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1、摘要LED电子显示屏是一种显示文字、图像、二维或三维动画等信号的理想的公众信息显示媒体。它实时、动态的以不同的方式显示文字,图片,动画及视频等各种综合信息。不同规格的电子显示屏遍布于我们日常生活中的各个领域,如银行,医院,公交,机场,车站,码头,公路等。在信息传播与监控调度领域得到了广泛的应用。 LED电子显示屏内嵌控制管理芯片。由此控制管理芯片控制显示屏所显示的综合信息内容及显示方式。本文论述了LED显示屏的结构、特点、LED串行接口的工作原理、散热等内容展开的设计，控制系统采用RS232总线与上位机通信，通信距离约100米，以及LED散热的解决方法。关键词：LED；显示屏；散热；串行通信A
2、bstractLED electronic display is a display text, images, two-dimensional or three-dimensional animation and other public information signal is the ideal display media. It is real-time, dynamic display text in different ways, pictures, animation and video, and other comprehensive information. Across
3、different specifications of the electronic display in our daily life in various fields, such as banks, hospitals, public transportation, airports, railway stations, docks, roads. Scheduling in the field of information dissemination and monitoring has been widely used. LED electronic display embedded
4、 control ICs. Control and management chip to control this display shows the comprehensive information content and display.This article discusses the structure of LED display screen, features, LED serial interface works, heat, etc. to start the design, control system and PC with RS23 bus communicatio
5、n, communication distance is about 100 meters, and LED thermal solution.Keywords: LED; display; heat; serial communication目录第1章概述21.1 LED发展史21.2 国内外LED产业发展状况31.3 LED基础知识31.4 LED的综合优势61.5 LED显示屏技术参数71.6 本章小结10第2章串行接口112.1 串行通信的工作原理112.2 RS-232C串行通信简介122.3 RS-232C引脚及使用142.4 MAX-232介绍15第3章LED图文显示屏173.1
6、 LED图文显示屏特点173.2 图文显示屏的基本结构173.3 图文显示屏的硬件设计203.4 本章小结28第4章LED散热解决方案294.1 LED铝基板设计选择294.2 LED散热参考设计方法294.3 LED散热设计的目的304.4 本章小结31结论32参考文献34致谢35 第1章概述1.1 LED显示屏的研究背景及意义在当今现代信息化社会的高速发展过程中，大屏幕显示已经从公共信息展示等商业应用向消费类多媒体应用渗透。随着宽带网络的发展，数字化的多媒体内容将在信息世界中占据主流，新型的大屏幕显示设备将代替传统电视机成为人们享受信息和多媒体内容的中心。与传统的显示设备相比，这种未来的巨
