彩色LED显示屏第1章项目概况1.1简介视觉冲击是影响人类心灵的最有效方法，也是广告等的主要目的。

显示设备就是为这个服务的。

显示设备是提交信息的一种装置，用于视觉或触觉接收、获取、存储等多种形式。

显示设备被用于机器，钟表，铁路出发指示和其他许多设备需要一个简单显示分辨率有限的信息显示。

显示由一组灯或矩阵安排在一个长方形的机械配置指标（或者其他可能的形状，虽然不常见的），这样有选择的开启、关闭灯，文字或图形就能呈现出来了。

不同的显示已经存存储在显示板中。

现在的LED显示屏被广泛应于世界各地并可在任何情况下创建图像等多种应用，包括通讯和视觉显示装置的视觉显示。

发光二极管阵列显示板是一种很流行的用于商业用途的显示工具。

许多银行，商店和电影院都愿意安装，因为它的多功能性。

LED阵列显示板可以很明亮抢眼。

显示标志用作广告或者显示方向或者其他被用于指示驾车人士使用的共同的重要信息显示。

它们应该醒目而且信息应该很容易接收。

对于广告，LED显示屏做的招牌一般矗立在一个显眼的位置，如繁华的道路，这是常被使用的方法。

LED显示屏通过特殊的多元性的硬件和软件的控制在LED屏幕上进行移动图像来吸引路人的注意。

LED阵列显示板用在银行，显示当前股票的市场价值，货币汇率和利益率。

也可以用在商店，告诉人们价格和其它商业信息。

LED显示板服务于上述的原因与发光二极管的优势密不可分。

●发光二极管比白炽灯泡每瓦产生更多的光线，这在电池供电或节能设备尤为有用。

●LED能够发出想象之中的颜色而不使用传统照明光色的彩色滤光片方法。

这更有效，可以降低初始成本。

●LED的固态包可以被设计为重点的光。

白炽灯和日光灯来源往往需要一个外部反射镜收集光线和直接可用的方式进行。

●发光二极管是理想的应用在频繁开关循环使用的场合，不像荧光灯更快地燃烧循环时经常需要或HID灯很长一段时间才重新启动。

●发光二极管，是固态元件，很难受到外部冲击的伤害。

荧光灯和白炽灯泡很容易破坏在坠落到地面上。

●LED可以有一个相对长的使用寿命。

●LED灯能迅速被点亮'●LED可以非常小，很容易进入印刷电路板填充。

有机发光二极管（OLED）是用于平板显示器一种有前途的技术。

由于亮度高，响应速度快，重量轻，薄，小的特点，颜色齐全，无视角分歧，不需要液晶背光板，低电耗的需要，有机光发光二极管显示器有取代其他产品的趋势，发光二极管在高，低分辨率显示设备被广泛使用。

1.2目的显示技术渗透于现今生活的方方面面，从电视到汽车到笔记本电脑，数码相机的仪表板。

单色LED显示板现在用的非常普遍的。

单一的黄色或红色板是没有吸引力的。

引用彩色的LED显示板让才有吸引力。

该项目是面向开发的一个多彩的LED显示板的原型，有一个LED控制驱动程序。

多色LED为其他许多应用打开了大门。

显示板是由组件组成的。

最重要的要求是，显示板应该具有预期寿命长，耐高湿度，低功耗和最小的热量发电。

该基本部分是一个4x4的LED 模块，它可以重复列或行聪明智慧放大显示信息，而没有任何改变。

单线路和双行显示可能受到影响。

目的是对项目提供一种容易扩展的彩色显示板可用于多种用途。

1.3规格Ø4×4彩色LED模块（8）Ø USB接口Ø高速响应Ø电源要求：5V，4A第2章系统概述2.1框图一个简化框图如下。

图1原理框图2.1.1 LED点阵一个4x4 LED模块是显示屏的基本组成部分。

LED显示面板使用矩阵寻址技术，组织成一个行和列数与每个元素或发光像素在某个特定行的交叉和一个特定的列相对应。

一个发光器件（LED）的显示器通常附带处理内存条，图形与数据的位置列为主显示。

LED显示屏点亮提供灌电流，像素的基础上一列二极管在显示屏上。

LED显示屏一般是矩阵由行和列排列组。

这些点通常称为像素点的地方是由几个LED点亮而成的。

点亮像素需要激活一个交叉的行和列，从而形成一个封闭回路。

个别LED发出三种基本颜色的光：红色，绿色和蓝色。

通常情况下，每个像素至少有一个颜色的LED组成。

在LED显示屏，一个点是利用一个炮弹形LED灯发光多个各有不同的颜色组成。

LED的强度通常通过控制电流来控制发光二极管。

这是通过一个LED驱动方式。

一像素可以通过改变生产的LED驱动器的三种颜色，一个特定的感知的颜色包括像素。

通过控制电流驱动器，点亮LED的一个像素，众多控制的像素组成的像素矩阵，每个LED的显示设备能够显示颜色和发光亮度，以实现多元化。

例如，一个彩色显示器。

随着显示器提高了分辨率，在每一行和列的像素数量也增加，每个像素点亮时间数量减少。

由于光照时间减少，每个像素必须以更大的电流驱动，提供一个像素强度以保持可接受的图像和观赏特性。

发光二极管：多色LED被用来提供彩色显示。

他们主要提供苏颜色：红色，绿色和蓝色。

通过这些颜色在正确的比例多品种组合颜色是可能的。

三种颜色可单独控制三个独立的LED作为控制。

2.1.2 LED驱动器LED显示模块控制是通过LED驱动的方式。

它是可编程的微控制器。

LED 驱动器有一个嵌入式移位寄存器序列，将带格式的数据，并将其传输到行。

它具有以下功能：Ø它控制显示器的强度和亮度Ø它控制的显示颜色Ø它决定哪个LED被点亮，以显示特定的字符Ø它从显示的微控制器接收输入信号到指定的字符通过控制主机采用USB接口的计算机。

