大屏幕顯示技術(shù)

1、第第 四四 章章 數(shù)字顯示與大屏幕智能顯示技術(shù)數(shù)字顯示與大屏幕智能顯示技術(shù)河北科技大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院數(shù)字化測(cè)量技術(shù)省級(jí)精品課應(yīng)用范圍：范圍： 商業(yè)廣告商業(yè)廣告 新聞發(fā)布新聞發(fā)布 交通運(yùn)輸交通運(yùn)輸 體育比賽體育比賽 文化娛樂(lè)文化娛樂(lè) 航天及模擬航天及模擬 軍事演習(xí)軍事演習(xí) . 以成為信息革命的重要工具。以成為信息革命的重要工具。第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 大屏幕智能顯示屏是由計(jì)算機(jī)控制，將大屏幕智能顯示屏是由計(jì)算機(jī)控制，將光、電、聲光、電、聲融為一體，能顯示各種信息的大型顯示裝置。融為一體，能顯示各種信息的大型顯示裝置。 它集光它集光電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)

2、和信息處電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息處理技術(shù)理技術(shù)于一身，是高科技的結(jié)晶。于一身，是高科技的結(jié)晶。近年來(lái)，大屏幕智能顯示技術(shù)正受到國(guó)內(nèi)外的高度重視。近年來(lái)，大屏幕智能顯示技術(shù)正受到國(guó)內(nèi)外的高度重視。1、概述、概述 早期的大屏幕智能顯示屏采用白熾燈，雖然其亮度高、光譜寬、成早期的大屏幕智能顯示屏采用白熾燈，雖然其亮度高、光譜寬、成本低，但功耗高、像素尺寸大、壽命低，現(xiàn)已很少使用。本低，但功耗高、像素尺寸大、壽命低，現(xiàn)已很少使用。 第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 一、大屏幕智能顯示屏一、大屏幕智能顯示屏 （概述）（概述）目前，適合制作大屏幕智能顯示屏的顯示器件主要有目

3、前，適合制作大屏幕智能顯示屏的顯示器件主要有 LED點(diǎn)陣顯示器點(diǎn)陣顯示器 彩色彩色LCD點(diǎn)陣顯示器點(diǎn)陣顯示器 像元管（亦稱(chēng)扁平像元管（亦稱(chēng)扁平CRT） 磁翻板磁翻板 等離子體顯示器等離子體顯示器 .智能顯示屏的尺寸：精細(xì)化、規(guī)?；l(fā)展智能顯示屏的尺寸：精細(xì)化、規(guī)?；l(fā)展 從微型屏從微型屏小型條屏小型條屏面積達(dá)幾十平米甚至上千平米的巨型屏。更面積達(dá)幾十平米甚至上千平米的巨型屏。更顯示顏色：豐富化顯示顏色：豐富化 單色屏單色屏灰度屏灰度屏三色屏三色屏全彩色屏全彩色屏應(yīng)用環(huán)境：廣泛化化應(yīng)用環(huán)境：廣泛化化 室內(nèi)屏、戶外屏；固定室內(nèi)屏、戶外屏；固定移動(dòng)移動(dòng) ；整體；整體拼裝拼裝積木積木顯示特點(diǎn)：專(zhuān)業(yè)化、

4、特型化顯示特點(diǎn)：專(zhuān)業(yè)化、特型化 圖文屏，動(dòng)畫(huà)屏、視頻屏、特種屏等。滿足不同用戶、不同場(chǎng)合圖文屏，動(dòng)畫(huà)屏、視頻屏、特種屏等。滿足不同用戶、不同場(chǎng)合的需求。的需求。典型案例：典型案例：1985年在日本筑波舉辦的萬(wàn)國(guó)科學(xué)博覽會(huì)上，索尼公司首先推出一種超大屏幕年在日本筑波舉辦的萬(wàn)國(guó)科學(xué)博覽會(huì)上，索尼公司首先推出一種超大屏幕彩色顯示屏。彩色顯示屏。技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù) 顯示單元：紅、綠、藍(lán)三色電子槍?zhuān)ú噬珡?fù)合像元管）顯示單元：紅、綠、藍(lán)三色電子槍?zhuān)ú噬珡?fù)合像元管） 屏幕尺寸：屏幕尺寸：4025m2，由，由15萬(wàn)個(gè)彩色像素組成，萬(wàn)個(gè)彩色像素組成， 最高亮度達(dá)最高亮度達(dá)5139cd/m2 總功耗為總功耗為800

5、kW，技術(shù)特性技術(shù)特性 使用先進(jìn)的數(shù)字視頻使用先進(jìn)的數(shù)字視頻 光導(dǎo)纖維傳輸技術(shù)光導(dǎo)纖維傳輸技術(shù) 由計(jì)算機(jī)控制，把光、電、聲融為一體由計(jì)算機(jī)控制，把光、電、聲融為一體 人們?cè)谌藗冊(cè)?00米距離上能觀察到高清晰度的視頻畫(huà)面。米距離上能觀察到高清晰度的視頻畫(huà)面。第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 一、大屏幕智能顯示屏（概述）一、大屏幕智能顯示屏（概述）由像元管構(gòu)成的大屏幕彩色智能顯示系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖如圖。主要包括由像元管構(gòu)成的大屏幕彩色智能顯示系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖如圖。主要包括8部分：部分： 輸入設(shè)備輸入設(shè)備(電視機(jī)電視機(jī)/錄像機(jī)錄像機(jī)/攝像機(jī)等攝像機(jī)等) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(數(shù)據(jù)選擇器與

6、控制器數(shù)據(jù)選擇器與控制器) 彩色解碼器彩色解碼器 電光、光電轉(zhuǎn)換器電光、光電轉(zhuǎn)換器 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 彩色顯示屏彩色顯示屏 幀存儲(chǔ)器幀存儲(chǔ)器 電源電源此外還有：此外還有：同步分離器同步分離器信號(hào)分離器信號(hào)分離器電視伴音電視伴音立體聲廣播立體聲廣播文字編輯文字編輯畫(huà)面編輯畫(huà)面編輯輸入裝置輸入裝置等等等等第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 一、大屏幕智能顯示屏（概述）一、大屏幕智能顯示屏（概述）2、LED顯示屏顯示屏 用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕。發(fā)光率用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕。發(fā)光率高、使用壽命長(zhǎng)、組態(tài)靈活、色彩豐富以及對(duì)室內(nèi)外環(huán)

7、境適應(yīng)能力強(qiáng)等。高、使用壽命長(zhǎng)、組態(tài)靈活、色彩豐富以及對(duì)室內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等。發(fā)發(fā) 展歷程：展歷程：LED顯示屏的發(fā)展可分為以下幾個(gè)階段：顯示屏的發(fā)展可分為以下幾個(gè)階段： 19901995，主要是單色和主要是單色和16級(jí)雙色圖文屏。用于顯示文字和簡(jiǎn)單圖片。級(jí)雙色圖文屏。用于顯示文字和簡(jiǎn)單圖片。19951999，出現(xiàn)出現(xiàn)64級(jí)、級(jí)、256級(jí)灰度的雙基色視頻屏。視頻控制、圖像處級(jí)灰度的雙基色視頻屏。視頻控制、圖像處理、光纖通信等技術(shù)的應(yīng)用將理、光纖通信等技術(shù)的應(yīng)用將LED顯示屏提升到了一個(gè)新的臺(tái)階顯示屏提升到了一個(gè)新的臺(tái)階 從從1999年開(kāi)始，年開(kāi)始，全彩色顯示屏被廣泛應(yīng)用，大量進(jìn)入體育場(chǎng)館、會(huì)

