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《基于单片机的LED点阵显示系统设计》开题报告

一、课题的目的和意义

1、研究目的

（1）运用51系列单片机控制技术，编写程序，通过程序控制LED的显示，使LED显示

能够静止、左移动、右移动等显示功能，达到熟练使用C语言进行单片机编程的目的。

（2）以AT89C51单片机为主要，通过串入并出、译对行列驱动电路的

连接，形成硬件电路，并用Protel绘制出电路原理图与PCB图。通过设计，达到熟练使用

Protel绘图的目的，同时锻炼动手能力，并对51系列单片机熟练应用。

2、研究意义

LED是取自LightEmittingDiode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二极管的特性。

八十年代以来出现了组合型IED点阵显示器，以发光二极管为像素，它用高亮度发光二

极管芯阵列组合后，环氧树脂和塑模封装而成。具有高亮度、功耗低、引脚少、视角大、

长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。点阵显示器有单色和双色两类，可显示红，黄，

绿，橙等。LED点阵有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16、24×24、40×40等多种。

目前，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。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显示作为信息的一种重要，已广泛应用于室

内外需要进行服务内容和服务宣传的公众场所，例如户内外公共场所宣传、机场

车站旅客信息、车辆报站系统、与银行信息显示、餐馆报价信息豆示、高速

公路可变板、体育场馆比赛转播、楼宇灯饰、交通信号灯、景观照明等。显然，LED显

示已成为城市亮化、现代化和信息化社会的一个重要标志。

二、文献综述

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。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。

在实际使用中，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700～2000CD／平方米左右。

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30％～90％不等，作为单管平均发光强度。

常见的LED点矩阵显示器有5*7、5*8、8*8等3种阵型。高度有17.78mm、

30.48mm,35.56mm,50.80mm,60mm,42mm等多种。尺寸有小到只有0.7英寸的757，也有大到4

英寸的4085，最常见的是约2英寸的2057、2058及2088品种。其中5*7阵型主要用于西文显

示，5*8阵型用于中西文显示，8*8阵型主要用于中文显示，也可用于西文显示，这几种阵

型都可显示图形。

LED已经有近