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led顯示屏系統(tǒng)動態(tài)的研制開發(fā)
一、led顯示屏系統(tǒng)原理
1、視覺暫留效應(yīng)
視覺暫留效應(yīng)是指景物發(fā)出或反射的光，在人的視網(wǎng)膜上所形成的光像會在人的視覺中保留一段時間，即使景物從視野中消失，所成的光像也不會馬上消逝，暫留時間約為0.05s～0.2s。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)外界光源突然消失時，人眼的亮度感覺是按指數(shù)規(guī)律逐漸減少的。這樣當(dāng)一個光源反復(fù)通斷，在通斷頻率較低時，人眼可以發(fā)現(xiàn)亮度的變化；而通斷頻率增高時，眼睛就逐漸不能發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的亮度變化了。通過實(shí)驗(yàn)證明臨界閃爍頻率大約為24Hz。因此采用每秒24幅畫面的電影，在人看起來就是連續(xù)活動的圖像了。由于視覺具有暫留性，人們在高于臨界閃爍頻率的反復(fù)通斷的光線時，所得到的主觀亮度感受實(shí)際上是客觀亮度的平均值。視覺暫留效應(yīng)可以說是靜態(tài)圖像和運(yùn)動圖像顯示的視覺生理基礎(chǔ)，當(dāng)光源是以脈沖式發(fā)光時，人看上去會感覺到它是一直發(fā)光的，是平均的亮度。
2、顯示基本原理
led顯示屏系統(tǒng)是利用視覺暫留原理來實(shí)現(xiàn)字符或圖像的顯示。把64個超高亮度的led并排成一列，然后將要顯示的漢字分解為32×32的點(diǎn)陣式、圖型分解為64×64的點(diǎn)陣式，通過單片機(jī)編程把每一列的數(shù)據(jù)按順序送給led點(diǎn)陣，通過電機(jī)的高速轉(zhuǎn)動帶動led旋轉(zhuǎn)，每一圈就重新刷新要顯示的內(nèi)容，這樣由于人眼的視覺暫留效應(yīng)，使人看到的顯示內(nèi)容效果跟平面連續(xù)顯示效果一樣。
二、硬件系統(tǒng)
硬件系統(tǒng)主要有移動控制器和顯示屏兩部分組成。移動控制器主要負(fù)責(zé)接收PC機(jī)端軟件取模數(shù)據(jù)以及加入控制字符并保存，還能向顯示屏發(fā)送特定控制命令、切換顯示內(nèi)容、改變顯示效果。顯示屏主要有電機(jī)控制轉(zhuǎn)速和單片機(jī)控制led顯示屏內(nèi)容等。
1、移動控制器
移動控制器是由5部分組成：單片機(jī)AT89C55、串行口收發(fā)器、無線發(fā)送模塊、鍵盤、液晶顯示屏。
單片機(jī)選用AT89C55，內(nèi)存量較大；串行口收發(fā)器，利用成熟的串行收發(fā)芯片MAX232組成；無線發(fā)送模塊，采用RFW102芯片組，它是一種半雙工DSSS的無線收發(fā)兩用Ic，采用ASK調(diào)制方式，工作頻率是2.4GHz，功耗非常低，該芯片組是短程無線收發(fā)Ic，zui高傳輸速率為1Mb/s；鍵盤控制鍵由4個鍵組成，分別為“確定”、“退出”、“左移”、“右移”，由于鍵數(shù)較少，所以分別直接接到4個I/O口；液晶顯示屏，選用128x64的液晶模塊，可與CPU直接通訊。鍵盤和液晶組成了強(qiáng)大的遙控控制菜單。通過前面4個鍵實(shí)現(xiàn)從PC機(jī)接受數(shù)據(jù)、保存數(shù)據(jù)以及無線發(fā)送數(shù)據(jù)等強(qiáng)大功能。
2、顯示屏
顯示屏主要由單片機(jī)控制電路、一列64位超高亮度led組成的列點(diǎn)陣、電機(jī)3部分組成。
單片機(jī)控制電路主要由89S8252單片機(jī)、無線接收模塊和若干7415373鎖存器組成。利用高性價(jià)比的AT89S8252單片機(jī)作為主控制器，它自帶EEPROM，可作為顯示緩存，省去常規(guī)的擴(kuò)展外部存儲器，簡化外圍電路，兼容MCS51指令，是功能強(qiáng)大的單片機(jī)。電路設(shè)計(jì)了有線和無線兩種接收數(shù)據(jù)方式，無線方式接收數(shù)據(jù)后，把數(shù)據(jù)存儲在EEPROM中，這樣斷電后也不會丟失數(shù)據(jù)。另外在單片機(jī)的總線上擴(kuò)展了8個7415373，每個7415373控制8個led，因此單片機(jī)能靈活控制64個led的亮滅狀態(tài)。
三、軟件系統(tǒng)
1、PC機(jī)軟件
PC機(jī)軟件采用Visual Basic 6.0編程。能直接讀取字模、發(fā)送數(shù)據(jù)，界面友好，操作簡單。主要功能是實(shí)時將漢字、英文、數(shù)字以及圖型在PC機(jī)上轉(zhuǎn)換為一定規(guī)則的數(shù)據(jù)信息，并將此數(shù)據(jù)通過pc機(jī)的串行口傳送到單片機(jī)處理。
2、設(shè)計(jì)思路
軟件采用實(shí)時的方式取模：數(shù)據(jù)圖形，通過引入圖形這個中間量，使得提取字模變得靈活，無論任何字體、符號，都可以實(shí)現(xiàn)即時轉(zhuǎn)換。
3、字符取模流程
當(dāng)用戶點(diǎn)擊文本框時文本框的內(nèi)容設(shè)置為空。待輸入完畢，用戶按下取模按鈕，程序首先判斷是字符還是圖形。若確定為字符模式時，將取出的單個字符映射至圖片框。判斷當(dāng)前字符是漢字還是非漢字，是漢字則采用32x32點(diǎn)陣，是英文、數(shù)字、和符號則采用16x32點(diǎn)陣。取模部分采用交點(diǎn)取模，字符映射至圖片框后，進(jìn)行交點(diǎn)顏色判斷，黑色判為0，白色判為1，并把取模數(shù)據(jù)輸出到輸出文本框。字符功能是針對32×32點(diǎn)陣精度不夠，取宋體字時有些點(diǎn)顯示不出來而設(shè)計(jì)的，取色不僅是32×32個交點(diǎn)，而是每個交點(diǎn)以及以該交點(diǎn)為中心的一個小范圍內(nèi)的點(diǎn)取色，一旦該范圍內(nèi)的某個點(diǎn)顏色被判斷為黑色時，該交點(diǎn)處的布爾值被設(shè)置為0，黑體字將是默認(rèn)的字體。