巴音郭楞职业技术学院
高职生毕业设计（论文）
设计（论文）题目： 基于单片机的电子显示屏设计 系 别： 电子信息工程学院 专 业 (方 向)： 电子信息工程技术
2012 年 5 月 20 日
摘 要
LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的大面积显示屏幕。由于它具有可靠性高、使用寿命长、性能价格比高、使用成本低、环境适应能力强等特点，广泛应用于金融市场、医院、高速公路等公共场所的信息显示和广告宣传。LED显示技术是将光电、计算机以及控制等技术综合一体的现代新技术。LED显示屏系统主要由显示屏、显示屏控制器以及完成文字录入和显示模式控制的计算机三个部分组成。该系统既可以显示中文、英文，也可显示图形符号或用户指定的特殊图形符号。本课题研究的主要对象是基于ARM嵌入式微处理器的大屏幕LED显示系统的软、硬件组成。采用基于ARM核的新一代32位嵌入式RISC微处理器组成前级驱动电路，PC机用于后级管理和控制，方便地组成由多块大屏幕LED显示器构成的显示系统。
[关 键 词]：LED；数据传输； 32位ARM微处理器
I
ABSTRACT
The LED screen is a large area screen that consist of light-emitting diode tube dot matrix model or pixel unit. Because of high reliability, long life, high cost performance, low cost in using and powerful environmental adaptability ect., the LED screen is widely applied to information display and advertising of financial markets, hospitals, highways and other public places. The LED displaying technology is a new and modern technology which integrate optoelectronics, computers and control. LED display system mainly consists of displays, display controllers, and computer which complete the mode control of text entry and display. The system can display not only Chinese, English, but also the graphic symbol or special graphic symbols specified by the user. The study object of the topic is the integration of software and hardware. The integration is a wide screen display system which mainly based on ARM embedded microprocessor. Taking a new generation 32-bit embedded RISC microprocessor which is based on ARM kernel to make up before-level driving circuit. Then use a PC deal with the after-level management and control. To do like this make it convenient to make up the display system which is consist of many packs of wide LED screens.
［Keywords］ LED; Data transmission; 32-bit ARM microprocessor
II
目 录
第1章 LED显示屏的基本概述 ........................................................... 1
1.1 LED显示屏的发展历程 ......................................................... 1 1.2 LED显示屏市场应用领域 ........................................................ 2 1.3 LED显示屏的分类 .............................................................. 2 第2章 LED显示屏的性质及原理 ......................................................... 3
2.1 LED显示屏的分类 .............................................................. 3
