毕业实习报告

题  目移动数据的LED显示屏设

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指导老师             

毕业实习报告

基于移动数据的LED显示屏设计

一、基于移动数据的LED显示屏设计的目的和意义

LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成在面积显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、价格性能比高、使用成本低等特点，在短短的十来年中，迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。主要用于播放广告、新闻、通知、天气预报、时间、股票信息、航班信息、售票信息等，在站牌、交通路口、公交车、售票大厅、营业大厅、等候大厅、证券公司、机场、体育、气象、交通控制等场所得到了越来越多的应用，具有广阔的应用前景。LED显示屏的作用：

1）、起到商品宣传，吸引顾客的作用。

2）、起到店面装饰，提高企业档次的作用。

3）、起到照明，标新立异的作用。

4）、起到普及知识的作用。（可用于播放企业产品的小信息，相关行业的知）

5）、起到公告板的作用。 （促销、招聘信息发布）

6）、起到烘托气氛的作用。通过显示屏幕可播放上级领导及各种贵宾莅临参观、指导的欢迎词，各种重大节日的庆祝词等。

   不可否认，商家树立广告牌的最终目的就是宣传商品信息，吸引目标顾客，尽最大可能地赚取最大的利润。而LED显示屏正是为了实现这个目的成为企业宣传的头项选择。但是，传统的LED显示屏使用有线通信方式传输数据，受到地域和布线的严重限制。如果有大量的LED显示屏同时工作，为LED显示屏传输更新的数据就成为很麻烦的事，并且在没有其他附加控制设备的情况下，LED显示屏的管理部门也无法监控LED显示屏的实际运行情况。

移动数据的LED显示屏使用目前覆盖范围最广、最稳定的GSM/GPRS/CDMA/小灵通网络，在任何有移动网络覆盖的地方都可实时方便地通过短消息方式更新LED显示屏的内容。移动数据的LED显示系统是在MCU的控制下，使用GSM无线模块TC35I接收合法用户通过短消息发送的显示信息，并按要求的方式在LED屏幕上显示出来，效解决了传统LED显示屏使用有线传输的不便性问题、LED显示屏数据更新麻烦、无法监控的困难，减轻了管理部门的工作负担。随着移动通信技术的发展及LED显示屏幕应用范围的进一步推广，此种基于移动数据的LED显示屏幕具有较大应用价值。　　　 

 二、移动数据的LED显示屏的国内外研究现状及发展趋势

1）、LED显示屏的国内外研究现状

这些新器件的出现，拓展了LED的应用领域。在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场所需要用LED点阵显示图形和汉字。由于它具有发光效率高、耗电省、成本低、亮度高视角大、可视距离远、使用寿命长、组态灵活，色彩丰富以及对室内室外环境适应能力强等优点，信息产业的高速发展LED显示已作为信息传播的一种重要手段，广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公共场所，例如:

第一、是交通讯号显示光源的应用，具有抗震耐冲击，光响应速度快，省电寿命长等特点。

第二、是汽车工业的应用，以前汽车使用白炽灯不耐振动撞击，易损坏，使用寿命短，经常需要更换，20世纪80年代开始，由于LED响应速度快，我国开始在汽车上安装高位刹车灯，可以及早提醒司机刹车，减少汽车追尾事故，减少了不安全事故的发生，在一些发达国家，使用LED制造的中央后置高位刹车灯已成为汽车的标准件，美国HP公司在20世纪90年代推出的LED汽车尾灯模组可以随意组合成各种汽车尾灯。

第三、是LED背光源，特别是高效侧部发光的背光源最为引人注目，LED作为LCD背光源应用，具有寿命长，出光效率高，无干扰和性价比高等特点，有电子手表、手机、BP机、电子计算器、刷卡机等广泛应用，随着便携电子产品日趋小型化，LED背光源更具优势，在手机中都选用LED背光源，因此背光源制作技术将向更薄型、低功耗、均匀一致方面发展，LED侧部背光板的厚度可做到0.7mm~3.5mm，出光效率达到50%~70%，并且有绿色、红色、蓝色及各种混合色随客户选用，不久可能出现厚度相同于EL的超薄背光源。