7、大需求让大屏幕显示技术成为众人目光的焦点：(1) LED显示屏色彩丰富，显示方式变化多样(图形、文字、三维、二维动画、电视画面等)、亮度高、寿命长，是信息传播设施划时代的产品。(2) LED显示屏是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的高技术产品，可用来显示文字、计算机屏幕同步的图形。它以其超大画面、超强视觉、灵活多变的显示方式等独居一格的优势，是目前国际上使用广泛的显示系统。(3) LED显示屏应用广泛，金融证券、银行利率、商业广告、文化娱乐等方面，有巨大的社会效益和丰厚的经济效益。在其历史的演变过程中，出现了多种信息传播媒体：但就其性能看：如阴级管(crt)或石英管(d
8、v)大型电视，成本非常昂贵，在不需要超大画面且在室内使用时效果尚可；彩色液晶显示同样成本昂贵、电路复杂，面积有限，受视频角的影响非常大，可视角度很小；影象投影设备亮度小、清晰度差(画面受光不均匀)；电视墙表面有分割线，视觉上有异物感，室外应用时亮度效果差。而LED显示屏以其受空间限制较小，并可以根据用户要求设计屏的大小，具有全彩色效果，视角大，可以用于显示文字、图案、图象、动画、视频、录象信号等各种信息的特点得到了突飞猛进的发展。 LED显示屏的发展主要经历了三个阶段：1、1990年以前LED显示屏的成长时期。一方面，受LED材料器件的限制，LED显示屏的应用领域没有广泛开展;另一方面，显示屏
9、控制技术基本上是通讯控制方式，客观上影响了显示效果。这一时期的LED显示屏在国外应用较广，国内很少，产品以红、绿双基色为主，控制方式为通讯控制，灰度等级为单点4级调灰，成本较高。2、1990-1995年，这一段是LED显示屏迅速发展的时期。进入九十年代，全球信息产业高速增长，信息技术各个领域不断突破，LED显示屏在LED材料和控制技术方面也不断出现新的成果。蓝色LED晶片研制成功，全彩色LED显示屏进入市场;电子计算机及微电子领域的技术发展，在显示屏控制技术领域出现了视频控制技术，显示屏灰度等级实现16级灰度和64级灰度调灰，显示屏的动态显示效果大大提高，产品应用领域涉及金融证券、体育、机场、
10、铁路、车站、公路交通、商业广告、邮电电信等诸多领域，特别是1993年证券股票业的发展更引发了LED显示屏市场的大幅增长。LED显示屏在平板显示领域的主流产品局面基本形成，LED显示屏产业成为新兴的高科技产业。3、 1995年以来，LED显示屏的发展进入一个总体稳步提高产业格局调整完善的时期。进入新世纪，光电子产业得到广泛的重视，中国加入WTO、北京申奥成功等，成为LED显示屏产业发展的契机，LED显示屏必将得到飞跃发展51.3 LED基础知识LED 是取自 Light Emitting Diode 三个字的缩写，中文译为“发光二极管”，顾名思义发光二极管是一种可以将电能转化为光能的电子器件具有
11、二极管的特性。目前不同的发光二极管可以发出从红外到蓝间不同波长的光线，目前发出紫色乃至紫外光的发光二极管也已经诞生。除此之外还有在蓝光 LED 上涂上荧光粉，将蓝光转化成白光的白光LED。制造LED的材料不同，可以产生具有不同能量的光子，借此可以控制LED所发出光的波长，也就是光谱或颜色。历史上第一个LED所使用的材料是砷(As)化镓(Ga) ,其正向PN结压降(VF，可以理解为点亮或工作电压)为1.424V，发出的光线为红外光谱。另一种常用的LED材料为磷(P)化镓(Ga)，其正向PN结压降为2.261V，发出的光线为绿光。基于这两种材料，早期 LED工业运用GaAs1-xPx材枓结构，理论
