1、 1 毕业设计文献综述 电气工程及其自动化 LED 点阵全彩屏的设计 前言 LED 灯也就是发光二极管已经成为我们生活的必须品了，现如今我们晚上出门就会被那些多彩的 LED 灯照的眼花缭乱，无论走到哪里那些五彩的小灯都会进入我们的眼眶，从一出家门锁门的指示灯，到开车时中控台上的 LED 屏幕，然后去餐厅，公司，车站，医院，学校等各钟 LED 屏，还有很多，现在我们的生活已经渐渐的离不开那些一点点的发着微弱的光的LED 灯了。 正文 1 LED 的发展概况 发光二极管（ LED）是一种电致发光的光电器件。早在 1907 年开始，人们就发现某 些半导体材料制成的二极管在正向导通时有发光的物理现象，
2、 但生产出有一定发光效率的红光 LED 已是 1969 年了。到今天， LED 已生产了 30 多年，回顾过去，它已茁壮成长。各种类型的 LED、利用 LED 作二次开发的产品及与 LED 配套的产品（如白光 LED 驱动器）发展迅速，新产品不断上市，已发展成不少新型产业。展望将来，还期望更进一步地提高。早期的 LED主要用于做指示灯。它的发光强度不高，一般小于 1mcd，高的也仅几个 mcd；另外，发光效率也不高，一般小于 0.2lm/W；其功率仅几十 mW 到上百个 mW（属于小功率 LED）。 作为指示灯方面的应用，有几个 mcd 的发光强度也可以了，但由 LED 组成的数码管或字符管则
3、显得亮度不足，若要用于户外作信号或标志显示，则其亮度太低，不能满足使用的要求。所以 LED 的主要发展方向是提高发光强度（也就是一般所指的提高亮度）。随着半导体材料及半导体工艺技术、设备的发展， LED 的亮度不断提高，开发出高亮度及超高亮度 LED， 并且不断创造新记录。 2 LED 照明与应用 该文从 LED 的有关发光原理、特点、 LED 的驱动、 LED 的调光控制和 LED 的世界新产品推出与性能改进等方面进行了讨论 ,由于 LED 照明技术的一系列优点 ,LED 照明进展非常快 , LED 照明有很好的应用前景。 2 1963 年 2 月 , LED 的发明者 N. HOLONY
4、AK 在读者文摘 (美 )上发表了“我们坚信 LED会发展成实用的白色光源”一文 ,并作了明确的预言 :“将来的灯可以是铅笔尖大小的一块合金 ,它实用且不易破碎、决不烧毁 ,比起今天通用的灯泡来说 ,其转换效率至少大 10 倍。”N. HOLONY AK 在 2000 年在美国物理学会会刊上以“发光二极管是灯的终结吗 ?”为题发表文章 ,其结论是“原则上发光二极管是灯的最终形式 ,实际上也是如 此 ,它的发展确实能够而且将持续到所有功率和颜色都实现为止 ,了解这一点极为重要”。 LED 照明技术飞速发展 ,在照明领域得到了广泛的应用。下面对 LED 的有关发光原理、特点 LED 的驱动、 LE
5、D 的调光控制和世界 LED 的新产品推出与性能改进等方面加以讨论。 由于 LED 具有发光效率高、使用寿命长、耐用、采用低电压和低电流驱动、工作安全可靠、节能省电、环保、防震、防水、体积小、光控制方便 ,发光色彩丰富、色域宽、光束集中 ,响应速度快 ,可以智能化、网络化控制与调节的一系列优点 ,这是以往任何光源无法比拟的。由于 LED 独有的节能、寿命长、免维护、易控制环保等特点 ,已成为各国照明产品的积极发展方向。 3 256 色位图的分色处理 分色处理是指将某种颜色的象素点从图像中分离出来的过程 ,在资源调查、地理信息等图像处理方面有着广泛的应用。给出了 windows 环境下的 256
6、 色位图的一种分色算法 ,笔者在文中提出另一种快速、可靠的分色算法。 本文的分色算法基于 windows 的 DIB(deviceindependent bitmap).所谓 DIB 实际上就是去掉了 14 个字节文件头的 BMP,它由三部分组成 ,即 40 字节的位图信息头 ,调色板数 据和象素数据 .真彩色图像的 DIB 只由前后两部分 ,没有调色板数据 ,各部分的位置可直接由信息头推算出来 .256 色位图的象素数据不是彩色分量值 ,而是调色板的索引值 ,彩色分量值 (RGB)存放在调色板中 .索引值 0 对应 BGR 的值是 (0,0,0),表示全黑 .索引值 255 对应 BGR 的