第四、是人们最感兴趣的LED照明光源，直接将LED光源替代白炽灯，这种趋势已从局部领域和由小到大开始替代，日本通产省号召全国节约能源，正在计划替代白炽灯的发光二极管项目(称为照亮日本的项目)，头五年的预算为50亿日元，如果LED替代半数的白炽灯和萤光灯，每年可节约相当于60亿升原油的能源（相当于五个1.35×106kW核电站的发电量），并可减少二氧化碳和其它温室气体的产生，改善人们生活居住的环境，因此人们正面临照明变革，期待LED给人们带来福音。

第五、户内外公共场所广告宣传，随着LED原材料市场的迅猛发展，LED行业已成为一个快速发展的新兴产业，市场空间巨大，前景广阔。表面贴装器件从20##年面世，主要用在室内全彩屏，并且以其亮度高、色彩鲜艳、温度低的特性，可随意调整的点间距，被不同价格需求者所接受，短短几年时间内，产品销售额已超过3亿元，表面贴装全彩色LED显示屏应用市场进入新世纪。为了适应20##年奥运会的“瘦身”计划，利亚德开发了表面贴装双基色显示屏，大量用于训练馆和比赛计时计分系统。显然，LED显示已成为城市亮化、现代化和信息化得一个重要标志。

2）、LED显示屏的发展趋势

LED点阵设计主要应用于显示屏，它是利用二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。由于它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活，色彩丰富以及对室内室外环境适应能力强等优点，自20世纪80年代后期开始，随着LED制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的应用。在我国改革开放之后，特别是进入90年代国民经济高速增长，台湾省LED产业发展尤为突出，早在上世纪90年代初已经名列世界第三位。目前台湾LED产品市场占有率已达28%，超过了美国，位居世界LED市场第二位，产品80%以上外销，主要销往韩国、日本、美国和欧洲等地。目前台湾LED业主要是向全彩化、高亮度和大型化的方向发展。由于社会的迅速发展，对公共场合发布信息的需求日益增强，LED显示屏的出现正好适应了这一市场形势，因而在LED显示屏制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高。目前我国的普绿和高亮度纯红LED已经基本实现商品化，但是，高亮度的纯蓝、纯绿LED在我国尚属空白。目前，世界上只有美国Cree公司和日本Nichia公司等少数几家厂商能够生产蓝光和绿光LED。我国国家光电子工艺中心正在从事以Ⅲ~Ⅴ族半导体量子阱结构为基础的新一代光电子器件研究开发，承担国家863计划项目“蓝光LED研制和产业化技术”；我国方大集团与科研院所合作，率先在我国将第三代半导体材料(GaN)用来研制LED，将绿光LED、白光LED等科研成果实现产业化。该集团首期将投资8000万元，形成年产1.2亿支蓝光LED的生产能力，在LED市场上重拳出击。近几年来，我国LED显示屏的生产已经逐步形成行业规模，市场规模每年约为（3.5~4）亿人民币。

LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏，到图象显示屏，一直到今天的全彩色视频显示屏的发展过程。无论在期间的性能（提高亮度LED显示器及蓝色发光灯等）和系统的组成（计算机化的全动态显示系统）等方面都取得了长足的进步。目前已经达到的超高亮度全彩色视频显示的水平，可以说能够满足各种应用条件的要求。其应用领域已经遍及交通、证券、电信、广告、宣传等各个方面。我国LED显示屏的发展可以说基本上与世界水平同步，至今已经形成了一个具有相当发展潜力的产业。应该指出的是，我国LED产业不但在应用技术上取得了巨大的成功，而且在创新能力上有出色的表现，例如北京中庆数据设备公司研制的ZQL9701超大规模芯片，就代表了当前LED显示屏控制电路的国际水平。

由于LED具有体积小、重量轻、电压低、电流小、亮度高和发光响应速度快等优点，容易与晶体管和集成电路配套使用，可以在许多领域得到应用，因而在全球市场上十分走俏。LED技术在近年来不断获得新的突破，应用范围不断拓宽，已成为极具发展潜力的电子产品之一。计算机显示屏已经普遍采用液晶显示。有源矩阵液晶显示器是当前已经大量生产的产品，可以显示色彩丰富的电视图像，但需要较暗的背景，视角较小，尤其是用它制造大尺寸显示屏的成本较高，因此，发光二极管将成为一种更佳的平面显示器件。