12、上可以生产从红外光一直到绿光范围内任何波长的LED，下标X代表磷元素取代砷元素的百分比。一般通过PN结压降可以确定LED的波长颜色。其中典型的有GaAs0.6P0.4 的红光 LED，GaAs0.35P0.65 的橙光LED，GaAs0.14P0.86 的黃光 LED等。由于制造采用了鎵、砷、磷三种元素，所以俗称这些LED为三元素发光管。而GaN（氮化镓）的蓝光 LED 、GaP 的绿光 LED和GaAs红外光LED，被称为二元素发光管。而目前最新的工艺是用混合铝(Al)、钙(Ca) 、铟(In)和氮(N)四种元素的AlGaInN 的四元素材料制造的四元素LED，可以涵盖所有可见光以及部份紫外
13、光的光谱范围。发光强度：发光强度的衡量单位有照度单位（勒克司Lux）、光通量单位（流明Lumen）、发光强度单位（烛光Candle power） 1CD（烛光）指完全辐射的物体，在白金凝固点温度下，每六十分之一平方厘米面积的发光强度。（以前指直径为2.2厘米，质量为75.5克的鲸油烛，每小时燃烧7.78克，火焰高度为4.5厘米，沿水平方向的发光强度） 1L（流明）指1 CD烛光照射在距离为1厘米，面积为1平方厘米的平面上的光通量。1Lux（勒克司）指1L的光通量均匀地分布在1平方米面积上的照度。一般主动发光体采用发光强度单位烛光CD，如白炽灯、LED等；反射或穿透型的物体采用光通量单位流明L，
14、如LCD投影机等；而照度单位勒克司Lux，一般用于摄影等领域。三种衡量单位在数值上是等效的，但需要从不同的角度去理解。比如：如果说一部LCD投影机的亮度（光通量）为1600流明，其投影到全反射屏幕的尺寸为60英寸（1平方米），则其照度为1600勒克司，假设其出光口距光源1厘米，出光口面积为1平方厘米，则出光口的发光强度为1600CD。而真正的LCD投影机由于光传播的损耗、反射或透光膜的损耗和光线分布不均匀，亮度将大打折扣，一般有50的效率就很好了。实际使用中，光强计算常常采用比较容易测绘的数据单位或变向使用。对于LED显示屏这种主动发光体一般采用CD平方米作为发光强度单位，并配合观察角度为辅助
15、参数，其等效于屏体表面的照度单位勒克司；将此数值与屏体有效显示面积相乘，得到整个屏体的在最佳视角上的发光强度，假设屏体中每个像素的发光强度在相应空间内恒定，则此数值可被认为也是整个屏体的光通量。一般室外LED显示屏须达到4000CD平方米以上的亮度才可在日光下有比较理想的显示效果。普通室内LED，最大亮度在7002000 CD平方米左右。单个LED的发光强度以CD为单位，同时配有视角参数，发光强度与LED的色彩没有关系。单管的发光强度从几个mCD到五千mCD不等。LED生产厂商所给出的发光强度指LED在20mA电流下点亮，最佳视角上及中心位置上发光强度最大的点。封装LED时顶部透镜的形状和LE
16、D芯片距顶部透镜的位置决定了LED视角和光强分布。一般来说相同的LED视角越大，最大发光强度越小，但在整个立体半球面上累计的光通量不变。当多个LED较紧密规则排放，其发光球面相互叠加，导致整个发光平面发光强度分布比较均匀。在计算显示屏发光强度时，需根据LED视角和LED的排放密度，将厂商提供的最大点发光强度值乘以3090不等，作为单管平均发光强度。一般LED的发光寿命很长，生产厂家一般都标明为100,000小时以上，实际还应注意LED的亮度衰减周期，如大部分用于汽车尾灯的UR红管点亮十几至几十小时后，亮度就只有原来的一半了。亮度衰减周期与LED生产的材料工艺有很大关系，一般在经济条件许可的情况
17、下应选用亮度衰减较缓慢的四元素LED。配色、白平衡：白色是红绿蓝三色按亮度比例混合而成，当光线中绿色的亮度为69%，红色的亮度为21，蓝色的亮度为10时，混色后人眼感觉到的是纯白色。但LED红绿蓝三色的色品坐标因工艺过程等原因无法达到全色谱的效果，而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光，称为配色。当为全彩色LED显示屏进行配色前，为了达到最佳亮度和最低的成本，应尽量选择三原色发光强度成大致为3:6:1比例的LED器件组成像素。白平衡要求三种原色在相同的调灰值下合成的仍旧为纯正的白色。原色、基色：原色指能合成各种颜色的基本颜色。色光中的原色为红、绿、蓝，下图为光谱表，表中的三个顶点为理想的原
