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新型旋转LED显示屏的研究

作　者: 胡阳
导　师: 黄友锐
学　校: 安徽理工大学
专　业: 电路与系统
关键词: 旋转LED显示器无线射频 LZSS算法无线供电 SD存储
分类号: TN873
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 66次
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内容摘要

随着近年来信息化、电子化的普及,LED显示器已经被越来越广泛的应用到生活、工作、商业活动等的各个领域。传统显示器的可靠性、分辨率、无故障运行时间都在不断提高,可谓是日新月异。在当下潮流中,一种全新的LED旋转显示器异军突起,大有成为未来主流显示器之一的趋势。这种名为POV LED的显示器,应用了人眼的视觉暂留现象,大大简化了当前主流LED显示器的硬件构造,可以实现多维、彩色视觉显示,应用了射频通信、无线电源供给等当下时尚的新技术。对于数据压缩,近几十年一直是研究热点。特别对于现今的信息爆炸年代,数据的存储已经无法满足信息的增长,使得多媒体的应用,包括数据存储、传输都必须进行有效的压缩以节约有限的资源。本文采用了射频通信技术进行数据的传递、信息的更新、设备的控制。大量的数据必须采用有效的算法进行预处理以提高系统的运行效率。本文选用LZSS算法作为研究基础,对算法进行优化,改变了窗口压缩数据的方式,提高了数据传输的效率。在硬件上,采用了模块化设计,本系统主要分为电源模块、磁电、红外传感模块、射频模块、SD存储模块、时钟模块、显示模块以及核心控制模块。软件上,采用DXP2004软件对电路进行设计、生成PCB电路板并布线；采用Keil uVision2软件进行C语言及汇编语言的混合编程。将现有通用模块的驱动程序进行修改、完善并移植进入新型系统。本文完成了硬件的设计、专用软件的开发、通用驱动的移植、压缩算法的优化,将无线供电、射频通信、闪存存储等与LED显示器融合在一起,创新出一种全新的LED显示器分支。最后,本文对所作的工作做了一个总结,指出存在的不足及改进方法,为后续的研究设计作了指导。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-14
1 绪论  14-18
  1.1 LED的发展及现状  14-15
    1.1.1 LED发展的简要回顾  14
    1.1.2 LED显示屏发展的三个阶段  14-15
  1.2 LED显示屏的新分支—POV LED发展及现状  15
  1.3 本课题的研究意义及主要内容  15-16
  1.4 本文的组织安排  16-18
2 POV LED工作原理分析及计算  18-26
  2.1 新型旋转LED显示器的工作原理  18-21
    2.1.1 字模的获取与显示  18-19
    2.1.2 旋转屏幕的显示定位  19
    2.1.3 延时程序的计算  19-21
  2.2 彩色2D旋转显示屏幕原理  21-23
    2.2.1 R、G、B单色点的空间叠加  21-22
    2.2.2 RGB混合后的单点显示  22-23
  2.3 单色及彩色3D POV LED  23-25
    2.3.1 三维立体电视、电影视觉原理  23
    2.3.2 光立方及3D POV LED  23-25
  2.4 POV系统应用分析  25-26
3 POV LED的数据压缩及传输  26-48
  3.1 POV LED数据量分析  26-35
  3.2 算法简述  35-36
    3.2.1 数据压缩的意义  35
    3.2.3 词典编码分类  35-36
  3.3 LZ77算法  36-38
    3.3.1 LZ77压缩算法说明  37
    3.3.2 LZ77解压算法  37-38
  3.4 LZSS算法  38-39
  3.5 算法改进及应用  39-43
    3.5.1 对匹配长度值极小的匹配串采用前缀编码  39-41
    3.5.2 对匹配长度值较大的匹配串采用定长跳变窗口替代滑动窗口  41-43
  3.6 使用射频通讯实现数据传送  43-47
  3.7 本章小结  47-48
4 POV LED系统的硬件设计与实现  48-64
  4.1 POV LED显示器的控制系统、电源解决方案整体框架设计  48-49
  4.2 电源模块  49-50
  4.3 磁电、红外传感模块  50-51
  4.4 射频模块  51-53
  4.5 SD模块  53-54
  4.6 时钟模块  54-55
  4.7 显示模块  55-56
  4.8 控制核心模块  56-59
  4.9 POV LED显示器控制系统PCB设计  59-62
    4.9.1 开发环境介绍  59
    4.9.2 创建PCB工程项目  59-61
    4.9.3 生成PCB并完成PCB设计  61-62
  4.10 本章小结  62-64
5 POV LED控制系统的软件设计与实现  64-86
  5.1 POV LED软件设计开发环境介绍  64-68
    5.1.1 使用KeiluVision2新建一个工程  64-65
    5.1.2 在KeiluVision2中使用C语言及汇编语言混合编程  65
    5.1.3 Keil提示“asm/endasm”错误的解决方法  65-66
    5.1.4 “?C_START”等相关警告的处理  66-67
    5.1.5 寄存器冲突问题的解决  67-68
  5.2 POV LED系统的逼近式转速自适应算法  68-70
  5.3 射频通信的软件实现  70-76
    5.3.1 USB-UART桥接电路上位机驱动安装  71-72
    5.3.2 上位机、下位机射频通信开发  72-76
  5.4 SD数据存储的软件实现  76-81
    5.4.1 SPI方式驱动SD卡的命令与数据传输  77-78
    5.4.2 SD卡的扇区读操作  78-79
    5.4.3 SD卡的扇区写操作  79-81
  5.5 显示控制的软件实现  81-84
  5.6 本章小结  84-86
6 总结与展望  86-88
参考文献  88-92
致谢  92-94
作者简介及读研期间主要科研成果  94

新型旋转LED显示屏的研究

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