《毕业设计（论文）基于8051的字幕机的显示与应用.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）基于8051的字幕机的显示与应用.doc（39页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、摘 要LED显示屏作为一种新兴的显示媒体，随着大规模集成电路和计算机技术的高速发展，得到了飞速发展，它与传统的显示媒体相比较，以其亮度高、动态影像显示效果好、故障低、能耗少、使用寿命长、显示内容多样、显示方式丰富、性能价格比高等优势，作为新一代的显示媒体，已广泛应用于各行各业。特别是灰度显示屏以其现代化的姿态用于企事业单位形象宣传和公共场所信息显示，已成为无可替代的显示媒体。本文采用单片机来控制整个LED点阵电路。需要显示的汉字较多时，直接将字库部分单独设置在整个电路的控制电路部分，掌握点阵汉字库的编码和从标准字库中提取汉字编码的方法。这样整个单片机系统的汉字编码就变得简单化。根据设计的总体要
2、求，给出了该单片机点阵显示的硬件电路和软件程序，同时给出了单片机型号的选择、硬件设计、软件流程图。 关键词 LED点阵；点阵显示；16X16点阵；单片机 AbstractThe LED display screen has been one kind of display medium new and developing , has been developed at full speed with the fact that the large-scale integrated circuit and the computer art high speed develop,it compa
3、res with the tradition display medium, the portrait demonstrates effect well, the malfunction is low, energy consumption is few, life time is elde, display content is various, the display way enriches, function price is compared to advanced advantage with whose brightness height, development,be then
4、ew generation display medium , apply to all professions and trades already broadly. Gradation demonstrates a screen especially being used to anxiously expect the institution image propagating sum a public place Visualization with the attitude that the person modernizes , already becomes the display
5、medium having no but replacing.The main body of a book is adopt to control the entire LED lattice circuit coming monolithic machine. Need the Chinese character showing thecharacter warehouse part to be set up comparatively directly alone for a long time, in entire circuital control circuit part, met
6、hod knowing lattice Chinese character warehouse code well and abstracting encode Chinese characters for computerss from the standard in character warehouse. Such entire monolithic machine system encode Chinese characters for computers becomesright away oversimplifying. According to the general requi
