虽然国内外LED显示屏发展已有不短的时间了，但还是没有形成统一行业标准，当客户一个LED显示屏项目完成的时候仅能凭经验和外观来判断是否可以验收，在这里，有着多年安装LED显示屏经验的绘芯技术人员为大家讲解简单辨别电源的优劣方法，希望能给大家带来帮助。         在本次讲解之中，为能让大家更好掌握关于LED显示屏电源知识，我们将加入选择电源产品的注意事项、电源的未来发展趋势等内容。

LED显示屏电源外观

 

LED显示屏电源外观（不同的厂商，外观也尽不相同）

一、简单方法辨别电源的优劣

        虽然一般显示屏厂商对电源产品都能提出一些要求，但是由于电源厂商过多，许多不知名的电源产品充斥其中，让消费者难以辨别真伪优劣。为此，有业内人士给出了几点建议：

       1、看外观工艺。一个好的电源厂家，其对作工工艺也是非常严格的，因为这样才能保障产品的批量一致性。一个不负责任的厂家，生产的电源其外观，锡面，元件的排列整齐度绝对不会好。

       2、满载效率。电源的效率是最重要的一个指标，效率高的电源能量转换率高，这样既附合节能环保的要求，又能实实在在的能为用户省电省钱。

       3、恒压电源的输出电压纹波大。纹波的大小对用电设备的寿命有非常大的影响，纹波越小越好。第四，电源工作时的温升。温升影响电源的稳定性及寿命，温升越低越好温升。另外从效率方面也可看出，一般效率高温升会小。

 

 

LED显示屏电源内部结构（不同的厂商，内部也尽不相同）

二、选择电源产品的注意事项

       由于LED显示屏产品的属性，在播放视频或画面时通常会产生瞬间变化的电流，这就对LED电源提出了较为严格的要求。通常，为了保证显示屏画面的正常播出，需要对电源产品预留一定的余量。一般意义上来讲，余量预留的越多，电源产品的性能越稳定，寿命越长，但是，这样一来就增加了电源 产品的成本，太多的余量预留也容易造成浪费。当前，业界的LED显示屏电源一般都是预留20%——30%的余量。

       那么，除了电源余量预留的指标，在选择电源产品时还需要注意其他几个方面。首先，为了使电源供应器的寿命增长，建议选用多30%输出功率额定的机型。例如若系统需要一个100W的电源，则建议挑选大于130W输出功率额定的机型，以此类推可有效提升电源供应器的寿命。其次，需要考虑电源供应器的工作环境温度，及有无额外的辅助散热设备，在过高的环温电源供应器需减额输出。再次，根据应用场选择各项功能的电源，如保护功能：过电压保护、过温度保护、过负载保护等；应用功能：信号功能、遥控功能、遥测功能、并联功能等； 特殊功能：功因矫正（PFC）、不断电（UPS）。

三、电源的未来发展趋势

       未来，LED显示屏还会朝着高清、节能、智能化等方向发展，电源产品也会有更多的新的技术突破。总之，面积越来越小、重量越来越轻、体积越来越薄、性能越来越高、智能化控制越来越凸显将会是LED显示屏电源的未来发展趋势。

      看完了上面的内容，希望能给大家在选购LED显示屏电源的时候有所帮助，更希望在LED显示屏技术不断发展的未来选择到合适自己使用的电源。

 

 

 

 

 

 

 

 

步进可调的稳压开关电源

{开关电源行业门户网}：开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。由于拥有较高的效率和较高的功率密度，开关电源在现代电子系统中的使用越来越普及。开关电源高频化、模块化和智能化是其发展方向。其中，步进可调、实时显示是开关电源智能化研究方向之一。现设计开关电源，技术指标为：输出电压30V至36V可调，最大输出电流2A，有过流保护功能，能对输出电压进行键盘设定和步进调整、步进值1V，并能实时显示输出电压和电流的开关稳压电源。

 

1 总体设计方案

    采用AT89S52单片机为控制核心，对普通的开关电源控制部分进行优化设计，并通过软件编程实现了对开关电源的智能控制。设计中采用隔离变压器将市电变压后通过整流滤波送至DC-DC升压变换器，经过一系列的控制整合电路之后可实现设计要求。系统总体框图如图1．1所示。

 

1．1 DC-DC主回路拓扑

    采用UC3842和MAX4080构成DC-DC转换电路。UC3842是一块功能齐全、较为典型的单端电流型PWM控制集成电路，内包含误差放大器、电流检测比较器、PWM锁存器、振荡器、内部基准电源和欠压锁定等单元。电流控制型升压DC-DC转换电路，外接元器件少、控制灵活、成本低，输出功率容易做到100W以上。当然，DC-DC转换电路也可以采用成品模块，若用PI公司生产的DPA-Switch设计开关电源具有集成度高、外围电路简单、发热量少、性能指标优良。

