大屏幕顯示技術(shù)56課件

1、第 四 章 數(shù)字顯示與大屏幕智能顯示技術(shù)應(yīng)用范圍： 商業(yè)廣告 新聞發(fā)布 交通運(yùn)輸 體育比賽 文化娛樂(lè) 航天及模擬 軍事演習(xí) . 以成為信息革命的重要工具。第五節(jié) 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，將光、電、聲融為一體，能顯示各種信息的大型顯示裝置。 它集光電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息處理技術(shù)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。1、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) 大屏幕智能顯示技術(shù) 一、大屏幕智能顯示屏 （概述）目前，適合制作大屏幕智能顯示

2、屏的顯示器件主要有 LED點(diǎn)陣顯示器 彩色LCD點(diǎn)陣顯示器 像元管（亦稱扁平CRT） 磁翻板 等離子體顯示器 .智能顯示屏的尺寸：精細(xì)化、規(guī)?；l(fā)展 從微型屏小型條屏面積達(dá)幾十平米甚至上千平米的巨型屏。更顯示顏色：豐富化 單色屏灰度屏三色屏全彩色屏應(yīng)用環(huán)境：廣泛化化 室內(nèi)屏、戶外屏；固定移動(dòng) ；整體拼裝積木顯示特點(diǎn)：專業(yè)化、特型化 圖文屏，動(dòng)畫屏、視頻屏、特種屏等。滿足不同用戶、不同場(chǎng)合的需求。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彩色顯示屏。技術(shù)參數(shù) 顯示單元：紅、綠、藍(lán)三色電子槍（彩色復(fù)合像元管） 屏幕尺寸：4025m2，由15萬(wàn)個(gè)彩色像素組成，

3、 最高亮度達(dá)5139cd/m2 總功耗為800kW，技術(shù)特性 使用先進(jìn)的數(shù)字視頻 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 人們?cè)?00米距離上能觀察到高清晰度的視頻畫面。第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù) 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8部分： 輸入設(shè)備(電視機(jī)/錄像機(jī)/攝像機(jī)等) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(數(shù)據(jù)選擇器與控制器) 彩色解碼器 電光、光電轉(zhuǎn)換器 A/D轉(zhuǎn)換器 彩色顯示屏 幀存儲(chǔ)器 電源此外還有：同步分離器信號(hào)分離器電視伴音立體聲廣播文字編輯畫面編輯輸入裝置等等第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù) 一、大屏幕智能顯示屏（概述）2、LED顯示屏

4、 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)境適應(yīng)能力強(qiáng)等。發(fā) 展歷程：LED顯示屏的發(fā)展可分為以下幾個(gè)階段： 19901995，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。19951999，出現(xiàn)64級(jí)、256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LED顯示屏提升到了一個(gè)新的臺(tái)階 從1999年開始，全彩色顯示屏被廣泛應(yīng)用，大量進(jìn)入體育場(chǎng)館、會(huì)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。我國(guó)現(xiàn)狀：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)技術(shù)，在嵌入式真彩色LED顯示屏的

5、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：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： “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) “鏈條顯示器”技術(shù)：可繞柱、彎曲或下垂等，最小彎曲直徑為10公分。第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù) 一、大屏幕智能顯示屏（LED顯示屏）2008年，北京奧運(yùn)會(huì)開幕式上展示出由高亮度LED構(gòu)成的147m27m“畫卷”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)圖，約使用4.5萬(wàn)顆LED；第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù) 一

6、、大屏幕智能顯示屏（LED顯示屏）3、LED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： 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、PH8、PH16、PH20、PH26第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù) 一、大屏幕智能顯示屏（LED顯示屏規(guī)格表示方法）4、LED顯示屏規(guī)格的計(jì)算

7、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GRB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 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*

8、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) 大屏幕智能顯示技術(shù) 一、大屏幕智能顯示屏（LED顯示屏規(guī)格計(jì)算方法）5、LED顯示屏一般要求 1)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；（2） 普通視頻顯示：320240 點(diǎn)陣；（3） 數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)DVD 顯示：640480 點(diǎn)陣；（4） 完整計(jì)算機(jī)視頻：800600 點(diǎn)陣；2)一般 環(huán)境亮度對(duì)于LED顯示屏亮度要求（1） 室內(nèi)：800CD/M2（2） 半室內(nèi)：2000CD/M2（3） 戶外（坐南朝北）：4000CD/M2（坐北朝南）：8000CD/M23) 最佳視覺(jué)距離 根據(jù)人眼的特性，顯示密度在不同

