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LED显示屏的发展背景及国内外研究现状


LED 显示屏的发展背景及国内外研究现状
在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口等越来越多 的场所需要用 LED 点阵显示图形和汉字。LED 行业已成为一个快速 发展的新兴产业,市场空间巨大,前景广阔。随着信息产业的高速发 展,LED 显示作为信息传播的一种重要手段,已广泛应用于室内外 需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所, 例如户内外公共场所 广告宣传、机场车站旅客引导信息、公交车辆报站系统、证券与银行 信息显示、餐馆报价信息豆示、高速公路可变情报板、体育场馆比赛 转播、楼宇灯饰、交通信号灯、景观照明等。显然,LED 显示已成 为城市亮化、现代化和信息化社会的一个重要标志。 LED 点阵设计主要应用于显示屏,它是利用发光二极管点阵模 块或像素单元组成的平面式显示屏幕。由于它具有发光效率高、使用 寿命长、 组态灵活、 色彩丰富以及对室内室外环境适应能力强等优点, 自 20 世纪 80 年代后期开始,随着 LED 制造技术的不断完善,在国 外得到了广泛的应用。在我国改革开放之后,特别是进入 90 年代国 民经济高速增长,对公众场合发布信息的需求日益强烈,LED 显示 屏的出现正好适应了这一市场形势,因而在 LED 显示屏的设计制造 技术与应用水平上都得到了迅速的提高。LED 显示屏经历了从单色、 双色图文显示屏,到图像显示屏的发展过程。

本设计的目标
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毕业设计是学生完成本专业教学计划达到培养目标的重要的教 学环节,是教学计划中综合性最强的实践性教学环节,它对于培养学 生正确的思想和工作作风, 提高学生综合运用专业知识分析和解决实 际问题的能力, 达到工程技术人员所必须具备的基本素质等方面具有 重要的意义。 本设计的理论基础是单片机技术基础,微机原理,模拟和数子电路。 比如 AT89C51 芯片的一些工作原理是在 MCS—51 的基础上通过改进 完成的。8255 芯片的工作方式是在微机原理介绍的。三极管和 74LS154 的工作原理也分别在模拟和数子电路里介绍过。 通过本设计不仅把以前学过的知识重新温习, 而且在查阅课外资料时 还有好多芯片都是以学过的芯片为基础, 并且在其基础上改进和完善 的。 通过这次毕业设计使我在学校学习的理论知识和实际应用有机地 结合起来,同时也能培养我独立思考、勇于创新的科学态度和钻研精 神,为我将要踏上工作岗位做一次提前的锻炼。

1 引 言

在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场 所需要用 LED 点阵显示图形和汉字。LED 行业已成为一个快速发展 的新兴产业,市场空间巨大,前景广阔。随着信息产业的高速发展, LED 显示作为信息传播的一种重要手段,已广泛应用于室内外需要 进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所, 例如户内外公共场所广告
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宣传、机场车站旅客引导信息、公交车辆报站系统、证券与银行信息 显示、 餐馆报价信息豆示、 高速公路可变情报板、 体育场馆比赛转播、 楼宇灯饰、交通信号灯、景观照明等。显然,LED 显示已成为城市 亮化、现代化和信息化社会的一个重要标志。 本文基于单片机(AT89C51)讲述了 16×16 LED 汉字点阵显示的基本 原理、硬件组成与设计、程序编译与下载等基本环节和相关技术。 LED 显示屏分为图文显示屏和视频显示屏, 均由 LED 矩阵块组成。 图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形;视频显示屏 采用微型计算机进行控制,图文、图像并茂,以实时、同步、清晰的 信息传播方式播放各种信息, 还可显示二维、 三维动画、 录像、 电视、 VCD 节目以及现场实况。LED 显示屏显示画面色彩鲜艳,立体感强, 静如油画,动如电影,广泛应用于金融、税务、工商、邮电、体育、 广告、厂矿企业、交通运输、教育系统、车站、码头、机场、商场、 医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和 其它公共场所。 LED 显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像;不仅可以 用于室内环境还可以用于室外环境,具有投影仪、电视墙、液晶显示 屏无法比拟的优点。 LED 之所以受到广泛重视而得到迅速发展,是与它本身所具有 的优点分不开的。这些优点概括起来是:亮度高、工作电压低、功耗 小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。LED 的发展前景极为广 阔,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
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发光均匀性,可靠性、全色化方向发展。 LED 显示屏性能超群: 发光亮度强 在可视距离内阳光直射屏幕表面时,显示内容清晰 可见. 超级灰度控制 具有 1024-4096 级灰度控制,显示颜色 16.7M 以上, 色彩清晰逼真,立体感强. 静态扫描技术 采用静态锁存扫描方式,大功率驱动,充分保证发 光亮度. 自动亮度调节 具有自动亮度调节功能,可在不同亮度环境下获 得最佳播放效果. 全面采用进口大规模集成电路,可靠性大大提高 技术先进 全面采用进口大规模集成电路,可靠性大大提高,便于 调试维护. 全天候工作 完全适应户外各种恶劣性环境,防腐,防水,防潮,防 雷,抗震整体性能强 性价比高 显示性能好,像素筒可采用Φ 26mm、 21mm 等多种规 Φ 格. 先进的数字化视频处理 技术分布式扫描,模块化设计/恒流静态驱动,亮度自动调节 超高亮纯色象素 影像画面清晰、无抖动和重影,杜绝失真 视频、动画、图表、文字、图片等信息显示
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联网显示、远程控制 第二:LED 显示屏发展历程 30 年回顾

体 育 场 LED 显 示 屏 1970 年代最早的 GaP、 GaAsP 同质结红、 绿色低发光效率的 LED 黄、 已开始应用于指示灯、数字和文字显示。从此 LED 开始进入多种应 用领域,包括宇航、飞机、汽车、工业应用、通信、消费类产品等, 遍及国民经济各部门和千家万户。 1996 年 LED 在全世界的销售额 到 已达到几十亿美元。尽管多年以来 LED 一直受到颜色和发光效率的 限制, 但由于 GaP 和 GaAsP LED 具有长寿命、 高可靠性,工作电流小、 可与 TTL、CMOS 数字电路兼容等许多优点因而却一直受到使用者 的青眯。最近十年,高亮度化、全色化一直是 LED 材料和器件工艺 技术研究的前沿课题。超高亮度(UHB)是指发光强度达到或超过 100mcd 的 LED,又称坎德拉(cd)级 LED。高亮度 A1GaInP 和 InGaN LED 的研制进展十分迅速, 现已达到常规材料 GaA1As、 GaAsP、 GaP 不可能达到的性能水平。 1991 年日本东芝公司和美国 HP 公司研制成 InGaA1P 620nm 橙色超高亮度 LED,1992 年 InGaA1p590nm 黄色超 高亮度 LED 实用化。同年,东芝公司研制 InGaA1P 573nm 黄绿色超 高亮度 LED,法向光强达 2cd。1994 年日本日亚公司研制成 InGaN 450nm 蓝(绿)色超高亮度 LED。 至此, 彩色显示所需的三基色红、 绿、 蓝以及橙、黄多种颜色的 LED 都达到了坎德拉级的发光强度,实现
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了超高亮度化、全色化,使发光管的户外全色显示成为现实。我国发 展 LED 起步于七十年代,产业出现于八十年代。全国约有 100 多家 企业,95%的厂家都从事后道封装生产,所需管芯几乎全部从国外进 口。通过几个“五年计划”的技术改造、技术攻关、引进国外先进设 备和部分关键技术,使我国 LED 的生产技术已向前跨进了一步。

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