7、rement designingthat, have given the hardware owing a monolithic machine lattice display out circuit and the software program, choice , hardware design , software flow chart having given a monolithic machine out a type at the same time.Key word LED lattice The lattice is demonstrated 16 X16 lattices
8、 Monolithic machine目 录摘要IAbstrat第1章 绪论11.1 设计的目的、意义和背景11.2 研究的方案21.3 设计要求和完成的功能31.4 本章小结3第2章 字幕机的硬件设计与实现42.1 单片机的发展概况及其特点42.2 AT89C51单片机简介42.2.1 基本特性42.2.2 引脚功能62.2.3 控制引脚72.2.4 I/O口引脚82.2.5 MCS-51增加的引脚功能82.2.6 实际电路中的复位电路92.3 LED显示屏产业在我国的发展及现状102.3.1 LED显示屏在我国的发展经历了以下阶段102.4 8X8点阵的介绍112.5 LED显示屏的应用领
9、域132.6 对我国LED 显示屏产业发展的几点认识142.7 字幕机的原理152.7.1 系统的硬件电路152.7.2 汉字的显示原理172.8 本章小结18第3 章 字幕机的软件设计与实现193.1 软件设计193.1.1 编程思路193.2 程序中延时的计算193.3 程序流程图203.4 程序的编写203.5 汉字取码软件的原理223.6 本章小结23第4 章 字幕机系统设计的调试244.1 单片机应用系统的调试工具244.1.1 单片机开发系统244.1.2 万用表244.2 系统调试的一般过程244.2.1 硬件调试254.2.2 软件调试254.2.3 程序编译254.2.4 程
10、序调试254.2.5 综合调试254.2.6 上电调试264.3 本章小结26结论27致谢28参考文献29附录130附录231第1章 绪论1.1 设计的目的、意义和背景进入信息化时代，我们充分领略和感受着信息技术的发展所带来的各种便利。信息显示技术的发展，形成了CRT、LCD、PDP、LED、EL、DLP等系列的信息显示产品，这些产品的广泛应用，使我们对信息的利用更加直接，也使得现代社会更加丰富多彩，信息时代的美好感受从看得见开始。被誉为“照亮未来的技术”的LED（Light-Emitting-Diode-发光二极管），渐渐走近了我们的日常生活，并将推动显示器领域发生一次革命性巨变。LED显示
11、器技术的发展速度超出了专家的预测，作为一个新兴产业，10年内，LED显示器有望达到30亿美元的产值。液晶显示器也将和CRT显示器一样，退出主流舞台！随着计算机网络技术的发展,LED 显示屏在网络环境下的使用情况越来越多,在多媒体、多种显示设备组成的信息显示系统中,采用智能化网络控制,联网控制多屏技术也在实际中得到应用。信息化社会的形成，信息领域愈加广泛，LED显示屏的应用前景更为广阔。预计大型或超大型LED显示屏的主流产品局面将会发生改变，适合于服务行业特点和专业性要求的小型LED显示屏会有较大提高，面向信息服务领域的LED显示屏产品门类和品种体系将更加丰富，部分潜在的市场需求和应用领域将会有
12、所突破，如公共交通、停车场、餐饮、医院等综合服务方面的信息显示屏需求量将有更大的提高，大批量、小型化的标准系列LED显示屏在LED显示屏市场总量中将会占有多数份额。LED 显示屏从八十年代后期在全球迅速兴起,在短短的十几年中,技术、产业都取得了长足的进步,已发展成为重要的现代信息发布媒体手段,在证券交易、金融、交通、体育、广告等领域得到广泛应用,随着社会信息化的进程,LED 显示屏在信息显示领域的应用愈加广阔。目前，世界上对省能源、轻量化、小型化、高可信度的产品需求极为迫切，而LED完全符合这些条件。LED属于全固体冷光源，更小、更轻、更坚固，工作电压仅有两伏特，使用寿命长达十多年。按照通常的
13、光效定义，LED的发光效率并不高，但由于LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，效率可达80-90%。在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中，越来越多的场所需要用点阵图形显示器显示汉字。汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵（如1616点阵），将点阵文件存入ROM，形成新的汉字编码；而在使用时则需要先根据新的汉字编码组成语句，再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。对于不同的应用环境和应用要求，可以有各种各样的应用方式。常用的应用有群显示应用、红外遥控式应用、无线遥控式应用。采用本文的单片机控制设计方案，对以上各种应用都可以方便简单而且很有效地进行控制、设计。1.2 研究的方案LED
