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LED显示屏控制系统方案.doc
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LED 显示屏控制系统的分析与设计
摘要
本文根据 LED 图文显示屏系统的具体要求,通过查阅资料,分析并
归纳出具体设计方案。即系统体系结构、系统整体工作流程、软件控制
系统的设计以与串行通信设计。这个系统的工作流程是:通过软件控制系
统提供的编辑工具完成图文编辑工作,对编辑的信息实现字模提取,然
后可以根据系统提供的显示模式加载显示效果,确认为欲显示信息后保
存文件,然后通过程序调用 Windows 函数,并采用 RS-232C 串口通信,
实现数据到无线发射机的传输。
本文具体设计了三个模块:编辑功能模块,字模提取模块,效果添加
与预览模块。系统是否需要更新以与现有设计是否能够满足要求都有待
于进一步的研究。
关键词:LED 字模 串行通信
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目 录
1 绪论
1.1LED 显示屏的研究背景与意义 5
1.2 软件开发工具 C++概述 6
2 LED 显示屏控制系统的系统分析
2.1 整体分析 8
2.2 计算机软件模块分析与设计 8
3 串行接口
3.1 串行通信的工作原理 10
3.2 RS-232C 串行通信简介 10
3.3 RS-232C 引脚与使用 11
3.4 MAX-232 介绍 12
4 软件控制系统设计与实现
4.1 编辑功能设计与实现 14
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4.2 字模提取 16
4.3 效果添加与预览功能的设计与实现 18
4.4 控制系统软件设计 20
5 总 结 26
参考文献 27
致 28
1 绪论
1.1 LED 显示屏的研究背景与意义
在当今现代信息化社会的高速开展过程中,大屏幕显示已经从公共信息展示等商业应
用向消费类多媒体应用渗透。随着宽带网络的开展,数字化的多媒体容将在信息世界中
占据主流,新型的大屏幕显示设备将代替传统电视机成为人们享受信息和多媒体容的中
心。
与传统的显示设备相比,这种未来的巨大需求让大屏幕显示技术成为众人目光的焦
点:
(1) LED 显示屏色彩丰富,显示方式变化多样(图形、文字、三维、二维动画、电视
画面等)、亮度高、寿命长,是信息传播设施划时代的产品。
(2) LED 显示屏是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体
的高技术产品,可用来显示文字、计算机屏幕同步的图形。它以其超大画面、超强视
觉、灵活多变的显示方式等独居一格的优势,是目前国际上使用广泛的显示系统。
(3) LED 显示屏应用广泛,金融证券、银行利率、商业广告、文化娱乐等方面,有
巨大的社会效益和丰厚的经济效益。
在其历史的演变过程中,出现了多种信息传播媒体:但就其性能看:如阴级管 (crt)
或石英管(dv)大型电视,本钱非常昂贵,在不需要超大画面且在室使用时效果尚可;彩
色液晶显示同样本钱昂贵、电路复杂,面积有限,受视频角的影响非常大,可视角度很
小;影象投影设备亮度小、清晰度差(画面受光不均匀);电视墙外表有分割线,视觉上有
异物感,室外应用时亮度效果差。而 LED 显示屏以其受空间限制较小,并可以根据用户
要求设计屏的大小,具有全彩色效果,视角大,可以用于显示文字、图案、图象、动画、
视频、录象信号等各种信息的特点得到了突飞猛进的开展。
LED 显示屏的开展主要经历了三个阶段:
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1、1990 年以前 LED 显示屏的成长时期。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开展;另一方面,显示屏控制技术根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,本钱较高。
2、1990-1995 年,这一段是 LED 显示屏迅速开展的时期。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