9、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800（1/點(diǎn)陣密度(1/2)） 如PH16點(diǎn)陣屏，顯示密度為3096點(diǎn)數(shù)/平方米，最佳視覺(jué)距離14M第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù) 一、大屏幕智能顯示屏（ LED顯示屏一般要求）6、在設(shè)計(jì)智能顯示屏?xí)r，應(yīng)考慮下述五條原則：第一，實(shí)用性：較高的性價(jià)比，顯示功能強(qiáng)，效果佳?？煽啃愿撸杀颈M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、防蚊蟲等措

10、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)題；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。第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù) 一、大屏幕智能顯示屏（LED顯示屏設(shè)計(jì)原則）二、掃描方式與顯示方式的設(shè)計(jì)1. 掃描方式 A：LED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 1、發(fā)光響應(yīng)極快 2、幾乎沒(méi)有余輝 所以發(fā)光強(qiáng)度取決于 1、發(fā)光強(qiáng)度P 2、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1秒鐘內(nèi)每個(gè)光點(diǎn)至少應(yīng)被掃描50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。 逐點(diǎn)掃描一般只

11、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) 域進(jìn)行，以保障足夠的掃描頻率和占空比。第五節(jié) 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）2. 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)成清屏方式與顯示方式各16種（二者可任意組合，總共可獲得162256種顯示方式。第五節(jié) 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）三、灰度屏、彩色屏及真彩色視頻屏1. 灰度屏 具有亮度等級(jí)的單色LED顯示屏稱作灰度屏，與“黑白”顯示屏相比，富有層次感、更逼真。 實(shí)現(xiàn)方法： 采用脈沖疊加法控制像素的亮暗占空比。 舉例：形成256級(jí)灰度

12、 場(chǎng)頻提高到256倍，每256場(chǎng)掃完一整屏。 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)； 反之，256次掃描均為滅，則為最低亮度等級(jí)。 依次類推，可形成256級(jí)灰度。 顯然，灰度屏的掃描內(nèi)存也應(yīng)擴(kuò)大到“黑白”顯示屏的256倍。第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù) 三、灰度屏、彩色屏及真彩色視頻屏（灰度屏）2. 彩色屏彩色屏是在三色屏的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。三色屏：又稱雙基色屏 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。 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； 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。彩色屏：雙基色灰度屏（偽彩色） 例如欲

13、形成64種色彩 須紅色、綠色各具有8級(jí)灰度 搭配后能形成8864種顏色 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) 場(chǎng)頻提高到三色屏的16倍第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù) 三、灰度屏、彩色屏及真彩色視頻屏（彩色屏）3. 真彩色視頻屏真彩色屏：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。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種信息，還可顯示二維、三維動(dòng)畫、錄像、電視、VCD節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。 硬件電路一般采用CPLD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R

14、S-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。 第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù) 三、灰度屏、彩色屏及真彩色視頻屏（真彩色視頻屏）四、漢字點(diǎn)陣芯片 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)建漢字字庫(kù)，以便傳輸、存儲(chǔ)。 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。典型產(chǎn)品 GB5199A、 GB5199B（1516，2MB） GB5007（2424，4MB） GB48（4848，2MB）等 均屬于CMOS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 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

15、各種漢字信息處理系統(tǒng)中的漢卡 、 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。第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù) 四、漢字點(diǎn)陣芯片（簡(jiǎn)介）GB5199B- 字模點(diǎn)陣存儲(chǔ)型代表A：芯片功能 GB5199B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29個(gè)、半角拼音符32個(gè)、半角字4個(gè)、半角控制符35個(gè)、全角(n碼94個(gè)和42個(gè)漢字。B:引腳功能 A0-A16為地址輸入；Oo-O15為數(shù)據(jù)輸出 /CE為片選信號(hào)輸入，低電平有效 /OE為輸出允許，低電平有效C：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

16、引腳 字方式時(shí)O15/A-1為數(shù)據(jù)字最高位 字節(jié)方時(shí)O15/A-1為最低有效地址位。第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù) 四、漢字點(diǎn)陣芯片（GB5199B）D: 字模排列 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，即排列順序?yàn)?6區(qū)、17區(qū)、87區(qū)、l區(qū)、2區(qū)、”一12區(qū)。 每區(qū)94個(gè)漢字位置，而每個(gè)漢字或字符占用連續(xù)32個(gè)單元字節(jié)，其存放次序如圖。這樣可簡(jiǎn)化漢字代碼與其點(diǎn)陣數(shù)據(jù)在ROM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)現(xiàn)。 16區(qū)87區(qū)漢字尋址: (區(qū)號(hào)一6)x94+位一1x32(首址) 112區(qū)字符尋址: (區(qū)號(hào)+