14、在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED与LCD的功耗比大约为10:1，而且更高的刷新速率使得LED在视频方面有更好的性能表现，能提供宽达160的视角，可以显示各种文字、数字、彩色图像及动画信息，也可以播放电视、录像、VCD、DVD等彩色视频信号，多幅显示屏还可以进行联网播出。有机LED显示屏的单个元素反应速度是LCD液晶屏的1000倍，在强光下也可以照看不误，并且适应零下40度的低温。利用LED技术，可以制造出比LCD更薄、更亮、更清晰的显示器，拥有广泛的应用前景。由于采用能够发光的有机材料，有机LED发光不需要背光，比液晶显示器造价更低，耗电量更少。可以相信，LED技术成
15、熟之日，即是液晶显示屏退出市场“主角”之始。未来二三年，采用LED显示屏的公共环境将成为主流。LED与其它的三种显示器相比也具有很多的优势。见表1-1表1-1 四种主要显示器性能比较类型显示容量对比度彩色化灰度亮度功耗画面大小数字化寿命成本LED二极管很大很好很好很好很好小很大很好很长很低VFD荧光不大好不好不好好小大好一般很低PDP等离子很大好很好好较好小大很好一般较高CRT电子束）大很好很好很好一般较小小不好一般较高所以，基于“单片机的字模机的设计与应用”用点阵来显示是最佳的方案。1.3 设计要求和完成的功能1根据需要输入不同的汉字，实现字模功能，通过改动程序还可以显示比赛的比分。2 每次
16、显示字数四个，显示字数总数20个。1.4 本章小结本章主要介绍在信息化时代，LED在人们的日常生活中给人们带来的方便。在市场中与CRT、LCD、PDP、EL、DLP等相比存在的优势。以及未来的发展方向和所应用的场合。在LED与其它显示器的比较中，在应用环境和应用要求、成本、寿命、功耗、亮度、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。所以，最后确定的方案是用LED显示来实现字幕机的功能。第2章 字模机的硬件设计与实现2.1 单片机的发展概况及其特点单片机自20世纪70年代问世以来，以极其高的性价比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高
17、，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。广大工程技术人员通过学习有关单片机的知识后，也能依靠自己的力量来开发所希望的单片机系统，并可获得较高的经济效益。正因为如此，在我国，单片机已被广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪表、家用电器等各个方面。22 AT89C51单片机简介AT89C51是美国ATMEL公司生产的AT89系列单片机中的一种，它与MCS51系列的许多机种都具有兼容性，并具有广泛的代表性。2.2.1 基本特性 与MCS-51单片机兼容,含80C51内核。片内有4KB在系列中可重新编程的FLASH程序存储器，可擦写字1000次以上。 全静态逻辑，工作频率范围：024MHZ
18、。 三级程序存储器加密。 128字节片内RAM。 32个可编程IO端子。 提供待机和掉电两种省电工作方式。 两个16位定时计数器。 有5个中断矢量，允许6个中断源。 一个全双工串行口。 具有与工业标准80C51一致的指令集和引脚布置（如图2-1、2-2）。 图2-1 AT89C51实物图 图2-2 管脚功能图AT89C51是一种低功耗高性能CMOS 8位单片微机，它除了具有与MCS51完全兼容的若干特性外，最为突出的优点就是片内集成4KB字节FLASHPEROM（Programmable Erasable Readolny Memory），可用来存放应用程序，这个FLASH程序存储器允许用一般
19、的编程器线编程外，还允许在应用系统中实现在线编程。AT89C51的另一个特点是工作速度更高，晶振频率可高达24MHz，一个机器周期仅有500nS，比MCS51快了一倍。图1-1是AT89C51的引脚图。AT89C51除40脚双列直插工塑料装品种外，还提供多种封装形式的产品。图2-3是AT89C51的结构图 图2-3 89C51的内部结构图2.2.2 引脚功能40只引脚按其功能来分，可分为三个部分：* 电源及时钟引脚：Vcc，Vss；XTAL1，XTAL2。* 控制引脚：PSEN、ALE、EA、RESET（即RST）。* I/O口引脚：P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O口的外部引脚。1.电
