒有排阻，也可用8個(gè)普通的4.7k 1/8w電阻。為

25、提供負(fù)載能力，接16個(gè)2n5551的NPN三極管驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　列方向則由4—16譯碼器74LS154完成掃描，它由89C51的P1.0---P1.3控制。同樣，驅(qū)動(dòng)部分則是16個(gè)2N5401的三極管完成的。</p><p>　　電路的供電為一片LM7805三端穩(wěn)壓器，耗電電流為100Ma左右。 </p><p>　　采用一塊12*20cm的萬能電路板，

26、應(yīng)當(dāng)選用質(zhì)量好些的發(fā)光管，（否則有壞點(diǎn)現(xiàn)象， 更換起來較麻煩）首先將256個(gè)發(fā)光管插入電路板，注意插入方向，同時(shí)使高度一致，行方向直接焊接起來， 列方向則搭橋架空焊接，完成后用萬用表測試一下如有不亮的更換掉。</p><p>　　然后找一個(gè)電腦硬盤的數(shù)據(jù)線， 截取所需的長度，分別將行，列線引出至電路的相關(guān)管腳即可。原理圖為了簡潔，故只畫出了示意圖，行列方向只畫出了2個(gè)三極管，屏幕只畫出4個(gè)發(fā)光管， 實(shí)際上發(fā)光管為

27、256只，三極管行列方向各16只，一共32只。焊接過程認(rèn)真仔細(xì)一天時(shí)間即可完成全部制作。將程序編譯后燒寫入89c51, 插入40pin Ic座，即可看到屏幕輪流顯示：“倚天一出寶刀屠龍”。</p><p>　　當(dāng)然，你可將程序的漢字代碼部分更換為您所需要的代碼即可顯示你所需要的漢字</p><p><b>　　元件清單：</b></p><p>

28、;　　LED顯示屏用電源的設(shè)計(jì)</p><p>　　林建偉，李震西安普聲電信有限責(zé)任公司，陜西西安710043</p><p>　　1引言   LED顯示屏是一種迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,已被廣泛應(yīng)用于車站、賓館、銀行、醫(yī)院等公共場合。顯示屏電源是其重要組成部分，主要用來給顯示屏發(fā)光二極管提供必要的工作電流，保證屏體正常顯示。

29、為簡單起見，通常采用由一小功率電源帶3到4個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)板的供電方案。這樣,一個(gè)較大面積的顯示屏需要配接許多電源模塊，例如一個(gè)2m×1.5m的屏體，就需要提供24個(gè)5V/20A的模塊電源。該設(shè)計(jì)存在以下的缺點(diǎn)。   1）接線復(fù)雜每一個(gè)電源均需單獨(dú)地配置交流輸入線、直流輸出線。   2）電源冗余度差在大多數(shù)情況下，屏體顯示內(nèi)容為文字、動(dòng)畫、圖片，每個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)板消耗的電流

30、不一樣，可能某些電源模塊過載，而另一些模塊空載。此外，若某一電源失效，會(huì)造成屏體的一部分黑屏。   3）電源過載能力差，利用率低屏體在工作時(shí)消耗的電流隨畫面的內(nèi)容、顏色、亮度而變化，大部分時(shí)間電流較小，而大面積高亮度的畫面雖消耗電流大，但持續(xù)時(shí)間短?？紤]到LED是恒流驅(qū)動(dòng)的，只要驅(qū)動(dòng)板可正常工作，供電電壓可以降低一些。電源最好有下拖形狀的限流特性，而不是通常的較陡峭形狀的限流特性，以保證有較好的過<

31、/p><p>　　與典型PFC主電路不同的是此電路選用了無損吸收緩沖網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)降低了開關(guān)管的開關(guān)損耗,提高了其穩(wěn)定性,增強(qiáng)了其使用壽命。它利用一組無源元件,使開關(guān)管實(shí)現(xiàn)了零電流開通和零電壓關(guān)斷，提高了電源的工作效率,且相對(duì)于其它諧振軟開關(guān)電路，降低了生產(chǎn)成本。   下面通過分析PFC主開關(guān)Q的工作過程來說明此無損吸收緩沖網(wǎng)絡(luò)的工作原理。   1）Q導(dǎo)通

32、時(shí)，因?yàn)殡姼?L2中電流不能突變，且C2、C1電壓不能突變，Q中的的電流從零開始增加,緩慢上升。通過 D4的電流iD4漸減。Q實(shí)現(xiàn)零電流開通，導(dǎo)通的損耗較小。   2）當(dāng)電流iD4減少為零時(shí)，D4進(jìn)入反向恢復(fù)狀態(tài)，通過電感 L2的電流iL2=iL1＋irD4。D4反向電流irD4的變化率受到電感 L2的控制，反向恢復(fù)損耗降低。   3）主電感L2中電流緩慢增加，Q上的電壓

33、uQ下降。電容C2通過D2、C1、L2、Q放電 ,C2上的電壓uC2下降。   4）當(dāng)uC2下降為零時(shí),C2中的能量完全轉(zhuǎn)向 C1、L2。L2中的電流飽和不變，uQ下降變?yōu)榱?，Q完成零電流開通過程。   5）Q保持開通狀態(tài),與普通PFC電路的開關(guān)管狀態(tài)相同。   6）Q關(guān)</p><p>　　從以上分析可知此無損吸收網(wǎng)

34、絡(luò)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。   1）Q的最大工作電壓等于輸出電壓 VL。   2）PFC電路的輸出二極管D4的耐壓是 VL與電感L2的反向電壓之和。   3）Q中的電流上升率，即Q的開通損耗決定于電感 L2兩端電壓和L2的電感量。   4）Q兩端的電壓上升率，即Q的關(guān)斷損耗決定于流過電容 C2的電流和C2的容量。&