17、36)x94+位一lx32(首址)第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù) 四、漢字點(diǎn)陣芯片（GB5199B）2、GB48漢字點(diǎn)陣芯片 無(wú)損壓縮存儲(chǔ)型代表 目前國(guó)內(nèi)集成度最高的8Mb漢字點(diǎn)陣芯片， 包含GB48A-1、GB48A-2、GB48A-3三種型號(hào)， 采用無(wú)失真漢字壓縮/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3、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)自行開發(fā)定制各種字體、字型和格式的廉價(jià)漢字庫(kù)芯片。 如： 27020（2Mb）、 27040（4Mb）、27080（8Mb）等 芯片 UCDOS 下 HZK16 的文件是1616 的國(guó)標(biāo)漢字點(diǎn)陣文件 HZK24S（ 242

18、4點(diǎn)陣 宋體） HZK24K（ 2424點(diǎn)陣楷體） HZK24H（ 2424點(diǎn)陣黑體） 第五節(jié) 大屏幕智能顯示技術(shù) 四、漢字點(diǎn)陣芯片（GB48及自制字庫(kù)芯片） 以ZX1型大屏幕LED智能顯示系統(tǒng)（單色圖文條屏）為例，對(duì)LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹理解。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)； 支持計(jì)算機(jī)組網(wǎng)， 一臺(tái)PC機(jī)可控制127個(gè)條屏； 每屏可顯示10個(gè)1516點(diǎn)陣的國(guó)標(biāo)漢字或者40個(gè)57點(diǎn)陣的字符； 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。 每次可顯示任意組合編輯的1280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16種 顯示效果有鏤空、閃爍、

19、正常3種， 組合顯示12288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。第六節(jié) 大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì) 主機(jī)電路框圖如圖，采用MCS51單片機(jī)、雙CPU共享RAM的設(shè)計(jì)方案。 主機(jī)電路主要包括: 主控制電路(CPU1、漢卡等) 共享RAM 顯示控制電路（CPU2） 列驅(qū)動(dòng)及顯示電路 開關(guān)電源采用雙CPU結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn):（1）大大減輕主CPU的負(fù)擔(dān);（2）合理地分配RAM資源;（3）提高顯示電路的掃描速率。第六節(jié) 大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（總體框圖）1. 主控電路 主控制器簡(jiǎn)稱主CPU，采用8031單片機(jī)，記作CPU1。其完成主要

20、功能如下： 1）與上位機(jī)通訊 2）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， 控制顯示方式 4）對(duì)顯示緩沖進(jìn)行數(shù)據(jù)更新 5）兩級(jí)監(jiān)控（看門狗）第六節(jié) 大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（主控電路）1）上位機(jī)通訊A：通信接口采用標(biāo)準(zhǔn)RS232C接口設(shè)計(jì)，與PC進(jìn)行通訊。RS232C標(biāo)準(zhǔn)采用負(fù)邏輯（EIA電平） 低電平在-5-15V之間(通常用-12V表示)為邏輯“1”； 高電平在5V15V之間(通常用12V表示)為邏輯“0”電平轉(zhuǎn)換 51單片機(jī)串口是TTL電平標(biāo)準(zhǔn)，正邏輯，須轉(zhuǎn)換成RS-232C標(biāo)準(zhǔn)。 RS232C接口中的RXD、TXD，電平轉(zhuǎn)換后與8031的TXD、RXD連接電

21、路設(shè)計(jì) 采用MAX232設(shè)計(jì) 單+5V供電 內(nèi)建EIA電平電壓發(fā)生器 第六節(jié) 大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（主控電路）B：通信格式 采用8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)/命令幀。地址幀：?jiǎn)巫止?jié)，最高位為1，低七位為地址。 顯示屏有自己的地址號(hào)（7位），接收到相符的地址幀， 應(yīng)答并準(zhǔn)備開始接受數(shù)據(jù)/命令。 地址0為公用地址，各顯示屏接收后均不回應(yīng)，但均開始準(zhǔn)備接受數(shù)據(jù)/命令。 顯示屏地址號(hào)范圍為01H7FH 對(duì)應(yīng)1-127， 因此通訊總線上最多可管理127臺(tái)顯示屏。數(shù)據(jù)/命令幀：多字節(jié)，每字節(jié)最高位為0，低七位為數(shù)據(jù)/命令 以ASCLL碼方式傳輸，有效地址顯示屏應(yīng)答