机与微电子领域的技术开展,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,产品应用领域
涉与金融证券、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 年证券股票业的开展更引发了 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根本形成,LED 显示屏产业成为新兴的高科技产业。
3、 1995 年以来,LED 显示屏的开展进入一个总体稳步提高产业格局调整完善的时
期。进入新世纪,光电子产业得到广泛的重视,中国参加 WTO、申奥成功等,成为 LED
显示屏产业开展的契机,LED 显示屏必将得到飞跃开展
[5]
。
1.2 软件开发工具 C++概述
C++语言是一种优秀的面向对象程序设计语言,它在 C 语言的根底上开展而来,但它
比 C 语言更容易为人们学习和掌握。C++以其独特的语言机制在计算机科学的各个领域
中得到了广泛的应用。面向对象的设计思想是在原来结构化程序设计方法根底上的一个
质的飞跃,C++完美地表达了面向对象的各种特性。
VC++作为一个面向对象的开发工具,而不同于传统的基于过程的编程工具,所以
在本文中必须明确以下几个概念:
1、对象
从概念上讲,对象代表着正在创建的系统中的一个实体。例如,在一个学校管理系
统中,像学生、教师、成绩单等都是对象,这些对象对于实现系统的完整功能都是必要
的。
从实现形式上讲,对象一个属性〔状态〕和操作〔方法或行为〕的封装体。属性是
由对象中变量的容和值定义的,例如学生有年龄、性别、入学日期等属性。各个对象的
属性值互不一样。操作是一系列的实现步骤,它能够完成特定的功能,例如对学生可以
有选课、毕业等操作。在 C++中,对象的状态由成员变量的值表示,操作由对象的成员
函数完成。
对象实现了信息隐藏,对象与外部是通过操作接口联系的,操作的具体实现外部是
不可见的。封装的目的就是阻止非法的访问,操作接口提供了这个对象的功能。
对象是通过消息与另一个对象传递信息的,每当一个操作被调用,就有一条消息被
发送到这个对象上,消息带来将被执行的这个操作的详细容。在 C++中,向对象发送消
息就是调用对象的成员函数,从而获取对象的状态信息或是对对象的状态进展修改。
2、类
类是对象的模板,它包含所创建对象的状态描述和方法的定义。类的完整定义包含
了外部接口和部算法以与数据结构的形式。
由一个特定的类所创建的对象被称为这个类的实例,因此类是对象的抽象与描述,
它是具有共同行为的假设干对象的统一描述体。
类是抽象数据类型的实现。一个类的所有对象都有一样的数据结构,并且共享一样
的实现操作的代码,而各个对象有着各自不同的状态,即私有的存储。因此,类是所有
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对象的共同的行为和不同状态的集合体。
3、继承
类提供了说明一组对象结构的机制,再借助于继承扩大类的定义方式,从而表达代
码可重用的优越性。
继承提供了创建新类的一种方法,这种方法就是说,一个新类可以通过对已有类进
展修改或扩大来满足新类的要求。新类共享已有类的行为,而自己还具有修改的或额外
添加的行为。因此,可以说继承的本质特征是行为共享。
从一个类继承定义的新类将继承已有类的所有方法和属性,并且还可以添加所需要
的新的方法和属性。新类被称为已有类的子类,而已有类称为父类,又叫基类,新类又
叫派生类。
面向对象的 3 个要素是对象、类和继承。在 C++中,类是主要的编程对象,程序员
需要设计类的成员变量和成员函数,以与类与外界的接口。对象即类的实例化,类是对
象的模板。同一个类的对象具有一样的行为,但状态可以不同。继承是创建新类的一种
重要方法,派生类按照继承类型的不同可以从基类继承到不同的成员,同时派生类还可
以添加新的成员,通过这种继承和扩大得到新的类。
2 LED 显示屏控制系统的系统分析
根据 LED 显示屏控制系统的应用,本章设计了 LED 图文显示屏的体系结构和工作流
程。其中软件系统与无线传输控制硬件主系统之间采用串行通讯方式完成程序下载,实
现文本信息的传输。
2.1 整体分析
LED 显示屏系统组成
LED 图文显示屏系统由软件控制系统、无线传输系统、设备主控制器、LED 显示点
阵、电源等局部组成。根本结构如下列图:
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