20、源引脚。电源引脚接入单片机的工作电源。Vcc(40脚)：接+5V电源；Vss(20脚)：接地。2.时钟引脚XTAL1、XTAL2。 时钟引脚外接晶体与片内的反相放大器构成了一个振荡器，它提供单片机的时钟控制信号。时钟引脚也可外接晶体振荡器。 XTAL1（19脚）：接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端。这个放大器构成了片内振荡器。当采用外接晶体振荡器时，此引脚应接地。 XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端，在单片机内部接至内部反相放大器的输出端。若采用外部振荡器时，该引脚接收振荡器的信号，即把此信号直接接到内部时钟发生器的输入端。2.2.3 控制引脚 此类引脚提供控
21、制信号，有的还具有复用功能。 RST/VPD（9脚）：当振荡器运行时，在此引脚外加上两个机器周期的高电平将使单片机复位（RST）。推荐此引脚与Vss引脚之间连接一个约8.2K的下拉电阻，与引脚之间连接一个约10F的电容，以保证可靠的复位。在单片机正常工作时，此脚应为0.5V低电平。掉电期间，此引脚可接上备用电源（VPD），以保持内部RAM的数据，当Vcc下降到低于规定的值，而VPD在其规定的电压范围内（5+0.5V）时，VPD就向内部RAM提供备用电源。 ALE/PROG（30脚）：当访问单片机外部存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲的负跳沿用于16位地址的低8位的锁存信号。即使不访问外部
22、锁存器，ALE端仍有正脉冲信号输出，此频率约为时钟振荡器频率的1/6。但是，每当访问外部数据存储器时（即从程序存储器取来MOVX类指令），在两个机器周期中ALE只出现一次，即丢失一个ALE脉冲。因此，严格来说，用户不能用ALE做时钟源或定时。ALE端可以驱动（吸收或输出电流）8个TTL负载。在EPROM编程期间，此引脚用来输入编程脉冲（PROG）。 PSEN（29脚）：此脚的输出是单片机访问外部程序存储器的读选通信号。在由外部程序存储器取指令（或常数）期间，每个机器周期PSEN两次有效。但在此期间，每当访问外部数据存储器时（即从程序存储器取来的指令是MOVX类指令），这两次有效的PSEN信号将
23、不出现。PSEN可以驱动（吸收或输出电流）8个LSTTL负载。 EA/VPP（31脚）：但EA端保持高电平时，单片机访问内部程序存储器，但在PC（程序计数器）值超过0FFFH时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。当EA保持低电平时，则只访问外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。在EPROM编程期间，此引脚施加编程电压为+12V或+5V。2.2.4 I/O口引脚 P0口：双向8位三态I/O口，此口为地址总线（低8位）及数据总线分时复用口，可带8个LSTTL负载。 P1口：8位准双向I/O口，可带4个LSTTL负载。 P2口：8位准双向I/O口，与地址总线（高8位）复用，可带4个LSTTL
24、负载。 P3口：8位准双向I/O口，双功能复用口。 P1口、P2口、P3口、各I/O口线片内均有固定的上拉电阻，故称为准双向I/O口。P0口线内无固定上拉电阻，有两个MOS管串接，即可开漏输出，又可处于高阻的“浮空”状态，故称为双向三态I/O口。2.2.5 MCS-51增加的引脚功能 AT89C51引脚布置和定义与MCS51完全兼容，但由于它具有片内FLASH程序存储器，一些引脚在编程时能提供专门的用途。 1. P0口在时接受程序代码，校验量输出程序代码。校验时要求将P0口由外部电路上拉（尽管所有的IO端口都有内置上拉电路）。 2. P1口在编程期间则内部多中开关切换到地址总线，接受编程器送来
25、的低8位地址信息。 3. P2口编程期间接受器送来的高4位地址信息，同时，P2口的另两个引脚（P2.6，P2.7）还接受编程与校验的有关控制信息。 4. P3口除具有与MCS51相同的双功能外，在编程与校验期间，P3.6和P3.7两条入口线还接受有关的控制信息。 5. ALE/PROG端除输出地址锁存允许（ALE）脉冲外，再编程期间还作为编程脉冲输入端，参与控制对Flash 存储器的读、写、加密、擦除操作。一般情况下，ALE端输出频率为fosc/6的脉冲，可作为一个要求并不很严格的时钟源去控制其它芯片或设备。该（ALE）脉冲串仅在每次外部数据存储器存取周期有一个ALE周期被跳过。如果需要，AT