2.1.1 异步屏................................................................. 3 2.1.2 同步屏................................................................ 3 2.2 LED显示屏涉及的相关概念 ...................................................... 4
2.2.1 像素................................................................... 4 2.2.2 显示模块 ............................................................... 4 2.2.3 点距................................................................... 6 2.2.4扫描方式 ................................................................ 7 2.3 LED显示屏显示原理 ............................................................ 9 2.4 单元板/模组认识 .............................................................. 11 2.5 显示板芯片简介............................................................... 12
2.5.1 74HC245............................................................... 12 2.5.2 74HC138............................................................... 12 2.5.3 74HC595............................................................... 13 2.5.4 4953 .................................................................. 14 2.5.5 TB62726................................................................ 14
第3章 控制卡及电源工作原理 ......................................................... 16
3.1 控制卡及信号................................................................. 16 3.2 单元板上显示接口 ............................................................. 17 3.3 电源工作原理及注意事项 ....................................................... 18
3.3.1 电源工作原理 ........................................................... 18 3.3.2 电源使用的注意事项 ..................................................... 18
第4章 调试及功能演示 ............................................................... 19
4.1组装及调试 ................................................................... 19
4.1.1 配件的制作 ............................................................ 19 4.1.2 连线.................................................................. 19 4.1.3 组装过程及注意事项 .................................................... 19 4.2 效果及功能演示............................................................... 21 总 结 ............................................................................ 23 致 谢 ............................................................................ 24 参考文献 ............................................................................. 1
III
第1章 LED显示屏的基本概述
1.1 LED显示屏的发展历程