8、展中全彩色顯示屏被廣泛應(yīng)用，大量進(jìn)入體育場(chǎng)館、會(huì)展中心、廣場(chǎng)等公共場(chǎng)所，從而將國(guó)內(nèi)的大屏幕帶入全彩時(shí)代。心、廣場(chǎng)等公共場(chǎng)所，從而將國(guó)內(nèi)的大屏幕帶入全彩時(shí)代。我國(guó)現(xiàn)狀：我國(guó)現(xiàn)狀：目前已掌握高清晰度、全表貼式目前已掌握高清晰度、全表貼式LED真彩色視頻顯示屏的研發(fā)技真彩色視頻顯示屏的研發(fā)技術(shù)，在嵌入式真彩色術(shù)，在嵌入式真彩色LED顯示屏的控制等技術(shù)領(lǐng)域已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。顯示屏的控制等技術(shù)領(lǐng)域已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。國(guó)際技術(shù)差距：國(guó)際技術(shù)差距：我國(guó)緊跟世界發(fā)展，目前在圖像處理技術(shù)、前端視頻處理技我國(guó)緊跟世界發(fā)展，目前在圖像處理技術(shù)、前端視頻處理技術(shù)等方面差別不大，主要差距在于以下兩個(gè)方面：術(shù)等方面差別不大

9、，主要差距在于以下兩個(gè)方面： “單點(diǎn)顏色確認(rèn)單點(diǎn)顏色確認(rèn)”技術(shù)：目前國(guó)內(nèi)只能做到單元模塊和單元箱體的調(diào)節(jié)技術(shù)：目前國(guó)內(nèi)只能做到單元模塊和單元箱體的調(diào)節(jié) “鏈條顯示器鏈條顯示器”技術(shù)技術(shù)：可繞柱、彎曲或下垂等，最小彎曲直徑為：可繞柱、彎曲或下垂等，最小彎曲直徑為10公公分。分。 第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 一、大屏幕智能顯示屏（一、大屏幕智能顯示屏（LED顯示屏）顯示屏）2008年，北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式上展示出由高亮度LED構(gòu)成的147m27m“畫(huà)卷”式巨型顯示屏，共使用4.4萬(wàn)顆LED所組成；不僅能平移，還可升降，是歷屆奧運(yùn)會(huì)科技含量最高的中心舞臺(tái)。高掛在會(huì)場(chǎng)中央的奧運(yùn)5環(huán)

10、圖，約使用4.5萬(wàn)顆LED；第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 一、大屏幕智能顯示屏（一、大屏幕智能顯示屏（LED顯示屏）顯示屏）3、LED點(diǎn)陣顯示屏規(guī)格表示方法點(diǎn)陣顯示屏規(guī)格表示方法根據(jù)不同環(huán)境，選擇不同 LED 燈，視角和亮度不同；計(jì)算顯示面和亮度不同。 F- 室內(nèi)屏 ; P- 室外屏 ; S- 單色圖文屏 ; D- 雙色屏 ; V- 雙色視頻屏 ; T- 全彩色視頻屏 ; T*chip- 表貼全彩色視頻屏 ; H- 超高亮。按象素直徑分類(lèi)： 一般規(guī)格有3mm、3.75mm、5mm 8mm、和10mm等按象素間距不同： （指相鄰象素管中心間距，數(shù)字單位mm） PH10、PH

11、8、PH16、PH20、PH26第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 一、大屏幕智能顯示屏（一、大屏幕智能顯示屏（LED顯示屏規(guī)格表示方法）顯示屏規(guī)格表示方法）4、LED顯示屏規(guī)格的計(jì)算方法顯示屏規(guī)格的計(jì)算方法1）間距計(jì)算方法：每個(gè)像素點(diǎn)到另外一個(gè)像素點(diǎn)之間的距離 每個(gè)像素點(diǎn)可以是一顆LED燈如：PH10(1R) 兩顆LED燈 如：PH16(2R) 三顆led燈如：PH16(2R1G)； （人眼對(duì)不同光譜敏感強(qiáng)度不同，合成白光人眼對(duì)不同光譜敏感強(qiáng)度不同，合成白光GRB強(qiáng)度為強(qiáng)度為6：3：1） 標(biāo)準(zhǔn)象素間距與象素直徑關(guān)系 象素間距= 象素直徑 1.25 如：3mm 點(diǎn)陣，其點(diǎn)間距為

12、 31.25=3.75（mm）2）長(zhǎng)度和高度計(jì)算方法：點(diǎn)間距點(diǎn)數(shù)=長(zhǎng)/高 如：PH16 16點(diǎn)長(zhǎng)度=16點(diǎn)1.6=25.63）點(diǎn)陣密度的計(jì)算方法: 顯示密度=（1/點(diǎn)間距(mm) ）2*106（點(diǎn)數(shù)/平方米） 如： PH16點(diǎn)陣屏顯示密度=(1/16mm) 2*106 =3096（點(diǎn)數(shù)/平方米） 點(diǎn)密度越高，圖像清晰度越好第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 一、大屏幕智能顯示屏（一、大屏幕智能顯示屏（LED顯示屏規(guī)格計(jì)算方法）顯示屏規(guī)格計(jì)算方法）5、LED顯示屏一般要求顯示屏一般要求 1)一般分辨率的要求：一般分辨率的要求：（1） 文字顯示：視其文字尺寸及分辯需求而定；文字顯示

13、：視其文字尺寸及分辯需求而定；（2） 普通視頻顯示：普通視頻顯示：320240 點(diǎn)陣；點(diǎn)陣；（3） 數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)DVD 顯示：顯示：640480 點(diǎn)陣；點(diǎn)陣；（4） 完整計(jì)算機(jī)視頻：完整計(jì)算機(jī)視頻：800600 點(diǎn)陣；點(diǎn)陣；2)一般一般 環(huán)境亮度對(duì)于環(huán)境亮度對(duì)于LED顯示屏亮度要求顯示屏亮度要求（1） 室內(nèi)：室內(nèi)：800CD/M2（2） 半室內(nèi)：半室內(nèi)：2000CD/M2（3） 戶外（坐南朝北）：戶外（坐南朝北）：4000CD/M2（坐北朝南）：（坐北朝南）：8000CD/M23) 最佳視覺(jué)距離最佳視覺(jué)距離 根據(jù)人眼的特性，顯示密度在不同距離時(shí)的視覺(jué)效果會(huì)有很大差別，對(duì)于根據(jù)人眼的特性，顯

14、示密度在不同距離時(shí)的視覺(jué)效果會(huì)有很大差別，對(duì)于固定密度而言，距離越遠(yuǎn)視覺(jué)密度越大，當(dāng)視覺(jué)密度臨界于人眼的最小分固定密度而言，距離越遠(yuǎn)視覺(jué)密度越大，當(dāng)視覺(jué)密度臨界于人眼的最小分辨力時(shí)為最佳視覺(jué)距離。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的要求選擇合適的顯示密度：辨力時(shí)為最佳視覺(jué)距離。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的要求選擇合適的顯示密度： 最佳視覺(jué)距離最佳視覺(jué)距離800（1/點(diǎn)陣密度點(diǎn)陣密度(1/2)） 如如PH16點(diǎn)陣屏，顯示密度為點(diǎn)陣屏，顯示密度為3096點(diǎn)數(shù)點(diǎn)數(shù)/平方米，最佳視覺(jué)距離平方米，最佳視覺(jué)距離14M第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 一、大屏幕智能顯示屏（一、大屏幕智能顯示屏（ LED顯示屏一般要求）顯

15、示屏一般要求）6、在設(shè)計(jì)智能顯示屏?xí)r，應(yīng)考慮下述五條原則：、在設(shè)計(jì)智能顯示屏?xí)r，應(yīng)考慮下述五條原則：第一，實(shí)用性：較高的性價(jià)比，顯示功能強(qiáng)，效果佳。可靠性第一，實(shí)用性：較高的性價(jià)比，顯示功能強(qiáng)，效果佳?？煽啃愿?，成本盡量低，便于推廣應(yīng)用；高，成本盡量低，便于推廣應(yīng)用；第二，適用性：在戶外使用的大型顯示屏應(yīng)按全天候環(huán)境條件第二，適用性：在戶外使用的大型顯示屏應(yīng)按全天候環(huán)境條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅要有足夠的亮度，還需增加防進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅要有足夠的亮度，還需增加防雨、防潮、防灰塵、防蚊蟲(chóng)等措施；雨、防潮、防灰塵、防蚊蟲(chóng)等措施；第三，可靠性：對(duì)于自身發(fā)熱的顯示屏，必須考慮通風(fēng)散熱問(wèn)第三，可靠性：對(duì)于自身發(fā)熱