18、色波长。如果原色有偏差，则可合成颜色的区域会减小，光谱表中的三角形会缩小，从视觉角度来看，色彩不仅会有偏差，丰富程度减少。LED发出的红、绿、蓝光线根据其不同波长特性和大致分为紫红、纯红、橙红、橙、橙黄、黄、黄绿、纯绿、翠绿、蓝绿、纯蓝、蓝紫等，橙红、黄绿、蓝紫色较纯红、纯绿、纯蓝价格上便宜很多。三个原色中绿色最为重要，因为绿色占据了白色中69的亮度，且处于色彩横向排列表的中心。因此在权衡颜色的纯度和价格两者之间的关系时，绿色是着重考虑的对象。LED显示屏可依据下列条件分类：(1)使用环境LED显示屏按使用环境分为室内LED显示屏和室外LED显示屏。(2)显示颜色LED显示屏按显示颜色分为单基
19、色LED显示屏（含伪彩色LED显示屏），双基色LED显示屏和全彩色（三基色）LED显示屏。按灰度级又可分为16、32、64、128、256级灰度LED显示屏等。(3)显示性能 LED显示屏按显示性能分为文本LED显示屏、图文LED显示屏，计算机视频LED显示屏，电视视频LED显示屏和行情LED显示屏等。行情LED显示屏一般包括证券、利率、期货等用途的LED显示屏。(4)基本发光点非行情类LED显示屏中，室内LED显示屏按采用的LED单点直径可分为3mm、375mm、5mm、8mm、和10mm等显示屏；室外LED显示屏按象素间距可分为P16mm、P20mm和P22mm等LED显示屏。行情类LED
20、显示屏中按采用的数码管尺寸可分(0.8inch)、2.5cm(1.0inch)、3.0cm(1.2inch)、4.6cmm(1.8inch)、5.8cm(2.3inch)、7.6cm(3inch)等LED显示屏。1.4 LED的综合优势(1) LED在景观照明中的优势LED光源除了无汞、节能、节材、对环境无电磁干扰、无有害射线五项优点之外，在照明领域中，特别是在景观照明中，还有很多优势。如：低压供电无高压环节，为了绝缘的开销要小得多，可靠性高；附件简单无启动器、镇流器或超高压变压器；结构简单具有固体光源的最大优点，不充气，无玻璃外壳，无气体密封问题；耐冲击可控性好响应时间快（微秒数量级），可反
21、复频繁亮灭，基本无惰性，不会疲倦；色彩丰富三基色加数码技术，可演变任意色彩；轻质结构节材，节约费用，对灯具强度和刚度要求很低；体积小巧大的LED灯具可看成由LED细胞组成，最小的LED仅为平方毫米数量级或更小；柔性化好LED光源的精巧，使LED能适应各种几何尺寸和不同空间大小的装饰照明要求，诸如：点、线、面、球、异形式，乃至任意艺术造型的灯光雕塑。（2）LED景观装饰灯具研发的特点 由于LED具有上述一系列优势，LED在景观灯具的研发方面主要有以下几个方向：常规景观灯具的升级 常规景观灯具如：园林灯，步道灯，地埋灯，小型射灯，草坪灯，快车道分道地灯，壁灯等。光源采用LED，并结合变幻控制，可升
22、级对景观的烘托，使其更具艺术品位。非标异形景观灯具的开发 在景观照明中，灯具安装要保护景观和环境，防止灯具有碍观瞻，要做到白天美化，夜幕下艺术亮化。这就需要灯具的结构与安装因景制宜，因建筑特色制宜，很多标准灯具是满足不了以上要求的。LED灯具设计的柔性化，特别适合因景制宜的非标灯具设计，使景观照明与景观协调，达到美化环境的新水平。艺术化景观灯具开发 灯具本身就是一种造型艺术，而LED光源将更能使景观灯具的艺术创意达到更高境界。1.5 LED显示屏技术参数表2-1 P16室外全彩显示屏技术参数表v 发光二极管： 项目生产厂家纯红LED美国AXT纯绿LED美国CREE纯蓝LED美国CREEv 像素
23、矩阵块：项 目参 数像素组成2纯红1纯绿1纯蓝物理像素间距16mmv 模组：项 目参 数模组像素矩阵32点32点v 整屏技术参数：项 目参 数物理显示密度3906像素/M2 视角水平：120，垂直：45视距20300m显示模式VGA同步显示驱动方式恒流驱动亮度调节64级手动自动显示颜色16777216种刷新频率1050HZ/秒（PAL/NTSC） 控制距离120米（再远可采用光纤传输）像素点误差1mm电源保护具有超温、过流、过压等技术工作电源AC4654HZ，220V15%，380V10%（三相五线制），分级上电表2-2 P20室外全彩显示屏技术参数表v 发光二极管： 项目生产厂家纯红LED美