LED诞生于1923年，罗塞夫在研究半导体时发现掺有杂质的P-N结，通电后会有光发射出来，由此研制出了发光二极管(LED：light emitting diode)，但之后LED的应用一直不受重视。随着电子工业的快速发展，在60年代，显示技术得到迅速发展，人们研究出PDP激光显示等离子显示板、LED液晶显示器、发光二极管LED、等多种显示技术。由于半导体的制作和加工工艺逐步成熟和完善，发光二极管已日趋在固体显示器中占主导地位。LED之所以受到广泛重视并得到迅速发展，是因为它本身有很多优点。目前正朝着更高亮度、更高耐气候性和发光密度、发光均匀性、全色化发展。
LED大屏幕的发展呈现如下几个发展阶段： (1) 第一代：单色LED显示屏
以单红色为基色，显示文字及简单图案为主，主要用于通知、通告及客流引导系统。
(2) 第二代：双基色多灰度显示屏
以红色及黄绿色为基色，因没有蓝色，只能称其为伪彩色，可以显示多灰度图像及视频，目前在国内广泛应用于电信，银行，税务，医院，政府机构等场合，主要显示标语，公益广告及形象宣传信息。
(3) 第三代：全彩色(full color)多灰度显示屏
以红色，蓝色及黄绿色为基色，可以显示较为真实的图像，目前正在逐渐替代上一代产品。
(4)第四代：真彩色(true color)多灰度显示屏
以红色，蓝色及纯绿色为基色，可以真实再现自然界的一切色彩(在色坐标上甚至超过了自然色彩范围)。可以显示各种视频图像及彩色广告，其艳丽的色彩，鲜亮的高亮度，细腻的对比度，在宣传广告领域应用具有极好的视觉震撼力。真彩色5mm户内大屏幕属于上述第四代产品。它具有高亮度，不受环境亮度影响，厚度薄，占用场地小，色彩鲜艳丰富，视角宽，可以在宽敞的厅堂环境应用，没有拼接图像损失。
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1.2 LED显示屏市场应用领域
LED显示屏的应用涉及社会经济的许多领域，主要包括：证券交易、金融信息显示,机场航班、汽车站动态信息显示，港口、车站旅客引导信息显示，体育场馆信息显示，道路交通信息显示，调度指挥中心信息显示等领域。
随着技术的进步、成本的降低，LED显示屏将更多的被各行业所采用。
1.3 LED显示屏的分类
LED显示屏的分类有好多种，有按使用环境、显示颜色、显示功能等。具体分类如表1-1所示。
表1-1 LED显示屏的分类 分类
方式 品 种
说 明
使 用 环 室外LED显示屏在室外环境下使用，此类显示屏亮度境 室外LED显示屏 高、混色距离远、防护等级高、防水和抗紫外线能力
强，适合远距离观看。
单基色LED显示屏由一种颜色的LED灯组成，仅可显
单基色LED显示屏
示单一颜色，如红色、绿色、橙色等。 显
双基色LED显示屏由红色和绿色LED灯组成，256级
示
双基色LED显示屏 灰度的双基色显示屏可显示65,536种颜色（双色屏可颜
显示红、绿、黄3种颜色）。
色
全彩色LED显示屏由红色、绿色和蓝色LED灯组成，
全彩色LED显示屏
可显示白平衡和16,777,216种颜色。 显 示
视频LED显示屏可实时、同步地显示各种信息，如二功
视频LED显示屏(同
维或三维动画、录像、电视、影碟以及现场实况等多能
步屏)
种视频信息内容。
图文LED显示屏 图文LED显示屏可显示文字文本、图形图片等信息内(异步屏) 容。可联网脱机显示。
室内LED显示屏在室内环境下使用，此类显示屏亮度室内LED显示屏 适中、视角大、混色距离近、重量轻、密度高，适合
较近距离观看。
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第2章 LED显示屏的性质及原理
2.1 LED显示屏的分类
2.1.1 异步屏
一般由显示单元板（模组）、控制卡（条屏卡）、开关电源、组成通过串口线与计算机连接，进行显示文字的更改，之后可以脱开计算机工作。图2-1是异步显示屏组成。
图2-1 异步屏
2.1.2 同步屏
同步屏系统比较复杂，系统可大可小，一般由计算机、DVI显卡、数据发送卡、同步数据接收卡、HUB板、网线、LED显示屏等组成。系统始终需要联机计算机工作，将计算机上的图像文字显示在LED大屏幕上。图2-2就是一个同步屏系统。
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图2-2 同步屏
2.2 LED显示屏涉及的相关概念
2.2.1 像素
像素是LED显示屏的最小成像单元。俗称“点”或“像素点”。图2-3是一个以红绿像素的单元板。
图2-3 由2红2绿组成1个显示像素点
2.2.2 显示模块
若干个显示像素组成的，结构上独立的组成LED显示屏的最小单元。室内屏用的是8x8的显示模块，即每个显示模块有64个像素。图2-4是一个点阵模块。
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图2-4 点阵模块的正反面
室外屏使用的是单个的灯珠（图2-5），通常由1-3个相同或不同颜色的灯珠组成模块的一个像素点。
图2-5 显示屏模块
如上面左图的室外屏模组就是由2个红色灯珠组成1个显示像素点显示模组。
由电路及安装结构确定的并具有显示功能的组成LED显示屏的独立单元。简单说就是为便于组装和显示，出厂的半成品通常是以显示模组形式提供的，将多个显示模块加显示驱动做在一起。室内屏俗称“单元板”；室外屏俗称“模组”，再将若干个模组加上机箱、风扇、电源等构在一起成为“箱体”，多用于大型的全彩屏。