16、的顯示屏，必須考慮通風(fēng)散熱問(wèn)題；題；第四，節(jié)能性：功耗盡量低，電源效率要高；第四，節(jié)能性：功耗盡量低，電源效率要高；第五，方便性：采用模塊式結(jié)構(gòu)，以便于安裝及維修。第五，方便性：采用模塊式結(jié)構(gòu)，以便于安裝及維修。第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 一、大屏幕智能顯示屏（一、大屏幕智能顯示屏（LED顯示屏設(shè)計(jì)原則）顯示屏設(shè)計(jì)原則）二、掃描方式與顯示方式的設(shè)計(jì)二、掃描方式與顯示方式的設(shè)計(jì)1. 掃描方式掃描方式 A：LED顯示屏一般應(yīng)采用動(dòng)態(tài)掃描方式。顯示屏一般應(yīng)采用動(dòng)態(tài)掃描方式。 LED顯示器件具有特殊的發(fā)光特性顯示器件具有特殊的發(fā)光特性 1、發(fā)光響應(yīng)極快、發(fā)光響應(yīng)極快 2、幾乎沒(méi)

17、有余輝、幾乎沒(méi)有余輝 所以發(fā)光強(qiáng)度取決于所以發(fā)光強(qiáng)度取決于 1、發(fā)光強(qiáng)度、發(fā)光強(qiáng)度P 2、掃描占空比、掃描占空比D 為了不引起視覺(jué)疲勞，掃描頻率要足夠高。在為了不引起視覺(jué)疲勞，掃描頻率要足夠高。在1秒鐘內(nèi)每個(gè)秒鐘內(nèi)每個(gè)光點(diǎn)至少應(yīng)被掃描光點(diǎn)至少應(yīng)被掃描50次。為保證足夠的亮度，要求次。為保證足夠的亮度，要求D1%。 B：掃描方式：逐行掃描，逐列掃描，逐點(diǎn)掃描。：掃描方式：逐行掃描，逐列掃描，逐點(diǎn)掃描。 逐點(diǎn)掃描一般只應(yīng)用于小點(diǎn)陣，發(fā)光效率較低。逐點(diǎn)掃描一般只應(yīng)用于小點(diǎn)陣，發(fā)光效率較低。 逐行掃描，逐列掃描應(yīng)用時(shí)，根據(jù)顯示規(guī)?？煞謪^(qū)逐行掃描，逐列掃描應(yīng)用時(shí)，根據(jù)顯示規(guī)?？煞謪^(qū) 域進(jìn)行，以保障足夠的

18、掃描頻率和占空比。域進(jìn)行，以保障足夠的掃描頻率和占空比。第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 二、掃描方式與顯示方式的設(shè)計(jì)（掃描方式）二、掃描方式與顯示方式的設(shè)計(jì)（掃描方式）2. 顯示方式顯示方式 以圖文屏為例，列出基本顯示方式的構(gòu)成情況。這里設(shè)計(jì)成清屏方式與以圖文屏為例，列出基本顯示方式的構(gòu)成情況。這里設(shè)計(jì)成清屏方式與顯示方式各顯示方式各16種（二者可任意組合，總共可獲得種（二者可任意組合，總共可獲得162256種顯種顯示方式。示方式。第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 二、掃描方式與顯示方式的設(shè)計(jì)（顯示方式）二、掃描方式與顯示方式的設(shè)計(jì)（顯示方式）清 屏 方

19、式顯 示 方 式0123456789ABCDEF一次整幅清屏鏤空清屏從下至上掃描清屏從上至下掃描清屏從右向左逐字清屏閃爍清屏從左上至右下掃描清屏落簾清屏卷簾清屏合簾清屏分簾清屏左移清屏右移清屏左右分移清屏左右向中間移動(dòng)清屏從右下至左上掃描清屏0123456789ABCDEF一次滿幅顯示（全亮）從右向左逐字顯示從右向左掃描顯示從右向左跳字顯示從左向右逐字顯示閃爍顯示整幅從上至下顯示整幅從下至上顯示從中間向上、下顯示合簾顯示左移顯示右移顯示從中間向左、右顯示從左、右向中間顯示左落簾、右卷簾顯示右落簾、左卷簾顯示三、灰度屏、彩色屏及真彩色視頻屏三、灰度屏、彩色屏及真彩色視頻屏1. 灰度屏灰度屏 具有

20、亮度等級(jí)的單色具有亮度等級(jí)的單色LED顯示屏稱(chēng)作灰度屏，顯示屏稱(chēng)作灰度屏，與與“黑白黑白”顯示屏相比，富有層次感、更逼真。顯示屏相比，富有層次感、更逼真。 實(shí)現(xiàn)方法：實(shí)現(xiàn)方法： 采用脈沖疊加法控制像素的亮暗占空比。采用脈沖疊加法控制像素的亮暗占空比。 舉例：形成舉例：形成256級(jí)灰度級(jí)灰度 場(chǎng)頻提高到場(chǎng)頻提高到256倍，每倍，每256場(chǎng)掃完一整屏。場(chǎng)掃完一整屏。 對(duì)屏幕上一點(diǎn)而言，對(duì)屏幕上一點(diǎn)而言，256次掃描全為亮，則是最高亮度等級(jí)；次掃描全為亮，則是最高亮度等級(jí)； 反之，反之，256次掃描均為滅，則為最低亮度等級(jí)。次掃描均為滅，則為最低亮度等級(jí)。 依次類(lèi)推，可形成依次類(lèi)推，可形成256級(jí)灰

21、度。級(jí)灰度。 顯然，灰度屏的掃描內(nèi)存也應(yīng)擴(kuò)大到顯然，灰度屏的掃描內(nèi)存也應(yīng)擴(kuò)大到“黑白黑白”顯示屏的顯示屏的256倍。倍。第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 三、灰度屏、彩色屏及真彩色視頻屏（三、灰度屏、彩色屏及真彩色視頻屏（灰度屏灰度屏）2. 彩色屏彩色屏彩色屏是在三色屏的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。彩色屏是在三色屏的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。三色屏：又稱(chēng)雙基色屏三色屏：又稱(chēng)雙基色屏 不需要灰度等級(jí)。不需要灰度等級(jí)。 通常采用紅、綠變色發(fā)光二極管作像素。通常采用紅、綠變色發(fā)光二極管作像素。 內(nèi)存分紅、綠兩個(gè)區(qū)域，分別存放紅色、綠色圖形點(diǎn)陣信息；內(nèi)存分紅、綠兩個(gè)區(qū)域，分別存放紅色、綠色圖形點(diǎn)陣信息

22、； 場(chǎng)頻提高一倍，兩場(chǎng)中一場(chǎng)掃紅屏，另一場(chǎng)掃綠屏場(chǎng)頻提高一倍，兩場(chǎng)中一場(chǎng)掃紅屏，另一場(chǎng)掃綠屏 兩場(chǎng)都亮的點(diǎn)即發(fā)出橙光。兩場(chǎng)都亮的點(diǎn)即發(fā)出橙光。彩色屏：雙基色灰度屏（偽彩色）彩色屏：雙基色灰度屏（偽彩色） 例如欲形成例如欲形成64種色彩種色彩 須紅色、綠色各具有須紅色、綠色各具有8級(jí)灰度級(jí)灰度 搭配后能形成搭配后能形成8864種顏色種顏色 紅色、綠色點(diǎn)陣區(qū)各分成紅色、綠色點(diǎn)陣區(qū)各分成8個(gè)小區(qū)，每場(chǎng)掃描一區(qū)個(gè)小區(qū)，每場(chǎng)掃描一區(qū) 場(chǎng)頻提高到三色屏的場(chǎng)頻提高到三色屏的16倍倍第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 三、灰度屏、彩色屏及真彩色視頻屏（三、灰度屏、彩色屏及真彩色視頻屏（彩色屏彩