24、国AXT纯绿LED美国CREE纯蓝LED美国CREEv 像素矩阵块：项 目参 数像素组成2纯红1纯绿1纯蓝物理像素间距16mmv 模组：项 目参 数模组像素矩阵32点32点箱体材料钢质v 整屏技术参数：项 目参 数整屏面积物理显示密度2500像素/M2 视角水平：120，垂直：45视距20300m显示模式VGA同步显示驱动方式恒流驱动刷新方式静态锁存亮度调节64级手动自动控制距离10万小时工作环境温度-25+60工作电源AC4654HZ，220V15%，380V10%（三相五线制），分级上电表2-3 5室内双基色显示屏技术参数表管芯： 项目生产厂家红LED台湾光磊绿LED台湾光磊像素矩阵块：项
25、 目参 数像素组成1纯红1黄绿物理像素间距7.62mm模组（单元板）：项 目参 数模组像素矩阵64点32点整屏技术参数：项 目参 数物理显示密度17200像素/M2 视角水平：120，垂直：65视距5100m显示模式VGA同步显示驱动方式恒流驱动刷新方式静态锁存亮度调节128级手动自动灰度等级及非线性纠偏灰度等级：256级，红、绿灰度非线性纠偏后各8bit，纠偏编码各16bit校正系数无级可调，可实现通信线路工作状态的检测和回报。刷新频率1050HZ/秒（PAL/NTSC） 控制距离10万小时工作环境温度-50+60工作电源AC4654HZ，220V15%，380V10%（三相五线制），分级上
26、电表2-4 3.75室内双基色显示屏技术参数表管芯： 项目生产厂家红LED台湾光磊绿LED台湾光磊像素矩阵块：项 目参 数像素组成1纯红1黄绿物理像素间距4.8mm模组（单元板）：项 目参 数模组像素矩阵64点32点整屏技术参数：项 目参 数物理显示密度44100像素/M2 亮度3700cd/ M2视角水平：120，垂直：65视距5100m显示模式VGA同步显示驱动方式恒流驱动刷新方式静态锁存亮度调节128级手动自动显示颜色65536种换帧频率60帧/秒控制距离300米（再远可用光纤传输）像素点误差0.5mm整屏最大、平均功耗0.40KW/ m2、0.28KW/ m2电源保护具有超温、过流、过
27、压等技术抗震能力8级工作电源AC4654HZ，220V15%，380V10%（三相五线制），分级上电1.6 本章小结本章是对LED显示屏在国内外的发展状况以及发展史进行一个简要的介绍。主要介绍了LED各方面所占的优势，和几种常见显示屏的技术参数。第2章串行接口2.1 串行通信的工作原理在各种单片机应用系统的设计中，如智能仪器仪表、各类手持设备、GPS接收器等，都会遇到怎样与PC机进行通讯的问题。微机的主板通过并行口和串行口等与外设交换数据，并行口主要进行短距离的数据传送，传送速率较快，通常用作打印机的输出。而长距离的数据传送只能采用串行口，串行口只需一根数据线进行数据传送，传送距离较长，投资较
28、少，但传送速率较低。因此，在数据量不大、传输要求不高的情况下，一般都采用串行通讯方式，即通过与PC机配置的RS-232标准串行接口COMl, COM2等相连接来实现应用系统与PC机之间的数据交换。为了能使微机与单片机之间能通信，必须遵守相同的通信协议。由于单片机的串行口以TTL电平进行输入输出，而微机的RS-232接口则采用+12V和的-12V电平方式，与PC机RS-232标准串行接口的电气规范不一致，因此要实现单片机与PC机之间的数据通读，必须进行电平转换。一般常用的平转换器件有MC1488, MC1489及MAX232等，但MC1488, MC1489需要+-12V电源，这对于不具备+-1
29、2V电源的单片机系统是非常不便的，而双路RS-232收发器MAX232就是基于这一功能开发的新型器件4。2.2 RS-232C串行通信简介串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种。但都是在RS-232标准的基础上经过改进而形成的。RS-232C标准是美国EIA(电子工业联合会)与BELL等公司一起开发的1969年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在020000b/s范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。RS-232C标准(协议)