室内屏单元板通常有64x32（64列32行、由32个模块组成）、64x16(64列16行、由16个模块组成）等。图2-6是一个16x32的单元板：
图2-6 室内屏单元板反正面
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图2-7 16x8(2红)的室外屏模组
加了防水结构用于全户外，如图2-7，我们可以看到塑料壳体，最右侧是它的整个结构刨图：显示板上插的是灯珠、背板上是显示驱动电路，这是分体结构的，也有的是将显示板和显示驱动电路做在一块电路板上的整体结构的，下面的两个图我们可以看到区别。面板、后壳其实是一个塑料罩壳，面板上对应灯珠位置开有孔，以使灯珠漏出头，后壳上有用于安装的螺丝孔或磁柱，使模块便于组装，模块的前面灌有显示屏专用的防水胶。
将单元板/模组/箱体按一定方式拼接在一起，加上控制卡/控制系统、电源和框架等就构成为LED显示屏。图2-8是LED显示屏屏体。
图2-8 室外屏：显示模组+控制卡+电源
2.2.3 点距
点距就是2个像素点之间的距离。主要是取决于观看者的距离。通常
6
点距的概念用于室外屏，有P6、P7.62、P8、P10、P12、P16、P20等，以毫米mm为单位。室外屏观看距离一般在30米内，采用不大于P16（16mm）的模组。点距越密，显示出来的字笔画越细腻，单位面积像素点越多，显示屏成本越贵。 2.2.4扫描方式
扫描方式决定了模组之间连接的形式，扫描方式有1/16、1/8、1/4、1/2、静态这几种。因为LED显示屏是逐行刷新显示的，扫描方式也就决定了显示刷新的方式，如1/16就是每次刷新1行，16行为一个扫描周期，需ABCD四个信号控制；1/8就是每次刷新1行，8行为一个扫描周期，需ABC三个信号控制；其它依次类推。如果采用相同的LED灯，1/16扫的亮度要比1/8低，静态（1/1）的亮度是最高的。户内的屏一般采用1/16扫，户外和半户外的一般采用1/16或者1/8。对于放置在屏经常受到猛烈阳光照射的环境，就最好用1/4扫描。具体扫描方式如表2-1所示。
表2-1 芯片的扫描方式
扫描 方式
走线描述
图示
1/16
（十六16.0：直行走线， 分之一路数据带16行。 一）扫 描
8.0：直行走线，
1/8（八
一路数据带8行。
分之
一）扫描
7
8.1：上蛇行，
一路数据带16行， 8行折列。
8.2：下蛇行，
一路数据带16行， 8行折列。
4.0：直行走线， 一路数据带4行。
4.1：上蛇行，
一路数据带16行， 8行折列。
1/4（四分之一）扫描
4.2：下蛇行，一路数据带16行，8行折列。
4.3：上蛇行，一路数据带8行，8行折列。
8
2.3 LED显示屏显示原理
图2-9是以一个8x8的点阵LED结构。
图2-9 X8的点阵LED结构
从图上看，8X8 点阵共需要64 个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一行置高电平，某一列置低电平时，则相应的二极管就亮。
将许多这样的模块组合在一起，就是我们通常说的单元板/模组，而驱动其显示需要显示驱动电路和诸如单片机之类的智能控制芯片。通常我们的单元板/模组是带有显示驱动电路的，我们还需要带有单片机的控制卡才能将我们所需要显示的文字/图形显示在屏幕上。电路原理图示如图2-10所示：
图2-10 显示屏电路图
无论文字还是图形都是由点阵组成的，比如我们常用的汉字，完整的点阵由16x16、32x32等等，每个点就是一个像素点。
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显示原理如下:
现以“巴音”为例，将红点处（点亮的像素点）定义为1，黑点处（不{0x00,0x00,0x00,0x00,0x03,0x02,0x00,0x00,}{0x13,0x1F,0x1F,0x
亮的像素点）定义为0，就可以编写成能在单片机中保存的字型格式： 18,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00}{0x22,0x21,0x20,0x28,0x23,0x2F,0x2F,0x28}{0x32,0x31,0x30,0x38,0x30,0x30,0x30,0x30}{0x42,0x41,0x40,0x48,0x40,0x40,0x40,0x48}{0x52,0x51,0x50,0x58,0x50,0x50,0x54,0x54,0x50,}{0x62,0x61,0x60,0x60,0x68,0x6F,0x6F,0x6F,0x6E}{0x72,0x7F,0x7F,0x78,0x70,0x70,0x70,0x70}„„{0XB2,0xB0,0XB0,0XB2,0XB1,0xBF,0xBF,0xBF,0Xb0}{0xC2,0xC0,0xC1,0xC0,0xC1,0xC0,0xC1,0XCf}{0xE1,0xEF,0xEF,0xEE,0xE1,0xEF,0xEF,0xE0}{0xF0,0xF0,0xF0,0xF0,0xF1,0xF1,0xF1,0xF0}。
这是16x32的点阵汉字，每个汉字32个字节。每个字节都是8位，这样一共送出了8x8=64位（列），送出这些位信号是通过DI信号端送出的（串行送出），在每送出1位时CLK信号端都要高低变换一次，称为串行移位，使得64位（列）的每一位都被移送到了74HC595的输入端口上。送出锁存信号STB，即STB信号高低变换一次，这样74HC595的输入端口上64位（列）数据就被送到74HC595的输出上，一行显示就出来了。锁存信号也使得下一行数据串行移位送出不会影响到上一行的显示。