23、色屏）3. 真彩色視頻屏真彩色視頻屏真彩色屏：三基色灰度屏真彩色屏：三基色灰度屏 以紅、綠、藍(lán)三種發(fā)光二極管為基本像素構(gòu)成的真彩色顯示屏。當(dāng)灰以紅、綠、藍(lán)三種發(fā)光二極管為基本像素構(gòu)成的真彩色顯示屏。當(dāng)灰度等級(jí)超過(guò)度等級(jí)超過(guò)256級(jí)，能逼真地顯示出自然界中的各種顏色。級(jí)，能逼真地顯示出自然界中的各種顏色。真彩色視頻屏：多媒體屏真彩色視頻屏：多媒體屏 采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)時(shí)、同步、清晰的信息傳播方式播放各采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)時(shí)、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維、三維動(dòng)畫(huà)、錄像、電視、種信息，還可顯示二維、三維動(dòng)畫(huà)、錄像、電視、VCD節(jié)目節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。

24、 硬件電路一般采用硬件電路一般采用CPLD等超大規(guī)?？删幊唐骷岣呦到y(tǒng)的可維護(hù)性。等超大規(guī)模可編程器件，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性。 一般采用一般采用RS-422等總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了顯示數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸。等總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了顯示數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸。 第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 三、灰度屏、彩色屏及真彩色視頻屏（三、灰度屏、彩色屏及真彩色視頻屏（真彩色視頻屏真彩色視頻屏）四、漢字點(diǎn)陣芯片四、漢字點(diǎn)陣芯片 以圖文為主要顯示內(nèi)容的以圖文為主要顯示內(nèi)容的LED顯示屏，仍為市場(chǎng)需求主流，一般內(nèi)建顯示屏，仍為市場(chǎng)需求主流，一般內(nèi)建漢字字庫(kù)，以便傳輸、存儲(chǔ)。漢字字庫(kù)，以便傳輸、存儲(chǔ)。 雖科技發(fā)展

25、，我國(guó)自行研制一批國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)漢字點(diǎn)陣芯片將漢字、符號(hào)雖科技發(fā)展，我國(guó)自行研制一批國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)漢字點(diǎn)陣芯片將漢字、符號(hào)等字模以點(diǎn)陣的形式集成存儲(chǔ)于一芯片。等字模以點(diǎn)陣的形式集成存儲(chǔ)于一芯片。典型產(chǎn)品典型產(chǎn)品 GB5199A、 GB5199B（1516，2MB） GB5007（2424，4MB） GB48（4848，2MB）等）等 均屬于均屬于CMOS超大規(guī)模集成電路（超大規(guī)模集成電路（VLSI） 符合標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的要求符合標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的要求 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，字形美觀，字庫(kù)容量大，接口方便、性能可靠數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，字形美觀，字庫(kù)容量大，接口方便、性能可靠主要用途主要用途 各種漢字信息處理系統(tǒng)中的

26、漢卡各種漢字信息處理系統(tǒng)中的漢卡 、 智能顯示屏智能顯示屏、 LCD模塊、打印機(jī)、漢字排版印刷系統(tǒng)等領(lǐng)域。模塊、打印機(jī)、漢字排版印刷系統(tǒng)等領(lǐng)域。第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 四、漢字點(diǎn)陣芯片四、漢字點(diǎn)陣芯片（簡(jiǎn)介）（簡(jiǎn)介）GB5199B- 字模點(diǎn)陣存儲(chǔ)型代表字模點(diǎn)陣存儲(chǔ)型代表A：芯片功能：芯片功能 GB5199B漢字字模庫(kù)中，包含漢字字模庫(kù)中，包含8192個(gè)國(guó)標(biāo)一、二級(jí)仿宋體漢字、西文個(gè)國(guó)標(biāo)一、二級(jí)仿宋體漢字、西文及運(yùn)算符號(hào)，同時(shí)在及運(yùn)算符號(hào)，同時(shí)在GB2312-0國(guó)標(biāo)字符庫(kù)的基礎(chǔ)上增加了字符國(guó)標(biāo)字符庫(kù)的基礎(chǔ)上增加了字符29個(gè)、個(gè)、半角拼音符半角拼音符32個(gè)、半角字個(gè)、半

27、角字4個(gè)、半角控制符個(gè)、半角控制符35個(gè)、全角個(gè)、全角(n碼碼94個(gè)和個(gè)和42個(gè)漢字。個(gè)漢字。B:引腳功能引腳功能 A0-A16為地址輸入；為地址輸入；Oo-O15為數(shù)據(jù)輸出為數(shù)據(jù)輸出 /CE為片選信號(hào)輸入，低電平有效為片選信號(hào)輸入，低電平有效 /OE為輸出允許，低電平有效為輸出允許，低電平有效C：工作方式：工作方式 具有字和字節(jié)兩種工作方式具有字和字節(jié)兩種工作方式 O15/A-1為方式選擇引腳為方式選擇引腳 字方式時(shí)字方式時(shí)O15/A-1為數(shù)據(jù)字最高位為數(shù)據(jù)字最高位 字節(jié)方時(shí)字節(jié)方時(shí)O15/A-1為最低有效地址位。為最低有效地址位。第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 四、漢字

28、點(diǎn)陣芯片四、漢字點(diǎn)陣芯片（GB5199B）D: 字模排列字模排列 每個(gè)漢字的模為橫向排列，字庫(kù)中以每個(gè)漢字的模為橫向排列，字庫(kù)中以漢字區(qū)位嗎的順序排列，但一、二漢字區(qū)位嗎的順序排列，但一、二級(jí)漢字在前而字符在后，增補(bǔ)的漢級(jí)漢字在前而字符在后，增補(bǔ)的漢字及符號(hào)添加在各區(qū)空白位中，即字及符號(hào)添加在各區(qū)空白位中，即排列順序?yàn)榕帕许樞驗(yàn)?6區(qū)、區(qū)、17區(qū)、區(qū)、87區(qū)、區(qū)、l區(qū)、區(qū)、2區(qū)、區(qū)、”一一12區(qū)。區(qū)。 每區(qū)每區(qū)94個(gè)漢字位置，而每個(gè)漢字或字個(gè)漢字位置，而每個(gè)漢字或字符占用連續(xù)符占用連續(xù)32個(gè)單元字節(jié)，其存放個(gè)單元字節(jié)，其存放次序如圖。這樣可簡(jiǎn)化漢字代碼與次序如圖。這樣可簡(jiǎn)化漢字代碼與其點(diǎn)陣數(shù)據(jù)

29、在其點(diǎn)陣數(shù)據(jù)在ROM中位置的對(duì)應(yīng)中位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系，使交換碼與地址轉(zhuǎn)換易于實(shí)關(guān)系，使交換碼與地址轉(zhuǎn)換易于實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)。 16區(qū)區(qū)87區(qū)漢字尋址區(qū)漢字尋址: (區(qū)號(hào)一區(qū)號(hào)一6)x94+位一位一1x32(首址首址) 112區(qū)字符尋址區(qū)字符尋址: (區(qū)號(hào)區(qū)號(hào)+36)x94+位一位一lx32(首址首址)第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 四、漢字點(diǎn)陣芯片四、漢字點(diǎn)陣芯片（GB5199B）2、GB48漢字點(diǎn)陣芯片漢字點(diǎn)陣芯片 無(wú)損壓縮存儲(chǔ)型代表無(wú)損壓縮存儲(chǔ)型代表 目前國(guó)內(nèi)集成度最高的目前國(guó)內(nèi)集成度最高的8Mb漢字點(diǎn)陣芯片，漢字點(diǎn)陣芯片， 包含包含GB48A-1、GB48A-2、GB48A-3三