26、89C51的ALE脉冲输出被禁止，只要对特殊功能寄存器区域8EH单元的bit0写入1就禁止了ALE，这时，仅当单片机处于MOVX或MOVC指令周期时ALE才有效，否则该引脚呈现弱上拉逻辑状态。如果AT89C51构成的系统使用外部程序存储器，即处于外部程序执行模式，对8EH的bit0置1将是无效的，不会对系统的正常工作产生影响。 6. EAVpp端在寻址片内4KB Flash程序存储器（000HFFFH）时，必须连到Vcc；如果将此端连到GND端，将迫使单片机寻址外部0000H0FFFH范围的程序存储器。如果加密位被编程了,AT89C51的CPU将对EA的状态进行采样并锁存，EA的状态不得与实际
27、使用的内部或外部程序存储器状态发生矛盾。对那些需要12V编程电压的器件，这个端子还接受12V编程使能电压（Vpp）。2.2.6 实际电路中的复位电路 复位输入引脚RST（即RESET）为单片机提供了初始化的手段。有了它可以使程序从指定处开始执行，即从程序存储器中的0000H地址单元开始执行程序。在单片机的时钟电路工作后，只要在RST引脚上出现10mS以上的高电平时，单片机内部则初始复位。只要RST保持高电平，则单片机循环复位。只有当RST由高电平变低电平以后，单片机才从0000H地址开始执行程序。 单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。见单片机复位电路结构图。图2-4 复位电路结构图复位引脚
28、RST通过一个斯密特触发器用来抑制噪声，它的输出在每个机器周期的S5P2，由复位电路采样一次。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。工作原理为：上电瞬间，RC电路充电，RST引脚端出现正脉冲，只要RST端保持10ms以上高电平，就能使单片机有效地复位。当时钟频率选用12MHz时，C取22F，R取1K。除了上电复位外，有时还需要人工按钮复位。图2-4为上电与按钮复位电路。当时钟频率选用12MHz时，C取22F，Rs约为200，Rk约为1K。2.3 LED显示屏产业在我国的发展及现状我国LED显示屏产业在规模发展的同时，产品技术推陈出新，一直保持此较先进的水平。90年代初即具备了成熟的1
29、6级灰度256色视频控制技术及无线遥控等国际先进水平技术，近年在全彩色LED显示屏、256级灰度视频控制技术、集群无线控制、多级群控技术等方面均有国内先进、达到国际水平的技术和产品出现；LED显示屏控制专用大规模集成电路也已由国内企业开发生产并得到应用。LED显示屏产业培养形成了一批LED显示屏科技队伍，LED显示屏产业正成为我国电子信息产业的重要组成部分，也是平板显示领域唯一立足国内形成的民族高科技产业。经过几年的发展，我国LED显示屏产业发展目前已初具规模，基本形成了一批具有一定规模的骨干企业。目前国内主要LED制造厂商主要集中在华东、华北、华南区域，大型制造商的市场范围几乎覆盖整个国内市
30、场。国内LED厂商数量也在逐年增加，目前比较上规模的（年产值在300万元以上）估计有150余家，其中年产值上千万的有20余家。而且由于国产LED显示屏的性价比比较高，市场占有率近100%，国外同类产品基本没有市场。2.3.1 LED显示屏在我国的发展经历了以下阶段(1) 1990年以前是LED显示屏的成长形成时期。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展开，另一方面，显示屏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，产品的成本比较高。(2) 199
31、01995年，这一阶段是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。这一阶段，LED显示屏在我国发展速度非常迅速，从初期的几家企业、年产值几千万元发展到几十家企业、年产值几亿元，产品应用领域涉及金融证券、体育、机场、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
32、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2000年，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。在LED显示屏产业内部竞争加剧，形成了许多中小企业，产品价格大幅回落，同时，产品的应用领域更为广阔，产品在质量、标准化等方面出现了一系列新的问题，有关部门对LED显示屏的发展予以重视并进行了适当的规范和引导。(4) 进入新世纪，光电子产业得到广泛的重视，一些具有实力和影响的企业把LED显示屏作为经营战略发展的重要内容，涉足LED显示屏产业，中国加入WTO、北京申奥成功等，成