由单片机再通过74LS138变换ABCD的组合，选出下一个显示行。重复的过程，但送出的数据相应的向后移动。
行选择也是从第1行到第16行。16行显示一遍称为一个显示刷新周期，无论LED显示屏的大小如何，一个显示刷新周期必须在20毫秒以内完成，否则会出现闪动，单片机速度很快，32行200列以内的显示通常是没有问题的。但当LED显示屏更大时就要选择速度更快的单片机或DSP来完成了。
完成LED显示的功能是由控制卡来实现的，无论简单的单色屏还是复杂的全彩屏，显示原理都是一样的，很简单。但如要实现诸如左右移动、飞入飞出、嵌色变换等特殊效果，还需要在单片机或DSP上编写非常复杂
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的算法程序，却不是一般人能做到的。好在现在有上百家控制卡生产研发的厂家公司，他们推出有性能各异的控制卡可以供我们选择，我们一是要看他们的功能，还要看他们能支持的LED屏像素点，功能越多、支持的像素点越多，价格越贵。
2.4 单元板/模组认识
室内屏、室外屏、全彩屏等其显示原理都是一样的，而最大的区别就在于显示板的不同，下面我们分别来认识不同的显示单元板/模组。
(1) 室内单元板（图2-11）：
图2-11 室内单元板
(2) 半户外模组（图2-12）：
图2-12 半户外模组
（3） 全户外模组（2-13）：
图2-13 全户外模组
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2.5 显示板芯片简介
认识显示板元件工作原理也是对于组装和维修的基础，驱动芯片主是: 74HC245/244，74HC595，74HC138，4953。 2.5.1 74HC245
74CH245(图2-14)是信号功率放大器。控制信号是比较弱的，在信号传递过程中需要将它的功率进行放大。
图2-14 74HC245的工作图
引脚说明：
第1脚DIR，为输入输出端口转换用，DIR=“1”高电平时信号由“A”端输入“B”端输出，DIR=“0”低电平时信号由“B”端输入“A”端输出。
第2-9脚“A”信号输入输出端，A1=B1„„A8=B8，A1与B1是一组，如果DIR=“1”G=“0”则A1输入B1输出，其它类同。如果DIR=“0”G=“0”则B1输入A1输出，其它类同。
第11-18脚“B”信号输入输出端，功能与“A”端一样，不再描述。 第19脚G，使能端，若该脚为“1”A/B端的信号将不导通，只有为“0”时A/B端才被启用，该脚也就是起到开关的作用。
第10脚GND，电源地。 第20脚VCC，电源正极。 2.5.2 74HC138
74HC138是一个八位二进制译码器， 74HC138(图2-15)的作用是用来选择显示行，一个74HC138可以选择8行中的一行，所以单元板/模块上有
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2块74HC138，这样就可以在16行中选择1行显示。
图2-15 74HC138
引脚说明：
第8脚GND，电源地。 第15脚VCC，电源正极。
第1-3脚A、B、C，二进制输入脚。
第4-6脚片选信号控制，只有在4、5脚为“0”6脚为“1”时，才会被选通，输出受A、B、C信号控制。其它任何组合方式将不被选通，且Y0-Y7输出全为“1”。
通过控制选通脚来级联，使之扩展到十六位。 2.5.3 74HC595
74HC595，LED驱动芯片，8位移位锁存器用于驱动显示列，每片74HC595可以驱动8列，多片74HC595串接在一起，串行列数据信号RI（DATA）、锁存信号STB、串行时钟信号CLK都在这个芯片上。
图2-17 74HC595
引脚说明：
第8脚GND，电源地。 第16脚VCC，电源正极。
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第14脚DATA，串行数据输入口，显示数据由此进入，必须有时钟信号的配合才能移入。
第13脚EN，使能口，当该引脚上为“1”时QA-QH口全部为“1”，为“0”时QA-QH的输出由输入的数据控制。
第12脚STB，锁存口，当输入的数据在传入寄存器后，只有供给一个锁存信号才能将移入的数据送QA-QH口输出。
第11脚CLK，时钟口，每一个时钟信号将移入一位数据到寄存器。 第10脚SCLR，复位口，只要有复位信号，寄存器内移入的数据将清空，显示屏不用该脚，一般接VCC。
第9脚DOUT，串行数据输出端，将数据传到下一个。 第15、1-7脚，并行输出口也就是驱动输出口，驱动LED。 2.5.4 4953
4953是LED显示屏的行驱动管，功率管每一显示行需要的电流是比较大的，要使用行驱动管，每片4953可以驱动2个显示行。
图2-18 CMOS
其内部是两个CMOS管（图2-18），1、3脚VCC，2、4脚控制脚，2脚控制7、8脚的输出，4脚控制5、6脚的输出，只有当2、4脚为“0”时，7、8、5、6才会输出，否则输出为高阻状态。 2.5.5 TB62726
TB62726（图2-19）的作用是LED驱动芯片，16位移位锁存器。有些单元板/模组使用TB62726代替74HC595，一片TB62726可以驱动16列，仅此而已。