30、的全称是EIA-RS-232C标准，其中EIA（Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS（recommeded standard)代表推荐标准，232是标识号，C代表RS-232的最新一次修改(1969在这之前，有RS232B ，RS232A)。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。RS-232C规定标准接口有25条线，4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线，常用的只有9根，它们是： （1）联络控制信号线：数据装置准备好(Data set ready-DSR)有效时(ON)状态，表明MODEM处于可以使用的状态。
31、数据终端准备好(Data set ready-DTR)有效时(ON)状态，表明数据终端可以使用。这两个信号有时连到电源上，一上电就立即有效。这两个设备状态信号有效，只表示设备本身可用，并不说明通信链路可以开始进行通信了，能否开始进行通信要由下面的控制信号决定。请求发送(Request to send-RTS)用来表示DTE请求DCE发送数据，即当终端要发送数据时，使该信号有效(ON状态)，向MODEM请求发送。它用来控制MODEM是否要进入发送状态。允许发送(Clear to send-CTS)用来表示DCE准备好接收DTE发来的数据，是对请求发送信号RTS的响应信号。当MODEM已准备好接收
32、终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始沿发送数据线TXD发送数据。这对RTS/CTS请求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中作发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中，因配置双向通道，故不需要RTS/CTS联络信号，使其变高。接收线信号检出(Received Line detection-RLSD)用来表示DCE已接通通信链路，告知DTE准备接收数据。当本地的MODEM收到由通信链路另一端(远地)的MODEM送来的载波信号时，使RLSD信号有效，通知终端准备接收，并且由MODEM将接收下来的载波信号解调成数字两数据后，沿接收
33、数据线RXD送到终端。此线也叫做数据载波检出(Data Carrier dectection-DCD)线。振铃指示(Ringing-RI)当MODEM收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效(ON状态)，通知终端，已被呼叫。 （2）数据发送与接收线：发送数据(Transmitted data-TXD)通过TXD终端将串行数据发送到MODEM，(DTE DCE)。接收数据(Received data-RXD)通过RXD线终端接收从MODEM发来的串行数据，（ DCEDTE）。 （3）地线有两根线SG，PG信号地和保护地信号线，无方向。2.3 RS-232C引脚及使用从机械特性而言，RS-23
34、2C包括标准的25针及简化的9针引脚排列。实际上，RS-232C的25条引脚中有许多是很少使用的，要完成最基本的串行通信功能，只需要RXD , TXD和GND即可。表1为常用的9针接口各引脚的信号功能。 引脚信号信号源类型描述1DCDDCE控制载波信号检测2RXDDCE数据数据接收3TXDDTE数据数据接收4DTRDTE控制数据终端准备好5GND信号地6DSRDCE控制数据设置准备好7RTSDTE控制请求发送8CTSDCE控制清除发送9RIDCE控制振铃指示表1从电气特性而言，RS-232总线的逻辑电平与TTL电平完全不兼容，因此必须进行电平转换。目前常使用的电平转换电路为MAX232。2.4
