LED显示屏系统动态的研制开发

一、LED显示屏系统原理

1.视觉暂留效应

视觉暂留效应是指景物发出或反射的光，在人的视网膜上所形成的光像会在人的视觉中保留一段时间，即使景物从视野中消失，所成的光像也不会马上消逝，暂留时间约为0.05s～0.2s。实验表明，当外界光源突然消失时，人眼的亮度感觉是按指数规律逐渐减少的。这样当一个光源反复通断，在通断频率较低时，人眼可以发现亮度的变化；而通断频率增高时，眼睛就逐渐不能发现相应的亮度变化了。通过实验证明临界闪烁频率大约为24Hz。因此采用每秒24幅画面的电影，在人看起来就是连续活动的图像了。由于视觉具有暂留性，人们在高于临界闪烁频率的反复通断的光线时，所得到的主观亮度感受实际上是客观亮度的平均值。视觉暂留效应可以说是静态图像和运动图像显示的视觉生理基础，当光源是以脉冲式发光时，人看上去会感觉到它是一直发光的，是平均的亮度。

2.显示基本原理

LED显示屏系统是利用视觉暂留原理来实现字符或图像的显示。把64个超高亮度的LED并排成一列，然后将要显示的汉字分解为32×32的点阵式、图型分解为64×64的点阵式，通过单片机编程把每一列的数据按顺序送给LED点阵，通过电机的高速转动带动LED旋转，每一圈就重新刷新要显示的内容，这样由于人眼的视觉暂留效应，使人看到的显示内容效果跟平面连续显示效果一样。

二、硬件系统

硬件系统主要有移动控制器和显示屏两部分组成。移动控制器主要负责接收PC机端软件取模数据以及加入控制字符并保存，还能向显示屏发送特定控制命令、切换显示内容、改变显示效果。显示屏主要有电机控制转速和单片机控制LED显示屏内容等。

1.移动控制器

移动控制器是由5部分组成：单片机AT89C55、串行口收发器、无线发送模块、键盘、液晶显示屏。

单片机选用AT89C55，内存量较大；串行口收发器，利用成熟的串行收发芯片MAX232组成；无线发送模块，采用RFW102芯片组，它是一种半双工DSSS的无线收发两用Ic，采用ASK调制方式，工作频率是2.4GHz，功耗非常低，该芯片组是短程无线收发Ic，最高传输速率为1Mb/s；键盘控制键由4个键组成，分别为“确定”、“退出”、“左移”、“右移”，由于键数较少，所以分别直接接到4个I/O口；液晶显示屏，选用128x64的液晶模块，可与CPU直接通讯。键盘和液晶组成了强大的遥控控制菜单。通过前面4个键实现从PC机接受数据、保存数据以及无线发送数据等强大功能。

2.显示屏

显示屏主要由单片机控制电路、一列64位超高亮度LED组成的列点阵、电机3部分组成。

单片机控制电路主要由89S8252单片机、无线接收模块和若干7415373锁存器组成。利用高性价比的AT89S8252单片机作为主控制器，它自带EEPROM，可作为显示缓存，省去常规的扩展外部存储器，简化外围电路，兼容MCS51指令，是功能强大的单片机。电路设计了有线和无线两种接收数据方式，无线方式接收数据后，把数据存储在EEPROM中，这样断电后也不会丢失数据。另外在单片机的总线上扩展了8个7415373，每个7415373控制8个LED，因此单片机能灵活控制64个LED的亮灭状态。

三、软件系统

1.PC机软件

PC机软件采用Visual Basic 6.0编程。能直接读取字模、发送数据，界面友好，操作简单。主要功能是实时将汉字、英文、数字以及图型在PC机上转换为一定规则的数据信息，并将此数据通过pc机的串行口传送到单片机处理。

2.设计思路

软件采用实时的方式取模：数据图形，通过引入图形这个中间量，使得提取字模变得灵活，无论任何字体、符号，都可以实现即时转换。

3.字符取模流程

当用户点击文本框时文本框的内容设置为空。待输入完毕，用户按下取模按钮，程序首先判断是字符还是图形。若确定为字符模式时，将取出的单个字符映射至图片框。判断当前字符是汉字还是非汉字，是汉字则采用32x32点阵，是英文、数字、和符号则采用16x32点阵。取模部分采用交点取模，字符映射至图片框后，进行交点颜色判断，黑色判为0，白色判为1，并把取模数据输出到输出文本框。字符功能是针对32×32点阵精度不够，取宋体字时有些点显示不出来而设计的，取色不仅是32×32个交点，而是每个交点以及以该交点为中心的一个小范围内的点取色，一旦该范围内的某个点颜色被判断为黑色时，该交点处的布尔值被设置为0，黑体字将是默认的字体。

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