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图2-19 TB62726及引脚
引脚说明：
第1脚GND，电源地，第24脚VCC，电源正极，第2脚DATA，串行数据输入，第3脚CLK，时钟输入，第4脚STB，锁存输入，第23脚输出电流调整端，接电阻调整，第22脚DOUT，串行数据输出，第21脚EN，使能输入，其它功能与74HC595相似，只是TB62726是16位移位锁存器，并带输出电流调整功能，但在并行输出口上不会出现高电平，只有高阻状态和低电平状态。74HC595并行输出口有高电平和低电平输出。
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第3章 控制卡及电源工作原理
3.1 控制卡及信号
生产控制卡的厂家很多，控制卡的功能大同小异，可根据易使用、服务好、价格优的原则选择。下面这块控制卡可以控制1/16扫的256x16个点的双色屏幕。该控制卡属于异步卡，就是说，该卡可以断电保存信息，不需要连接PC都可以显示储存在里面的信息。
采购单元板和控制卡的时候，应注意接口的一致，常用的接口16PIN 08接口，其它接口还有12接口、04接口等。表3-1是数据传输口接口示意。
表3-1 数据传输接口
2 1
A N
B N
C N
D EN
G1 R1
G2 R2
STB N
CLK N
16 15
解释：
ABCD 为行选信号。 STB(LT)为锁存信号。 CLK(CK)为时钟信号。
R1，R2，G1，G2为显示数据（组成16行时用到R1、G1，组成32行时， 下面16行用到R2、G2），若是单色只需要R信号，双色时才用到G信号，EN为显示使能，N为地（GND）。
确认单元板和控制卡的接口一致，就可以直接连接了。如果不一致，就需要自行制作转换线 。
下面是控制卡组成的作用。
(1) CLK时钟信号：提供给移位寄存器的移位脉冲，每一个脉冲将引起数据移入或移出一位。数据口上的数据必须与时钟信号协调才能正常传送数据，数据信号的频率必须是时钟信号的频率的1/2倍。在任何情况下，当时钟信号有异常时，会使整板显示杂乱无章。
(2) STB锁存信号：将移位寄存器内的数据送到锁存器，并将其数据内容通过驱动电路点亮LED显示出来。但由于驱动电路受EN使能信号控制，
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其点亮的前提必须是使能为开启状态。锁存信号也须要与时钟信号协调才能显示出完整的图象。在任何情况下，当锁存信号有异常时，会使整板显示杂乱无章。
(3) EN使能信号：整屏亮度控制信号，也用于显示屏消隐。只要调整它的占空比就可以控制亮度的变化。当使能信号出现异常时，整屏将会出现不亮、暗亮或拖尾等现象。
(4) ABCD行信号：只有在动态扫描显示时才存在，ABCD其实是二进制数，A是最低位营销管理，如果用二进制表示ABCD信号控制最大范围是16行（1111），1/4扫描中只要AB信号就可以了，因为AB信号的表示范围是4行（11）。
3.2 单元板上显示接口
显示接口是用用于连接控制卡和单元板/模组之间连接，已将控制信号传递。
由于存在不同的扫描方式，也就有不同的接口，使用得最多的是08接口，12接口和04接口。不同的接口主要是信号线的排列顺序不一样，原理是一样的。
室内屏多用08接口，室外屏所采用接口非常杂乱，使用12接口的较多，但12接口也不是户外屏的唯一接口。选择控制卡和单元板/模组时，应尽量选择接口一致的，若买到了不一致的接口，也可以根据学到的原理进行改线。表3-2就是一个分类。
表3-2 接口的分类 接口类型
08接口
04接口
12接口
排列顺序
常见于 1/16 1/8扫
常见于1/4扫
常见于1/4扫
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3.3 电源工作原理及注意事项
3.3.1 电源工作原理
电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要经过变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。
四个环节的工作原理如下：
(1) 电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。
(2) 整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。
(3) 滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压各滤波电容C满足RL-C＝（3-5）T/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。
(4) 稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。常用可调式正压集成稳压器有CW317（LM317）系列，它们的输出电压从1.25V－37伏可调。其芯片内有过渡、过热和安全工作区保护，最大输出电流为1.5A。 3.3.2 电源使用的注意事项
由于LED显示屏幕属于精密电子设备，所以要采用开关电源，不能采用变压器。一般采用的开关电源是220V输入，5V直流输出，功率根据需要选取。对于1个单红色户内64x16的单元板，全亮的时候，电流为2A。推理出，32x16单色的屏幕全亮的时候，电流为1，所以应该选择大于5V/1A的开关电源。