目前LED的应用以移动电话为主，占整个市场的58%，汽车和显示器各占13%，照明5%，交通信号灯2%，才刚刚起步。目前LED照明以光色照明和特殊照明为主，以后将向普通照明扩展。具体讲，近几年内半导体照明应用产品市场将在属于光色照明的各种信号灯、景观照明、橱窗照明、建筑照明、广场和街道的美化、家庭装饰照明、公共娱乐场所美化和舞台效果照明等领域，以及属于特殊照明的汽车、飞机等交通工具的内饰照明、矿灯、便携式灯具和各种军用灯具领域迅速扩展，并为现阶段正积极开发、下一阶段高速增长的通用照明市场积累技术和经验。

由于LED显示屏造价昂贵，主要应用于比较高档的场所，主要集中在城市的繁华场所，作为多媒体广告的一部分。单双色led显示屏主要应用于交通,高速公路,银行、证券交易等金融场所。

五、LED显示屏的原理

LED显示屏：又叫电子显示屏或者飘字屏幕。是由LED点阵组成，通过红色或绿色灯珠的亮灭来显示文字、图片、动画、视频，内容可以随时更换，各部分组件都是模块化结构的显示器件。通常由显示模块、控制系统及电源系统组成。显示模块由LED灯组成的点阵构成，负责发光显示；控制系统通过控制相应区域的亮灭，可以让屏幕显示文字、图片、视频等内容，恒舞动卡主要是播放动画的；电源系统负责将输入电压电流转为显示屏需要的电压电流。

六、移动数据LED显示屏的系统构成及原理

基于移动数据的LED显示屏幕系统由GSM无线收发模块、MCU(单片机)、LED驱动电路、LED显示屏幕四部分组成。原理框图如图1所示。

系统的控制中心为MCU(单片机)，本设计使用ATMEL公司的AT89C51芯片，它通过串口控制GSM无线模块收发移动数据，并控制LED驱动电路及显示屏幕将需要显示的内容用适当的方式显示出来。GSM无线收发模块使用西门子公司的TC35I，配一张市面上常见的普通SIM卡，负责接收合法用户通过移动网络发过来的显示内容，并将LED显示屏的状态数据通过移动网络回传给用户。

毕业设计时间安排

第一周：领取设计，到图书馆借相关书籍。

第二周：在图书馆或网上查找与题目相关资料，筛选有关信息

第三周：设计填写开题报告，并给老师检查及修改。

第四周：TC351模块与单片机的硬件接口电路。

第五周：单片机及LED显示驱动电路。

第六周：短消息收发控制程序。

第七周：LED显示控制程序。

第八周：综合全部模块及设计。

第九周：对移动数据显示屏进行系统测试。

第十周：不断检查修改硬件及程序，并完善。

参 考 文 献

1、马家辰编著.MCS-51单片机原理及接口技术. 哈尔滨：工业大学出版社，2007

2、吴毅，程艳编著.微机原理及接口技术. 北京：北京大学出版社，2008

3、谢志萍编著.传感器及检测技术. 北京.电子工业出版社， 2009

4、张迎新编著.单片机初级教程.单片机基础，北京：北京航空航天大学出版社，2006

5、杭和平编著.单片机原理与应用.北京：机械工业处版社，2008

6、陈权昌，李兴福编著.单片机原理及应用.广州：华南理工大学出版社，2007

第二篇：十字旋转LED显示屏开题报告

燕 山 大 学

本科毕业设计（论文）开题报告

课题名称:十字旋转LED屏的设计与实现

学院（系）：信息科学与工程学院

年级专业：10级电子信息工

程3班

学生姓名： 孙美静

指导教师： 李朝辉

完成日期：

一、课题的研究现状

LED行业已成为一个快速发展的新兴产业，市场空间巨大，前景广阔。随着信息产业的高速发展，LED显示作为信息传播的一种重要手段，已经进入了我们的日常生活。从银行、证券营业厅等许多公共场所都有它的身影。我们看到的绝大多数显示屏都是由无数个 LE D 组成的点阵集合。这种传统显示器的独特优点是不容质疑的，但它需要使用大量的LED却是一个让人十分头痛的问题。不仅如此，在某些特定情况下，传统显示器尚不能满足基本的功能要求。比如，在一个大型的公共场所，希望能在 360 度全方位的范围内都能看到显示内容，传统显示屏就无法做到了。