30、種型號(hào)，三種型號(hào)， 采用無(wú)失真漢字壓縮采用無(wú)失真漢字壓縮/還原技術(shù)還原技術(shù) 能顯示宋體、仿宋體、楷體、黑體簡(jiǎn)體和黑體繁體能顯示宋體、仿宋體、楷體、黑體簡(jiǎn)體和黑體繁體3、自定制漢字點(diǎn)陣芯片、自定制漢字點(diǎn)陣芯片 利用超大容量只讀存儲(chǔ)器，借助計(jì)算機(jī)自行開(kāi)發(fā)定制各種字體、字型利用超大容量只讀存儲(chǔ)器，借助計(jì)算機(jī)自行開(kāi)發(fā)定制各種字體、字型和格式的廉價(jià)漢字庫(kù)芯片。和格式的廉價(jià)漢字庫(kù)芯片。 如：如： 27020（2Mb）、）、 27040（4Mb）、）、27080（8Mb）等）等 芯片芯片 UCDOS 下下 HZK16 的文件是的文件是1616 的國(guó)標(biāo)漢字點(diǎn)陣文件的國(guó)標(biāo)漢字點(diǎn)陣文件 HZK24S（ 2424點(diǎn)

31、陣點(diǎn)陣 宋體）宋體） HZK24K（ 2424點(diǎn)陣楷體）點(diǎn)陣楷體） HZK24H（ 2424點(diǎn)陣黑體）點(diǎn)陣黑體） 第五節(jié)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù)大屏幕智能顯示技術(shù) 四、漢字點(diǎn)陣芯片四、漢字點(diǎn)陣芯片（GB48及自制字庫(kù)芯片）及自制字庫(kù)芯片） 以以ZX1型大屏幕型大屏幕LED智能顯示系統(tǒng)（單色圖文條屏）為智能顯示系統(tǒng)（單色圖文條屏）為例，對(duì)例，對(duì)LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹理解。智能顯示屏的設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹理解。基本功能特點(diǎn)：基本功能特點(diǎn)： 可由單片機(jī)控制，屏幕自成獨(dú)立系統(tǒng)；可由單片機(jī)控制，屏幕自成獨(dú)立系統(tǒng)； 支持計(jì)算機(jī)組網(wǎng)，支持計(jì)算機(jī)組網(wǎng)， 一臺(tái)一臺(tái)PC機(jī)可控制機(jī)可控制127個(gè)條屏；個(gè)條屏； 每

32、屏可顯示每屏可顯示10個(gè)個(gè)1516點(diǎn)陣的國(guó)標(biāo)漢字或者點(diǎn)陣的國(guó)標(biāo)漢字或者40個(gè)個(gè)57點(diǎn)陣的字符；點(diǎn)陣的字符； 字庫(kù)容量為字庫(kù)容量為8192個(gè)國(guó)標(biāo)漢字及英、俄、日文、運(yùn)算符號(hào)等。個(gè)國(guó)標(biāo)漢字及英、俄、日文、運(yùn)算符號(hào)等。 每次可顯示任意組合編輯的每次可顯示任意組合編輯的1280個(gè)漢字，亦可顯示圖形。個(gè)漢字，亦可顯示圖形。 顯示設(shè)定包含清屏、出屏、顯示方式各顯示設(shè)定包含清屏、出屏、顯示方式各16種種 顯示效果有鏤空、閃爍、正常顯示效果有鏤空、閃爍、正常3種，種， 組合顯示組合顯示12288種。種。 日歷時(shí)鐘顯示為年、月、日、星期、時(shí)、分、秒，可作為文件任意插入。日歷時(shí)鐘顯示為年、月、日、星期、時(shí)、分、秒

33、，可作為文件任意插入。第六節(jié)第六節(jié) 大屏幕大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì) 主機(jī)電路框圖如圖，采用主機(jī)電路框圖如圖，采用MCS51單片機(jī)、雙單片機(jī)、雙CPU共享共享RAM的設(shè)計(jì)方的設(shè)計(jì)方案。案。 主機(jī)電路主要包括主機(jī)電路主要包括: 主控制電路主控制電路(CPU1、漢卡等、漢卡等) 共享共享RAM 顯示控制電路（顯示控制電路（CPU2） 列驅(qū)動(dòng)及顯示電路列驅(qū)動(dòng)及顯示電路 開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)電源采用雙采用雙CPU結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn):（1）大大減輕主）大大減輕主CPU的負(fù)擔(dān)的負(fù)擔(dān);（2）合理地分配）合理地分配RAM資源資源;（3）提高顯示電路）提高顯示電路的掃

34、描速率。的掃描速率。第六節(jié)第六節(jié) 大屏幕大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（總體框圖）（總體框圖）1. 主控電路主控電路 主控制器簡(jiǎn)稱(chēng)主主控制器簡(jiǎn)稱(chēng)主CPU，采，采用用8031單片機(jī)，記作單片機(jī)，記作CPU1。其完成主要功能如下：其完成主要功能如下： 1）與上位機(jī)通訊）與上位機(jī)通訊 2）顯示內(nèi)容存儲(chǔ)與漢卡操作）顯示內(nèi)容存儲(chǔ)與漢卡操作 3）對(duì)圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，）對(duì)圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行處理， 控制顯示方式控制顯示方式 4）對(duì)顯示緩沖進(jìn)行數(shù)據(jù)更新）對(duì)顯示緩沖進(jìn)行數(shù)據(jù)更新 5）兩級(jí)監(jiān)控（看門(mén)狗）兩級(jí)監(jiān)控（看門(mén)狗）第六節(jié)第六節(jié) 大屏幕大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)智能顯示

35、屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（主控電路）（主控電路）1）上位機(jī)通訊）上位機(jī)通訊A：通信接口：通信接口采用標(biāo)準(zhǔn)采用標(biāo)準(zhǔn)RS232C接口設(shè)計(jì)，與接口設(shè)計(jì)，與PC進(jìn)行通訊。進(jìn)行通訊。RS232C標(biāo)準(zhǔn)采用負(fù)邏輯（標(biāo)準(zhǔn)采用負(fù)邏輯（EIA電平）電平） 低電平在低電平在-5-15V之間之間(通常用通常用-12V表示表示)為邏輯為邏輯“1”； 高電平在高電平在5V15V之間之間(通常用通常用12V表示表示)為邏輯為邏輯“0”電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換 51單片機(jī)串口是單片機(jī)串口是TTL電平標(biāo)準(zhǔn)，正邏輯，須轉(zhuǎn)換成電平標(biāo)準(zhǔn)，正邏輯，須轉(zhuǎn)換成RS-232C標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。 RS232C接口中的接口中的RXD、TXD，

36、電平轉(zhuǎn)換后與，電平轉(zhuǎn)換后與8031的的TXD、RXD連接連接電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì) 采用采用MAX232設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 單單+5V供電供電 內(nèi)建內(nèi)建EIA電平電壓發(fā)生器電平電壓發(fā)生器 第六節(jié)第六節(jié) 大屏幕大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（主控電路）（主控電路）B：通信格式：通信格式 采用采用8位數(shù)據(jù)格式，位數(shù)據(jù)格式，PC對(duì)顯示屏通訊分成地址幀和數(shù)據(jù)對(duì)顯示屏通訊分成地址幀和數(shù)據(jù)/命令幀。命令幀。地址幀：地址幀：?jiǎn)巫止?jié)，最高位為單字節(jié)，最高位為1，低七位為地址。，低七位為地址。 顯示屏有自己的地址號(hào)（顯示屏有自己的地址號(hào)（7位），接收到相符的地址幀，位），接收到相符