35、 MAX-232介绍MAX232是双路驱动/接收器，内部包括电容型的电压生成器，可以将单5V电源转换成符合EIA/TIA-232-E的电压等级。接收器将EIA/TIA-232-E标准的输入电平转换成SVTTL/CMOS电平。接收器的典型临界值是1.3V，典型磁滞是0.5 V，可以接收+-30V的输入信号。驱动器(发送器)将TTL/CMOS输入电平转换成EIA/TIA-232-E电平。图2.4为其管脚分布图。其特性如下6。 图3-1 MAX232管脚图 (1)单5V电源 (2) LinBiCMOS工艺 (3)两个驱动器和两个接收器 (4)+-30V的输入电平 (5)低工作电流：8mA典型值 (6
36、)满足和超过ANSI EIA/TIA-232-E和ITU推荐标准V.28其工艺技术如下： (1)两个驱动器及两个接收器 (2)+-30V输入电平 (3)低电源电流：典型值是8mA (4)符合甚至优于ANSI标准EIA/TIA-232-E及ITU推荐标准V. 28 (5)可与Maxim公司的MAX232互换 (6)ESD保护大于MIL-STD-883(方法3015)标准的2000V注意事项： (1)工作温度(自然通风)范围内的极限参数(除非另有说明) (2)输入电源电压范围，Vcc -0. 3V至6V (3)正输出电源电压范围，VS+ Vcc-0. 3V至15V (4)负输出电源电压范围，VS-
37、 -0. 3V至-15V (5)输入电压范围，VI：驱动器 -0. 3v至Vcc + 0. 3V (6)接收器 +-30V (7)输出电压范围，V0：T10UT, T20UT VS- -0. 3V至VS+O. 3V (8) RlOUT，R20UT -0. 3V至Vcc +O. 3V (9)短路持续时间：T10UT, T20UT未限制 (10)工作温度(自然通风)范围，TA：MAX232 0至70 (11)MAX232I -40至85 (12)存储温度范围，Tstg -65至150 (13)引线温度，离外壳1.6mm(1/16英寸)，10秒260 强度超出所列的极限参数可能导致器件的永久性损坏。
38、这些仅仅是极限参数，并不意味着在极限参数条件下或在任何其它超出推荐工作条件所示参数的情况下器件能有效地工作。延长在极限参数条件下的工作时间会影响器件的可靠性7。2.5 本章小结本章主要介绍串行通信的工作原理、RS-232C引脚得的使用方法和MAX-232的一些简单的介绍。第3章LED图文显示屏3.1 LED图文显示屏特点一般把显示图形或文字的LED显示屏称为图文屏。图形：指由单一亮度线条组成的任意图形，以便于不同亮度点阵组成的图像相区别。图文屏的主要特征是只控制LED点阵中各发光器的通断（发光或熄灭），而不控制LED的发光强弱。LED器件的颜色可以是单色的、双色的，个别情况下可以是多色的。LE
39、D图文显示屏的外观可以做成条形叫做条形显示屏（简称条屏），不论显示图形还是文字，都是控制与组成这些图形或文字的各个所在位置相对应的LED器件发光。通常先把图形文字转化为点阵图形，在以一定的格式转成显示数据。图文显示屏的颜色有单色、双色和多色图文，其中最常用的是单色显示屏。为了增强显示效果，可以有多重显示模式，最简单的显示模式是静态显示，它是指显示的图文效果是静止不动的。在静止显示模式下可以用扫描驱动方式。与静态显示模式相对应，就有各种动态显示模式，他们显示的图形都是能够动的。产生不同显示模式的方法主要是随时间的变化不断控释刷新显示数据，这些可以通过一定的算法从原来的显示数据直接生成，例如按顺序
40、调整信号，可以是显示图形上下平移；同理按顺序调整行号，可以使图形左右平移；如果算法太过于复杂，也可以考虑预先生成刷新数据存储备用，刷新的时间控释，要考虑运动图文的显示效果，刷新太慢，动感不显著；刷新太快，中间过程看不清，一般刷新周期可控制在几毫秒到几十毫秒范围之内。3.2 图文显示屏的基本结构图文显示屏可以分成屏体和控制器两大部分。屏体的主要部分是显示点阵，行列驱动电路等，显示点阵采用8*8单色或双色显示单元（图3.1和3.2）拼接而成。例如32*128的条屏就需要64快8*8显示单元按4*16块组成。虽然驱动电路和部分其他电路也装在屏体上，但是其作用我们还是结合控制电路一起分析。从显示文字角
