基于gprs技术的远程led大屏幕信息显示系统的设计

I目录前言..............................................................11绪论.............................................................21.1国内外研究现状及水平、研究目标及意义..........................21.2课题的目的、意义及主要研究内容................................52系统总体设计方案.................................................62.1方案的比较与选择..............................................62.2系统的总体设计方案............................................73系统的硬件设计...................................................93.1GPRS无线数据模块..............................................93.1.1CM3150PGPRSDTU产品概述.................................93.1.2CM3150PGPRSDTU功能特性和技术规格......................103.2串行通信模块设计.............................................123.3控制单元模块设计.............................................183.3.1AT89C51RC单片机介绍.....................................183.3.2AT89C51RC单片机I/O端口的扩展...........................223.3.3控制单元模块驱动方法.....................................233.3.4AT89C51RC单片机程序存储器的扩展.........................253.3.5控制单元模块的工作原理...................................303.3.6显示与控制的设计.........................................303.3.7单片机动态显示控制.......................................313.4LED点阵显示模块电路设计.....................................324系统软件设计....................................................344.1软件开发平台及开发语言介绍...................................344.2上位机通信模块的设计.........................................364.3汉字编码原理.................................................394.4字模的制作与代码地提取保存...................................414.5下位机通讯软件...............................................424.6显示系统的程序流程图及程序...................................465总结与展望......................................................47高珊：基于GPRS技术的远程LED大屏幕信息显示系统的设计II5.1总结.........................................................475.2展望.........................................................47致谢.............................................................49参考文献...........................................................50附录ALED显示屏的程序.........................................511前言LED点阵电子显示屏是以发光二极管为图素，用高亮度LED晶粒进行数组组合后，再透过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、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀，色彩鲜艳，动态范围广，工作稳定可靠等优点，为众多显示媒体以及户外作业显示的理想选择。同时也可广泛应用到军事、车站、宾馆、体育、新闻、金融、证券、广告以及交通运输等许多行业。目前大多数的LED点阵显示系统自带字库。其实现主要依靠硬件扫描驱动，该方法虽然比较方便，但显示只能按照预先的设计进行。而实际上经常会遇到一些特殊要求的动态显示，比如某些智能仪表幅值的条形显示、广告中厂家的商标显示等。这时一般的显示系统就很难达到要求。另外，由于受到存储器本身的局限．其特殊字符或图案也往往难以显示，同时显示内容也不能随意更改。如果上位机与下位机直接通过数据线连接，则会带来安装不便，不能实现远距离传输数据。本文借助于GPRS无线网络技术，随时将信息从计算机通过标准的RS232转GPRS数传模块直接传输到远端的基于AT89C51RC单片机控制的LED显示屏上显示。这种方法不仅可以随意更改显示内容，方便信息管理，而且当LED有损坏时也方便维护，也解决了布线的问题。