实际生活中也有相当一部分的LED点阵广告屏采用动态扫描的方式来进行显示,利用了人眼存在视觉暂留现象的特点。查阅相关资料可以发现,只要在帧速率达到高于24帧/秒的要求的情况下,将连续的几帧或者几十帧画面高速的循环显示,人眼观察到的就是一个相对静止,且完整的的画面。而本次设计若要实现滚动的效果,则可以在编写程序时加入延时子程序,那么在实际的显示效果中就会给人展示出一个字渐渐出现的效果。这种动态扫描的显示方式非常有效的减少了发光单元的信号线数量,在与LED显示有关的一些技术中得到了广泛使用。

接下来举8×8 LED点阵模块的例子,来说明该模块的使用方法以及控制过程,其他模块的使用方法及控制过程可以进行类比得到。在图2。1中,红色水平线Y0、Y1……Y7称之为行线,接的是模块内发光二极管的阳极,当每一行8个LED的阳极都接在本行的行线上时,我们称之为共阳极,同时相邻两行线之间是绝缘的。同样,蓝色竖直线X0、X1……X7称之为列线,接模块内部每列8个LED的阴极时,我们称之为共阴极,同样相邻两列线之间绝缘。

在上述结构下的模块中,在某行线上如果加的是高电平,则用“1”表示,在某列线上若加的是低电平,则用“0”来表示,此时,如有电流流过行线和列线相交处的LED灯,它就会被点亮。譬如,Y7为1,X0为0,则右下角的LED点亮。再例如Y0为1,X0到X7均为0,则最上面一行8个LED全部点亮。论文网

现通过下图描述以动态扫描的方式来显示英文字母“B”的过程。其过程如图2。2

图2。2  用动态扫描显示字符“B”的过程

2。3 LED常见的控制方式

目前比较常用的数据传输方式是并行传输方式,经由锁存器可以将总线上的列数据锁存显示,为了节约成本,本设计采用的是八位锁存器74LS138,每个8位锁存器的片选信号由译码器提供。此种传输方式的优点是对单片机(MCU)的通信速度要求较低,并且传输速度快。但同样这种方案也有其显著的缺点,这种方案在面对我们想扩展显示单元的数目时,显的不太方便。例如,每增加一个16×16点阵显示模块,就需要在之前设计的电路结构上增加两根地址线,为此通常要留有充足的地址线冗余量。除此之外,由于每个显示单元的PCB安放位置不同,则排线结构也不同,使得厂家进行量产难度更大。此外,并行传输的方案通常需要的芯片数较多,因此市面上已经出现了使用CPLD,FPGA等高密度PLD来替代传统锁存器的方案。综上可得,并行传输方式适用于显示单元数目确定的场合,因此对于本设计,选择这种方式还是比较适用的。

另外,由于各种户内外广告屏显示内容越来越趋于多媒体化,对控制模块运算能力以及传输速度的要求也越来越高。因此控制器的种类以及功能也在不断发展,以满足工业使用的需求。从最初的51系列单片机,到PIC单片机,再到FPGA(现场可编程门阵列),以及现在的ARM处理器。LED广告屏档次不同,适用的控制器自然也就不尽相同。

本次设计的LED广告牌控制系统仍然以传统8051系列单片机为控制器。因受到单片机自身通信速率以及运算速度的限制,LED屏幕动态显示的刷新率有一定上限,刷新率不可能做得太高,对显示效果以及显示内容移动的处理也比较勉强,在实际显示时,闪烁感会比较的明显。但是如果显示内容比较复杂时,就需要扩展单片机的资源,导致硬件成本上升。综上可得,8051单片机控制的条屏适用的场合都限于显示内容比较简单,显示内容更改频率不高的的场所。

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