22、以校驗(yàn)數(shù)據(jù) 正確性。 每幀以$表示結(jié)束 如：#S01H16011602.$ #S01H表示開始以區(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：#S02P00010203.$ #S02P表示開始以圖形方式傳輸?shù)诙M顯示內(nèi)容，后面為點(diǎn)陣數(shù)據(jù)， 再如：#S02T00010203$ #S02T表示開始顯示方式，后面數(shù)據(jù)表示第一條顯示第二組內(nèi)容，出屏方式為03，顯示方式為04、清屏方式為05，$表示結(jié)束第六節(jié) 大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（主控電路）（2）顯示內(nèi)容存儲(chǔ)與漢卡操作 A:數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 系統(tǒng)擴(kuò)展一片隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM62256（32K）作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理。圖形信息和漢字點(diǎn)陣信

23、息，均存入存儲(chǔ)器。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)陣信息。B:漢卡 系統(tǒng)采用GB5199B作為漢字庫(kù)芯片，采用字節(jié)方式讀取。5199B需要18根地址線，所以擴(kuò)展一片可編程并行接口芯片8155。8155有三個(gè)可編程IO口，均編程為輸出方式，可提供22條輸出。具體電路如圖。第六節(jié) 大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（主控電路）(3)看門狗電路為提高系統(tǒng)的可靠性，利用軟件和硬件組成兩級(jí)“看門狗”（watch-dog）?？撮T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。A:硬件看門狗上電復(fù)位(由CD4060組成) CD4060為14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)/分頻/振

24、蕩器。 CPU1每隔時(shí)間t1，由P3.5輸出一正脈沖，經(jīng) R3與C2微分電路將CD4060復(fù)位一次。Q14始終為低。 一旦由某種原因?qū)е翪PU1失控，CD4060因不能及時(shí)被復(fù)位，就經(jīng)過(guò)t2時(shí)間（t2t1）從Q14端輸出高電平，把 CPU1“拉回”到正常運(yùn)行狀態(tài)；第六節(jié) 大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（主控電路）(3)看門狗電路 為提高系統(tǒng)的可靠性，利用軟件和硬件組成兩級(jí)“看門狗”(watch-dog)。看門狗具有監(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。A:硬件看門狗上電復(fù)位(由CD4060組成) CD4060為14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)/分頻/振蕩器。 CPU1每隔時(shí)

25、間t1，由P3.5輸出一正脈沖，經(jīng) R3與C2微分電路將CD4060復(fù)位一次。Q14始終為低。 一旦由某種原因?qū)е翪PU1失控，CD4060因不能及時(shí)被復(fù)位，就經(jīng)過(guò)t2時(shí)間（t2t1）從Q14端輸出高電平，把 CPU1“拉回”到正常運(yùn)行狀態(tài)；振蕩頻率：f1/(2(0.405R+0.693R2)C) R=R1/R2=56.5Kf44KHz 周期t0.022ms溢出周期為： t2=t214=0.22ms*16384=0.36S 復(fù)位高電平期 t2h=t2/2=0.18S第六節(jié) 大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（主控電路）B:軟件看門狗電路 電路如圖所示，利用可編程并行接口芯片8155內(nèi)

26、部的14位-1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1（連續(xù)方波輸出模式），TOUT引腳周期性輸出反轉(zhuǎn)， 8155Tout輸出接至8031的INT0引腳，設(shè)定8031外部中斷0為下降沿觸發(fā)方式，CPU1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。 8155計(jì)數(shù)時(shí)鐘TIN由單片機(jī)ALE信號(hào)接入 ALE頻率為51單片機(jī)工作頻率Fosc/6(有丟失情況)當(dāng)單片機(jī)采用12M晶體時(shí) ALE輸出頻率為2M 周期為0.5us 中斷周期（max）=0.5us214=8.192ms第六節(jié) 大屏幕LED