LED显示屏经过多年发展，在国内外的应用趋于成熟化。它从最初的单基色显示，经过到双基色，现在发展到全彩色阶段。它们在社会上以得到广泛应用。同时颜色趋多样化，颜色由最初的红色，发展到可以表现真实世界的各种色彩。如何在该显示屏上更好地显示各种字形，图片，动画以及视频，已经成为社会关注的热点。尤其是显示效果的多样化和显示内容的逼真化与细腻化。如何通过软件解决以上问题，已经成为业内人士努力的方向。

二、选题的目的和意义

目的：巩固加深单片机理论编程以及应用的基本知识，提高综合运用专业知识的能力；掌握相关电子线路工程技术规范以及常规电子元器件的性能技术指标；熟悉单片机编程应用的方法；培养工程实践能力、创新能力和综合设计能力。

意义：在现代信息社会中，作为人一机信息视觉传播媒体的显示产品和技术得到迅速发展。该设计课题使我们能够掌握LED能有更为深刻的了解和认识。并且对所学习的单片机课程理论进行了实践旋转显示屏的基本显示原理和设计方法，对LED旋转显示屏这个行业，使我们对单片机原理与应用课程的理论知识有了新的更深的认识，并且通过此次设计课题掌握了51单片机的软硬件开发工具的使用方法，为以后从事相关行业的工作积累了实际工作经验。

三、课题的基本内容及整体设计方案

基本内容：十字旋转LED显示屏采用STC89C52贴片单片机控制，显示部分采用高亮0805 LED，每个LED由单片机控制点亮和熄灭的时间，利

用人的视觉暂留原理实现文字和符号的显示。机械部分采用高性能电机FR370使得转速足够高并且显示稳定，采用无线供电方式给旋转部分供电，工作时噪音小。

整体设计方案：本系统以STC89C52贴片单片机为控制中心，用电动机带动LED转动，用单片机控制LED点亮和熄灭来形成文字和图像，单片机32个IO口分别控制16个蓝LED；一个红外发射管，一个红外接收管，板上的红外接收管每转动一圈就会导通一次，让单片机知道从哪一点开始播放字符或者图像。

同时还增加了红外线无线输电的方法，无触点，长寿命。无线供电部分通过线圈向主板供电，相当于变压器的工作原理。

系统设计为两部分：底座供电部分和主板旋转部分。底座为其供电，主板负责文字或图像旋转。

四、研究步骤、方法及措施

1、收集资料，熟悉课题内容，提出设计思路。

2、完成系统软硬件设计，并搭电路验证。

3、完成控制软件的编写、调试。

4、完成系统调试，调试整个的系统模块的功能，看各个功能是否能正常运行，并找出程序中的错误，改正这些错误。

5、最终能在十字旋转的LED显示屏上显示所要的图形或汉字。

五、研究工作进度

1—4 周：收集资料，熟悉课题内容，提出设计思路。

5—8 周：电路设计，程序设计。

9—12周：程序设计，搭电路调试、改进。

13—16周：程序设计，搭电路调试、改进。

17—18周：论文书写，课题总结、答辩。

六、主要参考文献

1、《基于POV的两类旋转LED屏的研究与实现》，【作者】 阎欢，任健铭

2、《我国LED显示屏技术和产业发展及展望》，【作者】 关积珍，陆家

和

3、《基于步进电机细分驱动技术的旋转LED显示屏设计》，【作者】邓宏贵

4、《360_可视旋转LED显示屏开发》，【作者】胡晓泊

5、《旋转LED显示屏》，【作者】周江

6、《基于AT89S51单片机控制的旋转LED显示屏》，【作者】任丽莉

七、指导教师意见

指导教师签字：

年 月 日

八、系级教学单位审核意见：

开题考核分数：

考核组长签字：

年 月 日