37、的地址幀， 應(yīng)答并準(zhǔn)應(yīng)答并準(zhǔn)備開(kāi)始接受數(shù)據(jù)備開(kāi)始接受數(shù)據(jù)/命令。命令。 地址地址0為公用地址，各顯示屏接收后均不回應(yīng)，為公用地址，各顯示屏接收后均不回應(yīng)，但均開(kāi)始準(zhǔn)備接受數(shù)據(jù)但均開(kāi)始準(zhǔn)備接受數(shù)據(jù)/命令。命令。 顯示屏地址號(hào)范圍為顯示屏地址號(hào)范圍為01H7FH 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)1-127， 因此通訊總線上最多可管理因此通訊總線上最多可管理127臺(tái)顯示屏。臺(tái)顯示屏。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/命令幀：命令幀：多字節(jié)，每字節(jié)最高位為多字節(jié)，每字節(jié)最高位為0，低七位為數(shù)據(jù)，低七位為數(shù)據(jù)/命令命令 以以ASCLL碼方式傳輸，有效地址顯示屏應(yīng)答以校驗(yàn)數(shù)據(jù)碼方式傳輸，有效地址顯示屏應(yīng)答以校驗(yàn)數(shù)據(jù) 正確正確性。性。 每幀以每幀以$表示

38、結(jié)束表示結(jié)束 如：如：#S01H16011602.$ #S01H表示開(kāi)始以區(qū)位碼方式傳輸?shù)谝唤M顯示內(nèi)容，后面為區(qū)位碼組表示開(kāi)始以區(qū)位碼方式傳輸?shù)谝唤M顯示內(nèi)容，后面為區(qū)位碼組又如：又如：#S02P00010203.$ #S02P表示開(kāi)始以圖形方式傳輸?shù)诙M顯示內(nèi)容，后面為點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，表示開(kāi)始以圖形方式傳輸?shù)诙M顯示內(nèi)容，后面為點(diǎn)陣數(shù)據(jù)， 再如：再如：#S02T00010203$ #S02T表示開(kāi)始顯示方式，后面數(shù)據(jù)表示第一條顯示第二組內(nèi)容，出屏表示開(kāi)始顯示方式，后面數(shù)據(jù)表示第一條顯示第二組內(nèi)容，出屏方式為方式為03，顯示方式為，顯示方式為04、清屏方式為、清屏方式為05，$表示結(jié)束表示結(jié)束第六節(jié)第

39、六節(jié) 大屏幕大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（主控電路）（主控電路）（2）顯示內(nèi)容存儲(chǔ)與漢卡操作）顯示內(nèi)容存儲(chǔ)與漢卡操作 A:數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 系統(tǒng)擴(kuò)展一片隨機(jī)存系統(tǒng)擴(kuò)展一片隨機(jī)存儲(chǔ)器儲(chǔ)器RAM62256（32K）作）作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理。圖為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理。圖形信息和漢字點(diǎn)陣信息，均形信息和漢字點(diǎn)陣信息，均存入存儲(chǔ)器。存入存儲(chǔ)器。顯示屏接收到的區(qū)位碼顯示信息，顯示屏接收到的區(qū)位碼顯示信息，通過(guò)漢卡操作轉(zhuǎn)換成點(diǎn)陣信通過(guò)漢卡操作轉(zhuǎn)換成點(diǎn)陣信息。息。B:漢卡漢卡 系統(tǒng)采用系統(tǒng)采用GB5199B作為漢作為漢字庫(kù)芯片，采用字節(jié)方式讀字庫(kù)芯片，采用字節(jié)方

40、式讀取。取。5199B需要需要18根地址線，根地址線，所以擴(kuò)展一片可編程并行接所以擴(kuò)展一片可編程并行接口芯片口芯片8155。8155有三個(gè)可有三個(gè)可編程編程IO口，均編程為輸出方口，均編程為輸出方式，可提供式，可提供22條輸出。具體條輸出。具體電路如圖。電路如圖。第六節(jié)第六節(jié) 大屏幕大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（主控電路）（主控電路）(3)看門(mén)狗電路看門(mén)狗電路為提高系統(tǒng)的可靠性，利用軟件和硬件組成兩級(jí)為提高系統(tǒng)的可靠性，利用軟件和硬件組成兩級(jí)“看門(mén)狗看門(mén)狗”（watch-dog）。）?？撮T(mén)狗具有監(jiān)視執(zhí)行器的作用，是提高智能顯示屏可靠性的重要措施看

41、門(mén)狗具有監(jiān)視執(zhí)行器的作用，是提高智能顯示屏可靠性的重要措施之一。之一。A:硬件看門(mén)狗上電復(fù)位硬件看門(mén)狗上電復(fù)位(由由CD4060組成組成) CD4060為為14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)/分頻分頻/振蕩器。振蕩器。 CPU1每隔時(shí)間每隔時(shí)間t1，由，由P3.5輸出一正脈沖，經(jīng)輸出一正脈沖，經(jīng) R3與與C2微分電路將微分電路將CD4060復(fù)位一次。復(fù)位一次。Q14始終為低。始終為低。 一旦由某種原因?qū)е乱坏┯赡撤N原因?qū)е翪PU1失控，失控，CD4060因不能及時(shí)被復(fù)位，就經(jīng)過(guò)因不能及時(shí)被復(fù)位，就經(jīng)過(guò)t2時(shí)間（時(shí)間（t2t1）從）從Q14端輸出高電平，把端輸出高電平，把 CPU1“拉回拉回”

42、到正常運(yùn)行狀到正常運(yùn)行狀態(tài)；態(tài)；第六節(jié)第六節(jié) 大屏幕大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（主控電路）（主控電路）(3)看門(mén)狗電路看門(mén)狗電路 為提高系統(tǒng)的可靠性，利用軟件和硬件組成兩級(jí)為提高系統(tǒng)的可靠性，利用軟件和硬件組成兩級(jí)“看門(mén)狗看門(mén)狗”(watch-dog)?？撮T(mén)狗具有監(jiān)視執(zhí)行器的作用，是提高智能顯示屏可靠性的重要措施看門(mén)狗具有監(jiān)視執(zhí)行器的作用，是提高智能顯示屏可靠性的重要措施之一。之一。A:硬件看門(mén)狗上電復(fù)位硬件看門(mén)狗上電復(fù)位(由由CD4060組成組成) CD4060為為14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)/分頻分頻/振蕩器。振蕩器。 CPU1每隔

43、時(shí)間每隔時(shí)間t1，由，由P3.5輸出一正脈沖，經(jīng)輸出一正脈沖，經(jīng) R3與與C2微分電路將微分電路將CD4060復(fù)位一次。復(fù)位一次。Q14始終為低。始終為低。 一旦由某種原因?qū)е乱坏┯赡撤N原因?qū)е翪PU1失控，失控，CD4060因不能及時(shí)被復(fù)位，就經(jīng)過(guò)因不能及時(shí)被復(fù)位，就經(jīng)過(guò)t2時(shí)間（時(shí)間（t2t1）從）從Q14端輸出高電平，把端輸出高電平，把 CPU1“拉回拉回”到正常運(yùn)行狀到正常運(yùn)行狀態(tài)；態(tài)；振蕩頻率：振蕩頻率：f1/(2(0.405R+0.693R2)C) R=R1/R2=56.5Kf44KHz 周期周期t0.022ms溢出周期為：溢出周期為： t2=t214=0.22ms*16384=0

44、.36S 復(fù)位高電平期復(fù)位高電平期 t2h=t2/2=0.18S第六節(jié)第六節(jié) 大屏幕大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（主控電路）（主控電路）B:軟件看門(mén)狗電路軟件看門(mén)狗電路 電路如圖所示，利用可編程并行接口芯片電路如圖所示，利用可編程并行接口芯片8155內(nèi)部的內(nèi)部的14位位-1計(jì)數(shù)器，對(duì)計(jì)數(shù)器，對(duì)TIN引腳脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)器設(shè)定工作方式引腳脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)器設(shè)定工作方式1（連續(xù)方波輸出模連續(xù)方波輸出模式式），），TOUT引腳引腳周期性輸出反轉(zhuǎn)周期性輸出反轉(zhuǎn)， 8155Tout輸出接至輸出接至8031的的INT0引腳，設(shè)定引腳，設(shè)定8031外部