35、#160;  5）由于開關(guān)動(dòng)作引起的存儲(chǔ)在 L2和C2中的能量最終都輸出給了負(fù)載，保證了轉(zhuǎn)換器的工作效率。2．2DC/DC主電路設(shè)計(jì)   DC/DC主電路采用單端雙正激電路。單端雙正激電路相對(duì)于其它拓?fù)潆娐方Y(jié)構(gòu)，開關(guān)管承受電壓低，在控制電路設(shè)計(jì)中不必?fù)?dān)心共態(tài)導(dǎo)通問題，也不會(huì)因電路不對(duì)稱發(fā)生高頻變壓器單向偏磁，即不存在變壓器飽和問題，是一種可靠性較高的電路?？紤]到整機(jī)的高度不超過60m

36、m，以及變壓器工藝、安裝、散熱的要求，DC/DC變換采用雙變壓器、雙輸出電感結(jié)構(gòu)。變壓器原邊并聯(lián)，副邊各自用一個(gè)輸出電感，如圖4所示。   該電路的無損吸收網(wǎng)絡(luò)不同于AC/DC部分電路所采用的無損吸收網(wǎng)絡(luò)。它僅使開關(guān)管完成了零電壓關(guān)斷過程。以下以開關(guān) Q2為例（Q1與Q2</p><p>　　1）導(dǎo)通過程   Q1、Q2開通時(shí)，除一路電流通過 Q1、

37、T1副邊、Q2外，另一路電流流過 Q1、C5</p><p>　　L7、D10、C7、 Q2形成LC振蕩回路，C5、C7被充電。當(dāng)A與B點(diǎn)之間的電壓uAB等于主電路電壓VDC時(shí)，由于 D10的單向?qū)щ娦裕袷幗Y(jié)束。電感L7起限制 C7、C5中的電流變化的作用。Q1、 Q2中流過的電流為從副邊折算到原邊的負(fù)載電流與C5、C7充電電流之和。   2）關(guān)斷過程  &

38、#160;Q1、Q2關(guān)斷時(shí)，由于B點(diǎn)對(duì)地電壓為零，C7從零開始充電， Q2對(duì)地電壓uQ2緩慢上升，Q2零電壓關(guān)斷。加在 Q2上的電壓因二極管D15的鉗位作用，最終為VDC。因此，B點(diǎn)電壓升為VDC。 Q2實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷過程。   由于變壓器勵(lì)磁電感、漏感及引線寄生電感所引起的感應(yīng)電勢的能量通過 C7、D14返回電源，Q2上的電壓維持在VDC直到變壓器原邊磁通復(fù)位。此時(shí)， Q1、Q2上的電壓分別為VDC/2

39、直到新的工作周期。   Q2的開通期間與關(guān)斷期間的狀態(tài)與普通開關(guān)管同期間的狀態(tài)相同。   圖5為實(shí)測Q2開關(guān)波形。圖6為實(shí)測 Q2零電壓關(guān)斷波形。   從以上分析中,可以總結(jié)出以下特點(diǎn)。   1）電路中每個(gè)開關(guān)管的最大工作電壓等于電源電壓。   2）Q1、Q2關(guān)斷的電壓上升率分別

40、決定于電容</p><p>　　AC/DC控制部分使用PFC控制芯片UC3854B。交流輸入過、欠壓、PFC變換直流電壓（400V）過、欠壓時(shí)都關(guān)閉UC3854，使PFC部分停止工作。這些故障信號(hào)通過隔離光耦傳遞到DC/DC控制電路，以達(dá)到在AC/DC部分工作不正常時(shí)保護(hù)主開關(guān)管的目的。   DC/DC控制部分使用了PWM控制芯片UC3846，采用峰值電流型控制模式。峰值電流型控制

41、模式相對(duì)于電壓控制模式，負(fù)載響應(yīng)速率快，具有逐脈沖限流特性，容易獲得下拖形狀的限流特性，非常適合在此應(yīng)用。   n＋1冗余應(yīng)用時(shí)，多模塊必須有均流功能。該電源輸出電流較大，直接從DC輸出用分流器取電流   信號(hào)功率損耗較大，同時(shí)裝配工藝較復(fù)雜。因此，本設(shè)計(jì)采取了原邊電流合成的方法。   用電流傳感器取出開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)變壓器原邊的電流信號(hào)。該信號(hào)

42、包含了變壓器的勵(lì)磁電流信號(hào)與輸出電感電流折算到變壓器原邊的電流信號(hào)。因輸出電感折算到原邊的電流遠(yuǎn)大于變壓器的勵(lì)磁電流，所以可認(rèn)為電流傳感器取出的即為輸出電感的充磁電流。這是輸出電感電流的上升部分，只要模擬出輸出電感續(xù)流時(shí)的下降部分，合成后即可得到輸出電感的電流信號(hào)，也為輸出電流信號(hào)。取出該合成后</p><p>　　輸入電壓范圍AC150～270V   輸出電壓范圍DC4.6～6.

43、3V   輸出電流>120A   效率>80％   散熱方式自然散熱   限流特性下拖   厚度60mm，可安裝在LED顯示            

44、;  屏體上   用兩臺(tái)樣機(jī)試驗(yàn)均流如下：   A機(jī)5.6VB機(jī)5.3V不接均流線B機(jī)不工作   A機(jī)5.6VB機(jī)5.3V接均流線A機(jī)輸出34A，B機(jī)輸出33A。4結(jié)語   隨著這種電源應(yīng)用量的不斷增加，證明出其具有較高的工作效率和良好的可靠性，是一種性價(jià)比較高的產(chǎn)品。 </p>