33、为LED显示屏产业发展的契机，预计在近两年内，我国的LED显示屏产业将会有较大的调整和发展。2.4 8X8点阵的介绍点阵显示模块WTD3088的（红色）列输入线接至内部LED的阴极端，行输入线接至内部LED的阳极端（若阳极端输入为高电平，阴极端输入低电平，则该LED点亮）。LED的实物图、引脚图、等效电路图以及组合成16X16的等效电路图等如下所示： 图2-5 8X8点阵实物图 图 2-6 8X8点阵行和列引脚分布 图2-7 8X8点阵共阴极等效电路 图2-8 四块8X8点阵的组合成16X16点阵的等效电路2.5 LED显示屏的应用领域LED显示屏的应用范围越来越广，已涉及到社会经济的许多领域
34、，主要包括：（1）证券交易、金融信息显示。这一领域的LED显示屏占到了前几年国内LED显示屏需求量的50%以上，目前仍为LED显示屏的主要需求行业。上海证券交易所、深圳证券交易所及全国上万家证券、金融营业机构广泛使用了LED显示屏。 （2）机场航班动态信息显示。民航机场建设对信息显示的要求非常明确，LED显示屏是航班信息显示系统FIDS（Flight information Display system）的首选产品，首都机场、上海浦东国际机场、海口美兰机场、珠海机场、厦门高崎机场、深圳黄田机场、广州白云机场及全国数十家新建和改扩建机场都选用了国产的LED显示屏产品。 （3）港口、车站旅客引导信
35、息显示。以LED显示屏为主体的信息系统和广播系统、列车到发揭示系统、票务信息系统等共同构成客运枢纽的自动化系统，北京站、北京西站、南昌站、大连港等国内重要火车站和港口都安装了国内厂家提供的产品和系统。 （4）体育场馆信息显示。LED显示屏已取代了传统的灯泡及CRT显示屏，四十三届世乒赛主场地天津体育中心首次采用了国产全彩色视频LED显示屏，受到普遍好评，上海体育中心、大连体育场等许多国内重要体育场馆相继采用了LED显示屏作为信息显示的主要手段。 （5）道路交通信息显示。智能交通系统（ITS）的兴起，在城市交通、高速公路等领域，LED显示屏作为可变情报板、限速标志等，替代国外同类产品，得到普遍采
36、用。 （6）调度指挥中心信息显示。电力调度、车辆动态跟踪、车辆调度管理等，也在逐步采用高密度的LED显示屏。 （7）邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。遍布全国的服务领域均有国产LED显示屏在信息显示方面发挥作用。 （8）广告媒体新产品。除单一大型户内、户外显示屏做为广告媒体外，国内一些城市出现了集群LED显示屏广告系统；列车LED显示屏广告发布系统也已在全国数十列旅客列车上得到采用并正在推广。 （9）演出和集会。大型显示屏越来越普遍的用于公共和政治目的的视频直播，如在我国建国50周年大庆、美国总统大选、莫斯科850周年庆典、日本NAGANNO冬季奥运会、波兰教皇的访问、巴
37、西狂欢节、世界各地的新千年庆典。这些节日中大型显示屏增加了艺术影响力，在播放广告和信息的同时也团结了人们。 （10）展览和租赁。在许多展览会，LED显示大屏幕作为展览组织者提供的重要服务内容之一，向参展商提供有偿服务，国外还有一些较大的LED大屏幕的专业性租赁公司，也有一些规模较大的制造商提供租赁服务。2.6 对我国LED 显示屏产业发展的几点认识(1) 我国的LED 显示屏产业基本上是在市场需求的引导下自主发展形成的,也是从事LED 显示屏行业的广大科技工作者和经营管理队伍努力的结果,在我国LED 显示屏市场的拓展中,不乏以技术和产品引导市场的典例。服从市场导向并积极引导市场仍将是未来LED
38、 显示屏产业发展的主要模式。(2) 整个行业的总体规模趋势是业内企业总体数量逐年增加,国内外专业公司或部分上市企业纷纷加入,结构特点是以民营企业为主体,新兴企业占到其中的绝大多数,从业人员年龄结构比较轻,行业内企业规模参差不齐。实际上,虽然国内LED 显示屏产品及市场发展迅速,厂家众多,但目前尚无任何一家企业取得10 %以上的市场分额,处于群雄逐鹿的时代。(3) 随着LED 器件材料性能的不断提高,全彩色显示屏成为LED 显示屏行业新的增长点,蕴含着极大的市场。据不完全统计,世界上目前至少有150 家厂商生产全彩屏,其中产品齐全,规模较大的公司约有30 家左右,主要分布在美国、欧洲、亚洲(日本
39、、中国台湾、中国大陆) 。国内从1994、1995 年开始生产全彩色显示屏,到2001 年底,全国范围内的全彩色LED 显示屏达到300 多块。就全彩色显示屏的综合水平来说,国内的全彩色LED 显示屏除了价格和本地化服务的优势外,在技术深度、生产工艺等方面与国外产品有明显的差距。(4) 我国加入WTO 以及2008 年北京奥运会的准备的进行,LED 显示屏行业的竞争将更为激烈,但竞争将逐步变得有序,市场即将转入规模化、品牌化竞争,在未来三、五年中,会形成几家主导国内市场、与国际接轨的颇具实力的企业,显示屏市场将趋于成熟和相对稳定。同时,LED 显示屏在户外广告、体育、交通和演出、展览、租赁、集