41、度来看，屏的一行可以短到只显示几个字，长到几十个字。期间的发光强度可根据需要选择普通型、高亮度型或超高亮度型。图3.1 单色LED点阵显示单元单色LED显示单元一般为红色、橙色。显示颜色比较单一，常用于单色条屏中。 图3.2 双色LED点阵显示单元图文屏的电路结构如图3.3所示。一块由m行n列组成的M*n图文显示屏，其LED发光器件相当多，不宜使用静态显示驱动电路。扫描驱动电路一般采用多行（在1/16扫描方式下，就是16行）的同名列共用一套列驱动器。行驱动器一行的行线连接到电源的一端。列驱动器连接到电源的另一端。当行驱动器选中第i行，列驱动选中第j列时，对应的LED器件列驱动器的数据要求进行显
42、示。控制电路有序地选通各行，再选通每一行之前要把该行各列的数据准备好。一旦该行选通，这一行的LED发光器件就可以根据列数据进行显示。这时时序控制电路，可以由布线逻辑完成。考虑到显示数据的存储和设计的灵活性及通用性，一般采用单片机（及部分接口电路）实现。简单的显示模式和显示数据可以由下位机自身产生和存储，复杂的多变的显示数据或显示模式可由上位机产生后下载给下位机。图3.3 显示屏电路框图由于图文显示屏的显示数据只有通断信息，而不包括灰度信息因此数据量不大。加之显示内容的更新速度也比较慢，远比不上电视信号的变化速度。所以，上下位机之间的数据传送采用串行异步通信方式。串行通信接口电平可根据需要选择R
43、S232、RS485标准。3.3 图文显示屏的硬件设计由于图文屏的控制电路采用单片机方案，控制电路的实现应在硬件和软件两方面进行。单片机及相应软件，主要负责存储（或生成）显示数据、安排控制信号的定时与顺序、上位机进行通信等。但是单片机的接口数量少，驱动能力不强，必须扩展一定的硬件电路，才能满足显示屏的需要。硬件电路大体上可以分为微机本身的硬件、显示驱动电路、控制信号电路三部分。3.3.1 微机硬件电路上位机采用普通pc机。下位机由8031单片机担任。一片2764EPROM作为它的程序和固化显示数据的存储器，一片6264RAM作为上位机接收来的数据的随机存储器。EPROM的地址从0000H开始，
44、RAM地址从8000H开始。一片74LS373（或74LS245）锁存由8031数据/地址口P0发出的低8bit地址，该地址信息由单片机的ALE信号打入。8031的接口P2为高地址输出口。P2的最高位A15为0时选通EPROM，为1时选通RAM。RXD和TXD端为8031的串行通信输入输出口，通过mc1488和MC1489变为EIA电平与上位机相连。8031的通用I/O口P1作为显示数据和二进制行号的公用输出口。两种数据的输出，在时间上是错开的。P1的低4位为二进制行号数据，P1的全部8位是列显示数据。为了能同时使用这两种信号，需要外加锁存器。8031控制口P3的INT0、INT1、T0、T1
45、各位，均作为通用输出口使用，而不再起中断申请和定时的作用。INT0输出信号作为列驱动电路的输出锁存器的打入信号使用。INT1作为控制电路并/串变换器的并联输入数据的打入脉冲使用。T0输出信号控制显示屏上、下部分（每部分16行）的选通。T1信号是控制一侧的并/串变换和驱动电路一侧的串/并变换的移位脉冲。单片机的时钟频率为11.0592MHZ,相应的机器周期约为90.42ns。3.3.2 显示驱动电路采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，每行的同名列共用一个列驱动器。由行译码器给出的行选通信号，从第一行开始，按顺序依次对各行进行扫描（把该行与电源的一段接通）。另一方面，根据各列所存的数据，确定相应的列驱动器是否将该列与电源的一端接通。接通的列，就在该行该列点亮相应的LED；未接通的列所对应的LED不亮。当一行的扫描持续时间结束后，下一行又以同