2.1.3微控制器要显示的字符是从主机通过USB接口的计算机输入。

PIC18F4550是用来供USB接口的LED驱动程序，控制显示。

PIC芯片编过程序后的就可提供一个USB接口使用。

2.1.4通用串行总线接口它提供了主机和显示板之间的通信。

它也可以为微控制器供电。

2.2优势与应用优点：●广告没有相同的天/月。

（被显示信息的是可以瞬间改变的）●即时，当前和热门话题会被立即公开。

●常见的显示系统，如Flash动态显示即时信息，在地方，如展览会，道边的广告牌。

●即时消息传递。

●容易改变消息。

●有吸引力的彩色显示屏。

●高密度显示板可用于视频显示。

●醒目显示服务于广告的目的。

●室内及户外广告媒体，是从很长的距离明显可见应用范围：●宣传用广告板的Flash新闻动态更新。

●即时更新从中央办公室传来的的汽油价格。

●股票行情，显示动态的当前值股票和趋势。

●当前商品在该国不同地区的价格。

●购物商场及零售店铺。

●铁路信息。

●娱乐公园及动物园的。

●交通信息。

●最大行人安全的倒计时系统。

第3章工程设计3.1 LED模组硬件要求：Ø4×4的LED阵列Ø LED驱动器MAX7219Ø电阻器22kΩ，15kΩØ电容0.01μF3.1.1 LED阵列它由4x4矩阵形式排列成16个五彩的LED。

所使用的LED发光二极管3391VRKGBBW-1比以往任何时候都亮。

这是一个五彩共阴极2蓝光LED，1红1绿LED发光。

它有6个引脚：2蓝阳极它们的阴极相连，1红1绿阳极它们的阴极相连。

蓝色发光二极管具有较低的亮度与红/绿亮度相比，所以在此套件里有2蓝色LED。

多色发光二极管，主要提供蓝，绿，黄颜色通过给予适当的偏压引脚。

产品规格：电流：（典型正向电流）：20mA的电压值：红色：1.6V绿色：1.8 V蓝色：2.5V图2 RGB LED管脚图同时通过改变电流各个引脚有多种颜色可以得到。

红，蓝，绿阳极连接线连接到水平线上，它们的阴极连接到垂直线上。

这样发光二极管矩阵形式排列在每个LED都可以单独控制。

3.1.2 LED驱动器-MAX7219LED驱动器使用的是MAX7219。

它可以驱动64个单独的发光二极管。

7219可以提供高达40mA的电流和控制单个的8x8LED矩阵。

（这里2个MAX7219是用于控制一个4x4矩阵）。

单个LED可开启或关闭3线串行接口（时钟，数据负载）。

16个亮度脉冲也被提供，它可以控制所有64个LED的亮度。

因此，提供了软件和硬件控制亮度。

它驱动共阴极LED显示屏。

它提供了100MHz的串行接口。

LED驱动器有一个16位的移位寄存器。

输入信号的CLK，DIN和负荷。

DIN 的串行数据，发送在16位的数据包，被移入内部16位移位寄存器，每次CLK 的上升沿无论负载处于什么状态。

然后，数据被锁存，无论是数字或控制寄存器是在cs的上升沿。

cs必须同时变高或在第十六个时钟之后的上升沿，但在未来时钟的上升沿数据将丢失。

DIN的数据传递，通过移位寄存器和16出现在DOUT端。

后5个时钟周期。

同步输出数据是在时钟的下降沿。

图3 MAX7219引脚产品规格：工作电源电压：5V关断电源电流：150μA工作电源电流：330mAISEG：-40mA电流电阻（RSET设定）：MAX7219允许的显示亮度与一个外部电阻连接（RSET设定）控制V+和稳定性不受影响。

它是用来设置峰值段电流。

峰值电流源自段驱动器名义上是100倍的电流进入ISET的。

其最低值应为9.53kΩ，通常设定在40mA的电流段。

显示亮度也可以通过数字化控制使用强度寄存器。

数字显示器的亮度控制是由内部脉冲宽度调制器，它是由寄存器的低四位的强度控制。

调制器缩放平均段电流从31/32下最大16步到1 /32的峰值电流设置RSET设定。

图4 RSET设定主场迎战段电流和LED正向电压设计：MAX7219可驱动64个单独发光二极管。

一个彩色的LED发光二极管等于3个单的。

因此，两个MAX7219被用于驱动一个4 ×4的LED模块。

每个MAX7219有8个段线（SEG DP通过SEG G）来控制阳极（水平）的显示线和8位线（通过DIG7 DIG0）来控制阴极（垂直）线。

在这里，一个MAX7219是用于控制红色和绿色发光二极管都有一个共同的阴极。

另一种是用于控制MAX7219的两个蓝色发光二极管。

只有4位数字的LED驱动线使用。

当前值将被设定在20mA这是对LED的安全值。

这个值是对选择电阻22K来说的。

对于显示器的扩展，完成了MAX7219S级联。

这是通过连接cs和CLK输入的所有设备连接在一起，在相邻设备之间通过连接DIN到DOUT引脚。

DOUT 引脚是CMOS逻辑电平输出，可轻松符合DIN先后级联的部分驱动器。

LED驱动电路图5 LED驱动电路。