45、中斷外部中斷0為下降沿觸發(fā)方式，為下降沿觸發(fā)方式，CPU1周期性產(chǎn)生中斷。周期性產(chǎn)生中斷。 CPU主程序需定期置一正常標(biāo)志位，中斷中對(duì)此標(biāo)志位檢查，如有則主程序需定期置一正常標(biāo)志位，中斷中對(duì)此標(biāo)志位檢查，如有則清掉并判為正常，如沒(méi)有軟復(fù)位清掉并判為正常，如沒(méi)有軟復(fù)位CPU。如此時(shí)刻監(jiān)視自身的工作。如此時(shí)刻監(jiān)視自身的工作。 8155計(jì)數(shù)時(shí)鐘計(jì)數(shù)時(shí)鐘TIN由單片機(jī)由單片機(jī)ALE信號(hào)接入信號(hào)接入 ALE頻率為頻率為51單片機(jī)工作頻率單片機(jī)工作頻率Fosc/6(有丟失情況有丟失情況)當(dāng)單片機(jī)采用當(dāng)單片機(jī)采用12M晶體時(shí)晶體時(shí) ALE輸出頻率為輸出頻率為2M 周期為周期為0.5us 中斷周期（中斷周期（

46、max）=0.5us214=8.192ms第六節(jié)第六節(jié) 大屏幕大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（主控電路）（主控電路）（4）共享式顯示緩沖區(qū)電路）共享式顯示緩沖區(qū)電路 CPU1與顯示控制器與顯示控制器CPU2共享一片共享一片RAM（6264）。分時(shí)對(duì)）。分時(shí)對(duì)RAM進(jìn)行操進(jìn)行操作。當(dāng)作。當(dāng)CPU1經(jīng)過(guò)聯(lián)絡(luò)線經(jīng)過(guò)聯(lián)絡(luò)線Ll通知通知CPU2時(shí)，時(shí)，CPU2放棄對(duì)共享放棄對(duì)共享RAM的操的操作并通過(guò)聯(lián)絡(luò)線作并通過(guò)聯(lián)絡(luò)線L2應(yīng)答應(yīng)答CPU1，反之由，反之由CPU2接管接管RAM。電路如圖，。電路如圖，采用總線隔離切換方式分配共享采用總線隔離切換方式分配共享R

47、AM的使用權(quán)。若采用雙端口的使用權(quán)。若采用雙端口RAM，還可進(jìn)一步簡(jiǎn)化。還可進(jìn)一步簡(jiǎn)化。第六節(jié)第六節(jié) 大屏幕大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（主控電路）（主控電路）2. 顯示控制電路顯示控制電路 顯示控制電路主要由顯示控制電路主要由CPU2完成掃描顯示工作，采用逐行掃描方式。完成掃描顯示工作，采用逐行掃描方式。CPU2等待對(duì)共享等待對(duì)共享RAM總線具有控制權(quán)時(shí)，從中逐行取出顯示數(shù)據(jù)，總線具有控制權(quán)時(shí)，從中逐行取出顯示數(shù)據(jù)，經(jīng)串行口，以同步移位寄存器工作方式，送至經(jīng)串行口，以同步移位寄存器工作方式，送至74LS164轉(zhuǎn)換成并行數(shù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)經(jīng)據(jù)經(jīng)MC

48、1413驅(qū)動(dòng)輸出。行掃描數(shù)據(jù)則從驅(qū)動(dòng)輸出。行掃描數(shù)據(jù)則從P1口輸出，經(jīng)口輸出，經(jīng)CD4514譯碼譯碼后產(chǎn)生后產(chǎn)生16路行選通輸出信號(hào)，再經(jīng)過(guò)路行選通輸出信號(hào)，再經(jīng)過(guò)NPN達(dá)林頓功率管達(dá)林頓功率管BD682驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣顯示器的行選通端。點(diǎn)陣顯示器的行選通端。1）點(diǎn)陣模塊為行共陽(yáng)型）點(diǎn)陣模塊為行共陽(yáng)型2）16行掃完為一幀行掃完為一幀3）每幀結(jié)束檢查控制權(quán)）每幀結(jié)束檢查控制權(quán)4）釋放控制權(quán)時(shí)關(guān)顯示）釋放控制權(quán)時(shí)關(guān)顯示5）主）主CPU請(qǐng)求控制權(quán)請(qǐng)求控制權(quán) 兩幀時(shí)間無(wú)應(yīng)答，視兩幀時(shí)間無(wú)應(yīng)答，視 為失控，復(fù)位。為失控，復(fù)位。6）兩）兩CPU用一套復(fù)位。用一套復(fù)位。7）P1.5作用是上電關(guān)顯作用是上電

49、關(guān)顯第六節(jié)第六節(jié) 大屏幕大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（顯示控制電路）（顯示控制電路）3. 小鍵盤(pán)控制電路小鍵盤(pán)控制電路小鍵盤(pán)主要功能：小鍵盤(pán)主要功能：以串行通信方式與顯示屏聯(lián)系以串行通信方式與顯示屏聯(lián)系,通過(guò)鍵盤(pán)輸入通過(guò)鍵盤(pán)輸入/編輯命令、編輯命令、數(shù)據(jù)等，控制或修改顯示屏的工作方式、內(nèi)容及時(shí)鐘等。小鍵盤(pán)可代數(shù)據(jù)等，控制或修改顯示屏的工作方式、內(nèi)容及時(shí)鐘等。小鍵盤(pán)可代替替PC機(jī)操作機(jī)操作,由小鍵盤(pán)輸入的信息可存入由小鍵盤(pán)輸入的信息可存入E2ROM2816中，供隨時(shí)調(diào)中，供隨時(shí)調(diào)用或進(jìn)行修改、組合。用或進(jìn)行修改、組合。電路結(jié)構(gòu)：電路結(jié)構(gòu)：主要包括主

50、要包括 44鍵盤(pán)鍵盤(pán) 7位位LED顯示器顯示器 CPU3（8031） EPROM（2816） 通訊接口電路通訊接口電路 段碼鎖存器（段碼鎖存器（74LS374） 位驅(qū)動(dòng)電路（位驅(qū)動(dòng)電路（MC1413) 操作提示音電路（蜂鳴器）操作提示音電路（蜂鳴器） 等等.第六節(jié)第六節(jié) 大屏幕大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（小鍵盤(pán)控制電路）（小鍵盤(pán)控制電路）二、主機(jī)程序及計(jì)算機(jī)控二、主機(jī)程序及計(jì)算機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)制程序的設(shè)計(jì)1. 主機(jī)程序設(shè)計(jì)主機(jī)程序設(shè)計(jì) 上電后首先進(jìn)行初始化，上電后首先進(jìn)行初始化，將串行口、定時(shí)器、中將串行口、定時(shí)器、中斷方式、優(yōu)先級(jí)等均置斷方式

51、、優(yōu)先級(jí)等均置于初始狀態(tài)，管理共享于初始狀態(tài)，管理共享RAM總線使顯示屏消隱；總線使顯示屏消隱；然后初始化顯示緩沖區(qū)然后初始化顯示緩沖區(qū)的顯示內(nèi)容為顯示標(biāo)準(zhǔn)的顯示內(nèi)容為顯示標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間并釋放總線。若有時(shí)間并釋放總線。若有顯示命令，則逐條取出顯示命令，則逐條取出并加以分析，確定各子并加以分析，確定各子程序的入口參數(shù)，依次程序的入口參數(shù)，依次完成出屏、顯示和清屏完成出屏、顯示和清屏工作。為便于與工作。為便于與PC機(jī)聯(lián)機(jī)聯(lián)網(wǎng)，選擇標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)，選擇標(biāo)準(zhǔn)RS-232接接口口+485轉(zhuǎn)換方式。主轉(zhuǎn)換方式。主CPU中斷方式響應(yīng)通訊。中斷方式響應(yīng)通訊。 通訊中斷服務(wù)程序框圖：通訊中斷服務(wù)程序框圖：第六節(jié)第六節(jié) 大屏幕