40、会等领域的市场将有显著增加并逐步成为主导。(5)LED 显示屏的标准化和规范化将成为LED显示屏发展的一个新趋势。LED 显示屏行业是市场发展所形成,在市场经济环境下,质量和标准化是产业发展的重要保证。产品标准体系的形成,对企业及其产品和服务的要求趋于规范,基本生产条件不完善、技术深度不够、质量和售后服务体系不齐全的企业将受到市场的淘汰,预计今后几年内市场竞争中的不规范因素会减少。产品的标准化、规范化将成为产业健康发展的重要保证。2.7 字幕机原理本电路以8051作为控制核心，C51的P0口和P2口接点阵的行扫描 ，P1.0- P1.4接4-16线译码器的A，B，C，D端来控制点阵的列扫描。2
41、.7.1 系统的硬件电路设计电路中行方向由p0口和p2口完成扫描，由于p0口没有上拉电阻，因此接一个10k*8的排阻上拉。 如没有排阻，也可用8个普通的10k 1/8w电阻。为提供负载能力，接16个C1384的NPN三极管驱动。列方向则由416译码器74LS154完成扫描，它由89C51的P1.0-P1.3控制。同样，驱动部分则是16个A1015的三极管完成的。电路的供电为5V左右。采用一块12*20cm的万能电路板，应当选用质量好些的发光管，（否则有坏点现象， 更换起来较麻烦）首先将256个发光管插入电路板，注意插入方向，同时使高度一致，行方向直接焊接起来， 列方向则搭桥架空焊接，完成后用万
42、用表测试一下如有不亮的更换掉。然后找一个电脑硬盘的数据线，截取所需的长度，分别将行，列线引出至电路的相关管脚即可。原理图为了简洁，故只画出了示意图，如图2-9所示，图2-9 整机硬件原理图行列方向只画出了2个三极管，屏幕只画出4块点阵，实际上发光管为256只，三极管行列方向各16只，一共32只。焊接过程认真仔细一天时间即可完成全部制作。将程序编译后烧写入89c51, 插入40pin Ic座，即可看到屏幕轮流显示所编写的汉字。2.7.2 汉字显示原理我们以UCDOS中文宋体字库为例，每一个字由16行16列的点阵组成显示。即国标汉字库中的每一个字均由256点阵来表示。我们可以把每一个点理解为一个像
43、素，而把每一个字的字形理解为一幅图像。事实上这个汉字屏不仅可以显示汉字， 也可显示在256像素范围内的任何图形. 图2-10 在字库中显示的汉字用8位的AT89C51单片机控制，由于单片机的总线为8位，一个字需要拆分为2个部分。一般我们把它拆分为上部和下部，上部由8*16点阵组成，下部也由8*16点阵组成。在本例中单片机首先显示的是左上角的第一列的上半部分，即第0列的p00-p07口。方向为p00到p07 ,显示汉字“大”时，p05点亮,由上往下排列，为p0.0 灭，p0.1 灭, p0.2 灭p0.3 灭, p0.4 灭, p0.5 亮,p0.6 灭,p0.7 灭。即二进制00000100，
44、转换为16进制为 04h.。续扫描下半部的第一列，为了接线的方便，我们仍设计成由上往下扫描，即从p27向p20方向扫描，从上图可以看到，这一列全部为不亮，即为00000000，16进制则为00h。然后单片机转向上半部第二列，仍为p05点亮，为00000100，即16进制04h.这一列完成后继续进行下半部分的扫描，p21点亮，为二进制00000010，即16进制02h.依照这个方法，继续进行下面的扫描，一共扫描32个8位， 可以得出汉字“大”的扫描代码为：04H,00H,04H,02H,04H,02H,04H,04H04H,08H,04H,30H,05H,0C0H,0FEH,00H05H,80H
45、,04H,60H,04H,10H,04H,08H04H,04H,0CH,06H,04H,04H,00H,00H由这个原理可以看出，无论显示何种字体或图像，都可以用这个方法来分析出它的扫描代码从而显示在屏幕上。不过现在有很多现成的汉字字模生成软件，我们就不必自己去画表格算代码了。28 本章小结 现代信息社会中，作为人机信息视觉传播媒体的显示产品和技术得到迅速发展，进入二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代，LED显示屏作为平板显示的主导产品之一无疑会有更大的发展，并将成为二十一世纪平板显示的代表性主流产品。 本章还主要介绍单片机的特点，内部结构、管脚的分布和各部分的功能，还有复位电路等在实际电路设计中的应用。还有16X16点阵与单片机的连接和显示汉字的原理。第3章 字幕机软件设计与实现3.1 软件设计要完成系统功能不仅需要硬件更需要软件，只有在软件的支持下，硬件才能正常的执行相应的操作。本系统的软件总体设计主要工作是确定主体程序的流程，为整个系统程序的编写提供主体思路。 3.1.1 编程思路在编此程序时，我首先是清楚点阵的行和列的管脚分布，然后按照其变化的规律编出行和列的扫描方案