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第4章 调试及功能演示
4.1组装及调试
4.1.1 配件的制作
(1) 排线(数据线)制作：
排线和电脑机箱里面的数据线类似，只是线的宽度有点差异。可以在电脑城买到相关的材料。制作排线，需要一个工具，就是特殊的钳子，可以大大提高工作效率和良品率。制作排线的材料有：排线，排线头，排线帽。这里要注意一下，如果你制作16PIN（16线）的排线，需要购买16PIN的线和相应大小的排线头和帽。制作步骤，把线头用剪刀剪平，然后放头排线头，（注意线和头的平衡），然后放进压线钳的中央，用力压紧，然后把线绕过来，安装排线帽。
排线帽很重要，可以有效保护排线，让排线更加结实，不要省。 (2) 电源线制作：
电源分为220V电源线和5V电源线。220V电源线用于连接开关电源到市电，最好采用3脚插头，可以在五金店买到。这里着重讲述5V直流电的电源线，由于5V的电流比较大，最好采用铜芯直径在1mm以上的红黑对线（务必要红黑）。有条件的话，最好将线的两头装上金属件。 4.1.2 连线
分为数据线，传输线，和电源线。数据线用于连接控制卡和LED单元板的排线，传输线用于连接控制卡和电脑。电源线，就是用来连接电源和控制卡，电源和LED单元板。连接单元板的电源线的铜芯直径不小于1mm(毫米)
4.1.3 组装过程及注意事项
第一次安装，请严格按照步骤来操作，减少错误发生。
第1步：检查电源电压，找出直流正负连接开关电源，将220V电源线
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连接到开关电源，（确认连接正确后，连接到AC或者NL接线柱）然后插上电。会发现电源有个灯会亮，然后用万用表，直流档测量一下V+ 和V-之间的电压，确保电压在4.8V-5.1V 之间，旁边有个旋钮，可以十字螺丝刀调节一下电压。为了减少屏幕发热延长寿命，在亮度要求不高的场合，可以把电压调节到4.5V-4.8之间。确认电压没有问题后，断开电源，继续组装其他部分。
第2步：先把电源关闭。将V+连接红色线，V-连接黑线，分别连接到控制卡和LED单元板，黑线接控制卡和电源的GND。红线连接控制卡的+5V和单元板的VCC。每个单元板1条电源线。完成后，请检查，连接是否正确。接线原理如图5-1所示。
图5-1 LED显示屏连接原理图
第3步：连接控制和单元板，用做好的排线，连接（图5-2）。注意方向，不能接反。请注意，单元板2个16PIN的接口，1个是输入，1个是输出，靠近74HC245/244的是输入，将控制卡连接到输入。输出连接到下一个单元板的输入。
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图5-2 排线连接
第4步：连接RS232数据线，将做好的数据线一头连接电脑的DB9串口，另一头连接控制卡，将DB9的5脚（棕）连接到控制卡的GND，将DB9的3脚（棕白）连接到控制卡的RS232-RX。如果你的PC没有串口，可以到
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电脑城买条USB转RS232串口的转换线。接线示意如图5-3所示。
图5-3 数据线连接示意图
第5步：再次检查连线，是否正确，黑线连接的是-V和GND。红线连接的是+V和VCC +5V。
第6步：接通220V，正常情况下，电源灯亮，控制卡亮，屏幕有显示。如果不正常，请检查连线或者查看错误检修。
第7步：打开下载的软件，设定屏幕的参数，发送字幕。具体参照软件使用说明。
4.2 效果及功能演示
经过调试的LED显示屏可完成静态,动态倒计时等显示。 显示效果如图5-4,5-5,5-6，5-7所示:
图5-4 LED显示屏静态显示
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图5-5 LED显示屏动态显示
图5-5 LED显示屏的倒计时显示
图5-7 LED显示屏的分区显示
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总 结
本文的点阵LED显示系统以ARM单片机为核心，控制点阵的显示与流动，加以设计的，可实现汉字方式循环显示，经实际应用验证，本条屏作为信息显示屏，工作稳定，字迹清晰、美观，亮度适中等优点。我们还可以灵活扩展，使字可以左右或者上下循环移动，本次设计的点阵显示屏可以在我校系部挂起，或者通过修改程序使用在其他领域中，经久耐用，损坏时修理方便，调理简便，价格低廉是以后社会发展广泛应用和最适宜的。
通过此次论文设计，让我学到了许多知道的和不知道的，都有提高，在单片机的选择、显示屏的组合还有各种器件的选用有了一个明确的认识，程序设计上清晰地思路，理论在实践方面的运用能力有巨大的提高。在实习以前，由于对单片机有一定的兴趣,我通过课外学习已经接触了很多概念以及设计方式，但不专业。但是通过这次深层次的学习、设计我有了一定的实践经验和理论基础，也让我可以进行更深的研究学习，再设计思路上，通过查阅资料了解了许多方法，认识到形式的多样性，模仿优秀作品是每个设计师必走之路，但是做设计必须要有自己的思想，人也要有自己的鲜明个性。