本文基于GPRS远程无线传输的LED大屏幕显示系统的硬件由上位机管理模块、串行通信模块、GPRS数传模块、控制模块和LED显示模块五部分组成，软件的设计主要包括上位机与下位机部分的设计。由于VB支持面向对象的程序的设计，具有结构化的事件驱动编程模式而且可以十分简单地做出良好的人机界面，所以上位机管理模块软件的设计主要研究利用其通信控件MSComm完成上下位机通信的控制和汉字点阵字模的获取。下位机采用汇编语言设计LED显示系统的显示程序，从而使单片机从上位机接收来的汉字字模点阵数据信息存放于一个数据链表中，并根据要求依次将要显示的数据送到显示部分，从而驱动16个二极管工作，通过二极管的亮灭来完成对汉字信息的显示。高珊：基于GPRS技术的远程LED大屏幕信息显示系统的设计21绪论1.1国内外研究现状及水平、研究目标及意义（1）国内外研究现状及水平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平板显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性能价格比高、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。从LED显示屏的发展过程来看，首先出现的是以显示短小文字信息为主的条形图文显示屏，继而开发出灰度LED图像显示屏。全彩色视频显示屏把LED显示屏的地位提升到一个全新的高度，达到了其它类型显示屏难以匹敌的水平。LED点阵显示根据应用领域和要求不同可以分为很多种。常用的足采用单片机为控制核心的LED点阵显示，显示的数据预先存贮在ROM中，当程序运行时，单片机负责依序将ROM中存储的数据进行读取、传输和显示。这种方式优点在于廉价、实现简单，适用于显示字符较少或显示画面不大的场合，并且很少更改显示内容。但足当显示厕面大，显示内容多且较复杂，光靠单片机处理不过来，或者用户希望能随时改变显示内容或画面时，就需要有更加灵活的LED显示系统。国内同前已经有针对上述问题而研制出的相应LED点阵显示系统，该系统由PC来控制显示信息的发送。有些通过有线方式传输显示数据，解决了不能随时更改显示内容的问题；另一些通过无线网络来传输数据，实现远程控制更新显示内容，解决了布线的问题，使得LED点阵显示屏的应用范围更加广泛。近年来，国外除了继续进行提高LED发光亮度、降低工作功耗和生产成本等基础研究外，目前更注重于高真彩、高分辨率、高对比度等技术的LED屏的研究。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，在我国LED显示市场的拓展中，不乏以技术和产品引导市场的范例。服从市场导向并积极引导市场仍将是未来LED显示产业发展的主要模式。我国的LED显示应用产业近年将持续保持高速增长，未来发展空间巨大，但产业发展的风险和机遇并存，关键核心技术的提升、市场环境的规范、技术标准体系的建立等影响产业发展的主要因素，需要我们在实践中继续努力改进和完善。（2）LED大屏幕显示系统的发展趋势我国LED显示屏产业自上世纪90年代以来，在规模迅速发展的同时，产品的技术也在不断地更新，一直保持在该领域比较先进的水平。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。据业内专家预测，今后几年全球LED各类显示屏(含全彩、伪彩、双色、单色屏等)需求将达到每年几百亿美元，且需求量还在逐年递增。国际大都市如纽3约、巴黎、伦敦、东京等都普遍使用大型LED全彩显示屏作为信息传播、广告宣传的新型载体。在中国，随着经济的飞速发展，国内市场LED显示屏需求增长率更是高达30%以上。由此可见，LED显示屏正成为现代信息传播的一种重要载体，已经成为现代信息社会的一个闪亮标志。LED显示屏的技术范围包括半导体光电器件技术、电子电路技术、集成电路技术、信息图像处理技术、信息传输技术、计算机网络技术以及电子产品制造和电子产品安装工程相关技术。在LED显示屏技术中，以下方面的技术在实践中不断提高并普遍受到关注和重视。1）显示颜色、亮度和视角基础半导体工业的迅速发展，带动了发光二极管制造材料以及制作工艺的改进，在颜色与亮度方面都有了质的飞跃，高亮度、蓝色及纯绿色发光二极管以产业化并得到应用。目前LED显示屏从颜色上能满足室内外不同环境下的单色、双基色、全彩色显示要求，四元素的红色LED器件及高亮度蓝色、纯绿色在室外显示屏中得到普遍应用在显示屏制作上采用SMD表贴技术的LED器件，可以获得更好的视角和亮度，目前已在高密度、全彩色室内显示屏中得到应用，但是相对成本比较高，随着器件成本的降低，未来会有比较大的市场潜力。2）灰度控制技术LED显示屏在进行图文显示时，对同一基色采用级差间隔亮度，实现颜色的组合，一般可做到16级、64级、256级灰度。为使显示效果更符合人眼的视觉特性，出现了非线性级差调灰技术，即在低亮度区级差小，增加级数，逐步到高亮度区时增大级差，形成视觉效果上的“级差一致性”。目前LED显示屏灰度控制一般都在256级，通过采用非线性调灰技术，显示屏的显示效果比较理想。实际上，收数据、图像的信号源的制约，单纯追求大数量级的灰度控制，在使用中实际价值是值得考虑的。3）驱动电路LED显示屏广泛使用的驱动电路是基于通用型集成电路来设计的，原理比较简单，价格便宜，产品的技术开放性比较强，通用IC设计的驱动电路在室内外单色、双基色显示屏方面应用比较成熟，目前仍然是主流的驱动电路。近年恒流驱动IC的发展较快并受到重视和广泛应用。恒流驱动技术根据LED器件的发光与驱动电流高度相关的特点，大大提高了LED显示的均匀性，同时，减少了显示驱动电路的阻容元件，降低了故障点，使LED显示屏更可靠、亮丽。LED显示屏专用的IC在国内外一直受到关注。近年，国外的IC制造商相继推出一些用于LED显示专用的IC驱动芯片，如TI公司推出的LEDDriver等，高珊：基于GPRS技术的远程LED大屏幕信息显示系统的设计4这类芯片对原来通用驱动IC的集成度进行了提高，使显示