27、智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（主控電路）（4）共享式顯示緩沖區(qū)電路 CPU1與顯示控制器CPU2共享一片RAM（6264）。分時(shí)對(duì)RAM進(jìn)行操作。當(dāng)CPU1經(jīng)過(guò)聯(lián)絡(luò)線Ll通知CPU2時(shí)，CPU2放棄對(duì)共享RAM的操作并通過(guò)聯(lián)絡(luò)線L2應(yīng)答CPU1，反之由CPU2接管RAM。電路如圖，采用總線隔離切換方式分配共享RAM的使用權(quán)。若采用雙端口RAM，還可進(jìn)一步簡(jiǎn)化。第六節(jié) 大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（主控電路）2. 顯示控制電路 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。CPU2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)，經(jīng)串行口，以同步移位寄存

28、器工作方式，送至74LS164轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)經(jīng)MC1413驅(qū)動(dòng)輸出。行掃描數(shù)據(jù)則從P1口輸出，經(jīng)CD4514譯碼后產(chǎn)生16路行選通輸出信號(hào)，再經(jīng)過(guò)NPN達(dá)林頓功率管BD682驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣顯示器的行選通端。1）點(diǎn)陣模塊為行共陽(yáng)型2）16行掃完為一幀3）每幀結(jié)束檢查控制權(quán)4）釋放控制權(quán)時(shí)關(guān)顯示5）主CPU請(qǐng)求控制權(quán) 兩幀時(shí)間無(wú)應(yīng)答，視 為失控，復(fù)位。6）兩CPU用一套復(fù)位。7）P1.5作用是上電關(guān)顯第六節(jié) 大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（顯示控制電路）3. 小鍵盤控制電路小鍵盤主要功能：以串行通信方式與顯示屏聯(lián)系,通過(guò)鍵盤輸入/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)

29、鐘等。小鍵盤可代替PC機(jī)操作,由小鍵盤輸入的信息可存入E2ROM2816中，供隨時(shí)調(diào)用或進(jìn)行修改、組合。電路結(jié)構(gòu)：主要包括 44鍵盤 7位LED顯示器 CPU3（8031） EPROM（2816） 通訊接口電路 段碼鎖存器（74LS374） 位驅(qū)動(dòng)電路（MC1413) 操作提示音電路（蜂鳴器） 等.第六節(jié) 大屏幕LED智能顯示屏的設(shè)計(jì)一、主機(jī)電路設(shè)計(jì)（小鍵盤控制電路）二、主機(jī)程序及計(jì)算機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)1. 主機(jī)程序設(shè)計(jì) 上電后首先進(jìn)行初始化，將串行口、定時(shí)器、中斷方式、優(yōu)先級(jí)等均置于初始狀態(tài)，管理共享RAM總線使顯示屏消隱；然后初始化顯示緩沖區(qū)的顯示內(nèi)容為顯示標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間并釋放總線。若有顯示命令，

30、則逐條取出并加以分析，確定各子程序的入口參數(shù)，依次完成出屏、顯示和清屏工作。為便于與PC機(jī)聯(lián)網(wǎng)，選擇標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口+485轉(zhuǎn)換方式。主CPU中斷方式響應(yīng)通訊。 通訊中斷服務(wù)程序框圖：第六節(jié) 大屏幕LED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)（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 在windows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)碼為兩字節(jié)16進(jìn)制數(shù) 最高字節(jié)減去32為漢字的區(qū)嗎 低字節(jié)減去32為漢字的位。2）國(guó)標(biāo)碼換算成GB5199B內(nèi)區(qū)位碼 16區(qū)以后的漢字位置為: (國(guó)標(biāo)碼高字節(jié)-48)94+國(guó)標(biāo)碼低字節(jié)-33; 112區(qū)的字符

31、位置為: (國(guó)標(biāo)碼高字節(jié)+86)94+國(guó)標(biāo)碼低字節(jié)-33。 其結(jié)果為13位二進(jìn)制 AH3) 算成GB5199B字節(jié)地址首址 AH32（因?yàn)槊總€(gè)字有32個(gè)字節(jié)）第六節(jié) 大屏幕LED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)（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) 利用一臺(tái)PC機(jī)可控制多達(dá)127個(gè)顯示屏，每屏又可自成系統(tǒng)并由小鍵盤來(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。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)； 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； 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

32、作軟件借助Windows畫筆，Photoshop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，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,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, 自動(dòng)時(shí)間同步; 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,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)編輯。 第六節(jié) 大屏幕LED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)（計(jì)算機(jī)控制部分的設(shè)計(jì)）三、LED顯示屏中的一些新技術(shù)1、虛擬像素技術(shù)（又稱LED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LED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)基色信息。 以常用形式為2R+1G+1B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LED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)基色信息，一般情況下，各LED相互之間為等間距均勻分布。 優(yōu)點(diǎn)（以四像素型動(dòng)