知识需要接触社会的方方面面，光有书本知识是远远不够的。经验的提高，让我今后在设计时更加方便、快捷，也为毕业后的就业提供了保障，本次论文的完成，让我认识到自己很多方面的不足，知识是无穷无限的，知道的越多，就越感觉到自己的不足，自己该提升的空间就越大。在今后我要深刻对知识的理解记忆，实践操作方面要勤加练习，设计论文形式摇动的创新，勤加思考，勤快练习，不懈怠，对于知识不懂得要及时查阅资料，更要勤加积累总结。
在实践中不断对自己所学的知识进行更新，进行补充。
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致 谢
毕业论文的收尾，这也意味着我在巴音郭楞职业技术学院的学习生活即将结束，在这三年的学习生涯中，我在学习上和思想上，操作上都受益匪浅，这除了自身的努力外与各位老师、同学、朋友的帮助、鼓励、支持分不开的，这两年多中还得到众多老师的关心支持和帮助。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！在这里我要特别感谢潘君老师，在写论文时，从最初的出题审批，到资料的收集，到写作的修改，到论文的定稿，她给了我耐心的指导和无私的帮助，而她则失去了许多休息的时间，她的这种无私奉献精神令人钦佩，在此我向她表示我诚挚的谢意。
最后，我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议的老师表示感谢
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参考文献
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毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期：
使用授权说明
本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
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学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名： 日期： 年 月 日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名： 日期： 年 月 日
导师签名： 日期： 年 月 日
指导教师评阅书
指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 指导教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日
评阅教师评阅书
评阅教师评价： 一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 评阅教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者（本人签名）： 年 月 日
学位论文出版授权书
本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。
论文密级：
□公开 □保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)
作者签名：_______ 导师签名：_______
_______年_____月_____日
_______年_____月_____日
独 创 声 明
本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名: 二〇一〇年九月二十日
毕业设计（论文）使用授权声明
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（保密论文在解密后遵守此规定）
作者签名: 二〇一〇年九月二十日
致 谢
时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。
首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。
首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。
其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。
另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。
最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。
四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。
回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。
学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。
在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。
最后，我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。
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