52、大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)智能顯示屏的設(shè)計(jì)二、主機(jī)程序及計(jì)算機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)二、主機(jī)程序及計(jì)算機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)（主機(jī)程序設(shè)計(jì)）（主機(jī)程序設(shè)計(jì)）2.國(guó)標(biāo)碼與漢字點(diǎn)陣信息的交換國(guó)標(biāo)碼與漢字點(diǎn)陣信息的交換 在在windows系統(tǒng)內(nèi)存中一般以國(guó)標(biāo)碼作為漢字交換碼。系統(tǒng)內(nèi)存中一般以國(guó)標(biāo)碼作為漢字交換碼。1）國(guó)標(biāo)碼換算成標(biāo)準(zhǔn)區(qū)位碼）國(guó)標(biāo)碼換算成標(biāo)準(zhǔn)區(qū)位碼 國(guó)標(biāo)碼為兩字節(jié)國(guó)標(biāo)碼為兩字節(jié)16進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù) 最高字節(jié)減去最高字節(jié)減去32為漢字的區(qū)嗎為漢字的區(qū)嗎 低字節(jié)減去低字節(jié)減去32為漢字的位。為漢字的位。2）國(guó)標(biāo)碼換算成）國(guó)標(biāo)碼換算成GB5199B內(nèi)區(qū)位碼內(nèi)區(qū)位碼 16區(qū)以后的漢字位置為區(qū)以后的漢字位置為:

53、 (國(guó)標(biāo)碼高字節(jié)國(guó)標(biāo)碼高字節(jié)-48)94+國(guó)標(biāo)碼低字節(jié)國(guó)標(biāo)碼低字節(jié)-33; 112區(qū)的字符位置為區(qū)的字符位置為: (國(guó)標(biāo)碼高字節(jié)國(guó)標(biāo)碼高字節(jié)+86)94+國(guó)標(biāo)碼低字節(jié)國(guó)標(biāo)碼低字節(jié)-33。 其結(jié)果為其結(jié)果為13位二進(jìn)制位二進(jìn)制 AH3) 算成算成GB5199B字節(jié)地址首址字節(jié)地址首址 AH32（因?yàn)槊總€(gè)字有（因?yàn)槊總€(gè)字有32個(gè)字節(jié)）個(gè)字節(jié)）第六節(jié)第六節(jié) 大屏幕大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)智能顯示屏的設(shè)計(jì)二、主機(jī)程序及計(jì)算機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)二、主機(jī)程序及計(jì)算機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)（國(guó)標(biāo)碼與點(diǎn)陣信息的交換）（國(guó)標(biāo)碼與點(diǎn)陣信息的交換）3. 計(jì)算機(jī)控制部分的設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制部分的設(shè)計(jì) 利用一臺(tái)利用一臺(tái)PC機(jī)可控制

54、多達(dá)機(jī)可控制多達(dá)127個(gè)顯示屏，每屏又可自成系統(tǒng)并由小鍵個(gè)顯示屏，每屏又可自成系統(tǒng)并由小鍵盤(pán)來(lái)控制。盤(pán)來(lái)控制。PC機(jī)對(duì)顯示子程序起到管理和傳輸數(shù)據(jù)的作用。機(jī)對(duì)顯示子程序起到管理和傳輸數(shù)據(jù)的作用。主要功能：主要功能： 整個(gè)管理系統(tǒng)采用人機(jī)對(duì)話式多級(jí)菜單結(jié)構(gòu)；整個(gè)管理系統(tǒng)采用人機(jī)對(duì)話式多級(jí)菜單結(jié)構(gòu)； 文本信息的編輯、處理和存儲(chǔ)，漢字或字符可在漢字系統(tǒng)下以區(qū)位碼、文本信息的編輯、處理和存儲(chǔ)，漢字或字符可在漢字系統(tǒng)下以區(qū)位碼、拼音、五筆字形等方式進(jìn)行輸入；拼音、五筆字形等方式進(jìn)行輸入； 以一屏區(qū)域?yàn)閱卧獙?duì)圖像信息的編輯、處理和存儲(chǔ)，圖片制作軟件借以一屏區(qū)域?yàn)閱卧獙?duì)圖像信息的編輯、處理和存儲(chǔ)，圖片制作軟

55、件借助助Windows畫(huà)筆，畫(huà)筆，Photoshop等；等； 各種信息源進(jìn)行檢索和調(diào)用，按照用戶要求對(duì)版面和格式進(jìn)行編輯，各種信息源進(jìn)行檢索和調(diào)用，按照用戶要求對(duì)版面和格式進(jìn)行編輯，并按用戶要求來(lái)設(shè)定播出順序、時(shí)間及方式；并按用戶要求來(lái)設(shè)定播出順序、時(shí)間及方式； 以數(shù)據(jù)庫(kù)形式對(duì)所有屏進(jìn)行信息管理、存儲(chǔ)和檢索以數(shù)據(jù)庫(kù)形式對(duì)所有屏進(jìn)行信息管理、存儲(chǔ)和檢索,具有顯示預(yù)覽功能具有顯示預(yù)覽功能; 對(duì)各顯示屏工作狀態(tài)監(jiān)控和當(dāng)前進(jìn)度實(shí)時(shí)監(jiān)控對(duì)各顯示屏工作狀態(tài)監(jiān)控和當(dāng)前進(jìn)度實(shí)時(shí)監(jiān)控, 自動(dòng)時(shí)間同步自動(dòng)時(shí)間同步; 手動(dòng)手動(dòng)/自動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸，可臨時(shí)輸入所要顯示的內(nèi)容和命令自動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸，可臨時(shí)輸入所要顯示的內(nèi)容和命令

56、,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)編輯。進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)編輯。 第六節(jié)第六節(jié) 大屏幕大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)智能顯示屏的設(shè)計(jì)二、主機(jī)程序及計(jì)算機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)二、主機(jī)程序及計(jì)算機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)控制部分的設(shè)計(jì)）（計(jì)算機(jī)控制部分的設(shè)計(jì)）三、三、LED顯示屏中的一些新技術(shù)顯示屏中的一些新技術(shù)1、虛擬像素技術(shù)（又稱(chēng)、虛擬像素技術(shù)（又稱(chēng)LED復(fù)用技術(shù)或像素分解技術(shù)）復(fù)用技術(shù)或像素分解技術(shù)） 將一個(gè)像素拆分為若干彼此獨(dú)立的將一個(gè)像素拆分為若干彼此獨(dú)立的LED單元。每一單元。每一LED單元以時(shí)分復(fù)用的方式再現(xiàn)若干個(gè)相鄰像素的對(duì)應(yīng)基單元以時(shí)分復(fù)用的方式再現(xiàn)若干個(gè)相鄰像素的對(duì)應(yīng)基色信息。色信息。 以常用形式為以常用形式為2R+1G

57、+1B的四像素型動(dòng)態(tài)像素為例，將的四像素型動(dòng)態(tài)像素為例，將一個(gè)像素拆分為四個(gè)彼此獨(dú)立的一個(gè)像素拆分為四個(gè)彼此獨(dú)立的LED單元。每一單元。每一LED單元以時(shí)分復(fù)用的方式再現(xiàn)四個(gè)相鄰像素的對(duì)應(yīng)基色單元以時(shí)分復(fù)用的方式再現(xiàn)四個(gè)相鄰像素的對(duì)應(yīng)基色信息，一般情況下，各信息，一般情況下，各LED相互之間為等間距均勻分相互之間為等間距均勻分布。布。 優(yōu)點(diǎn)（以四像素型動(dòng)態(tài)像素技術(shù)為例）優(yōu)點(diǎn)（以四像素型動(dòng)態(tài)像素技術(shù)為例）:虛擬像素（物理虛擬像素（物理上不存在，但實(shí)際上可實(shí)現(xiàn)的像素）密度提高到上不存在，但實(shí)際上可實(shí)現(xiàn)的像素）密度提高到4倍；倍；有效視覺(jué)像素密度最大可提高有效視覺(jué)像素密度最大可提高4倍。倍。 不足：不足：由于采用了由于采用了LED等間距均勻分布，因此組成每一等間距均勻分布，因此組成每一個(gè)