7、值是(255,255,255),表示白色 .索引值由 0255,BGR 的值按一定差值由小到大 ,对应的象点值由暗到亮产生不同色调的颜色 .因此 ,要将某种颜色的象点从图像中分离出来 ,一种方法是修改调色板数据 ,另一种方法是修改象素数据 (调色板索引 ),即先 找出某种颜色或偏色在调色板中所对应的所有索引值 (可能不只一个 ),然后找出图像数据中等于该索引值的所有象点 ,将这些索引值保留 ,而将其它象素值置为白色的索引值 ,从而达到分色的目的 .这种方法因为要找出象素数据中对应的某种颜色的索。 4 点阵式 LED 滚动汉字显示屏的 Proteus 仿真设计 点阵式 LED 滚动汉字显示屏硬件
8、电路设计框图。电路包括单片机、电源电路、时钟电路、3 复位电路、驱动电路和 LED 点阵电路等。本设计的核心是利用单片机读取显示字型码 ,通过驱动电路对 16 16 LED 点阵进行动态列扫描 ,以实现汉字的滚动显示。 本设计选用的单片机为 ATMEL 公司的 AT89C52,显示屏采用 16 16 LED 点阵。电源电路通过变压整流元件为单片机和其他电路提供稳定的 +5V 工作电压。时钟电路是单片机的驱动电路 ,复位电路可在需要时 ,手动使单片机程序计数器复位清零。通过阳极驱动电路向 16 16 点阵送字型码 ,本设计采用 74LS273。通过阴极驱动电路对 16 16 点阵进行列扫描 ,本
9、设计采用 74HC138。利用Proteus 软件设计点阵式 LED 滚动汉字显示屏硬件电路原理图。在 Proteus 软件中 ,单片机模型本身包含了工作电源和可改变的工作频率 ,因此在仿真时无需设计电源电路和时钟电路。需要说明的是在 Proteus 软件目前版本中还没有 16 16 点阵模块 ,本设计中采用Proteus 软件中现有的 8 8 点阵模块组合成一个 16 16 点阵模块。 16 16 点阵的阳极驱动由 P0 口经输出缓冲器 74LS273 构成 ,在本设计中需要用两片 ,分别送出上 8 行和下 8 行的字型码。 16 16 点阵的阴极驱动由 P2 口经 74HC138 译码后动
10、态扫描 16 16 点阵的各列 ,本设计中需要四片 74HC138 译码器 ,循环扫描各列 ,显示一个完整的汉字需要扫描 32次。 RP3 为排阻 ,含有 8 个电阻 ,作 P0 口各位的上拉电阻 ,以保证 P0 口能够输出高电平。复位电路的作用是 ,在任何时刻可以手动复位单片机 ,使程序重新执行。 小结 结合以上的文献，提出了制作全彩 LED 显示屏的方法和功能介绍，并结合软对字模显示和滚动进行一定的介绍。以上文献内容大都是实现本论文需要，笔者在阅读文献中学到了很多有用的知识，并得到启发可以结合文献构成自己的思路。知道了 256 色需要由三原色的不同搭配组成，所有彩色 LED 需要有 3 个
11、管脚分别是红蓝黄，然后由一个驱动芯片分别控制这 3 个管脚，通过改变每个管脚的电流强度来改变灯的亮度，然后通过 3 个灯组合 ，实现256 的达到。然后通过使用行驱动的扫描达到显示效果。 参考文献 1贾海生 ,256 色位图的分色处理 J, 宁夏大学学报 ,1988 2钟蔚 袁臣虎 林志贵 李现国 ,点阵式 LED 滚动汉字显示屏的 Proteus 仿真设计 , 微计算机信息 J,2008 3路秋生 ,LED 照明与应用 J，灯与照明 ,2009 41 方佩敏 ,LED 的发展概况 J,今日电子 ,2006 年 8 月 5李逛弟 朱月秀 冷祖祁 ,单片机基础（第 3 版） M,北京航空航天大学出版社 ,2007.6 4 6霍永涛 ,光伏电能在城市路灯 照明中的应用设计 J,太原理工大学 ,2010