   

    由UC3842设计的DC-DC升压电路直接用误差信号控制电感峰值电流，间接地控制PWM脉冲宽度，达到控制输出端电压的目的。开关管以UC3842设定的频率周期开闭，使电感L储存能量并释放能量。当开关管导通时，电感充电，把能量储存在L中。当开关截止时，L产生反向感应电压，通过二极管把储存的电能释放到输出电容器中。输出电压由传递的能量多少来控制，而传递能量的多少由通过电感电流的峰值来控制。具体设计电路如图1.2所示。

 

1．2 保护电路

    在大电流的情况下容易损坏芯片，所以需要对大电流的情况给予电路保护。设计中采用单片机控制继电器的通断来控制电路中的电流，对输出电路电流采样，采样值与额定值比较，反馈比较电路如图1．3所示，当电流大于2．5A时，则产生信号使单片机进入中断处理程序，使继电器起动，实现DC-DC电路的断电，从而达到保护电路的作用。单片机控制电路如图1．4所示。该方案中单片机控制继电器的吸合时间短，而且易于实现。

 

 

1．3 数字设定及显示电路

    采用AT89S52单片机和集成芯片CD4051实现程控和步进，用单片机控制键盘实现输出电压的初始设定，可以实现电压的步进1V，步减1V。使用液晶显示输出电压和电流，可拨动转换开关来选择显示电压／电流模式。

1．4 程序设计

    在设计好相关电路的基础上，通过编程由单片机对开关电源进行智能控制。系统由单片机AT89S52控制，电源系统具有"＋‰"和"－"步进功能，步进幅度为1V。同时AT89S52结合继电器等电路实现了电路过流保护功能，并且能实时显示开关电源的输出电压和电流。程序总流程图和中断流程图如图1(5，6)所示。

 

2 提高效率

    如何提高开关电源的效率显得尤为重要。在提高开关电源的效率上采取了如下措施。

2．1 DC-DC转换电路中电感在很大程度上影响系统的效率。市场上很难买到符合要求的电感，在绕制时对电感磁芯和漆包线的要求非常高，应将输出电压纹波降到最小。

2．2 DC-DC转换电路中开关管采用MOS管取代双极性晶体管，串联栅极电阻将衰减由MOS输入电容、栅一源电路引线电感所产生的高频寄生振荡。可有效提高转换效率，若选用几个MOS管IRF530并联，可进一步提高效率。

2．3续流二极管选择肖特基二极管，其开启时间短、管压降小，可使电感存储能量大，有利于提高电源转换效率。

2．4二极管、电感和MOS管的栅极最好尽可能地靠近焊接，这样可以减少损耗，有利于提高系统的效率。

 

3 测试数据和分析

3．1 电压调整率SU

    电压调整率SU指U2在指定范围内变化时，输出电压U0的变化率。用自耦调压器调节U2从15V到21V之间变化，在输出电流为2A时候，测量出输出电压，从而得到电压调整率SU。

 

 

3．2 负载调整率SI

    负载调整率SI指I0在指定范围内变化时，输出电压U0的变化率。改变负载电阻，使输出电流在0～2A以内变化时，得到负载调整率数据如下。

 

3．3 DC-DC变换器效率

    效率η=P0／PIN，其中P0=U0I0，PIN=UINIIN。用毫伏表在DC-DC模块端口直接读出输入和输出电压电流各值，可得变换器效率。

 

3．4 纹波电流

    在开关电源设计中，MOS管源极接上1kΩ的电阻，电源滤波处加无极性电容，滤除高频纹波。电流纹波实测数据如下

 

 

    基于AT89S52的开关稳压电源具有良好智能控制和步进功能，测试数据表明电源系统具有较高的电压调整率和负载调整率，并具有很高的效率，电源在最大输出功率下能连续安全工作足够长的时间。当然可通过对MOS管及相关元器件选择、电路优化设计，或选择DC-DC成品模块可进一步提高电源性能。

 

 

 

 

 

 

 

LED显示屏动态显示和远程监控的实现

 

 摘  要：由于普通LED点阵显示屏动态显示通常采用硬件扫描驱动，这在一些需要特殊显示的场合显得不够灵活。文中提出了一种利用PC机和单片机的通讯来实现显示屏灵活的动态显示和远程监控的设计方法，同时该方法还可以将显示内容在PC机上进行预览。  

    关键词：LED；动态显示；远程控制；显示预览  

1引言

    LED 点阵电子显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示屏系统。它以其色彩鲜艳，动态范围广，亮度高，寿命长，工作稳定可靠等优点而成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。其显示和动态效果（主要是显示内容的滚动）的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，比如电梯运行中指示箭头的上下移动、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。本文提出一种利用PC机和单片机控制的LED显示系统通讯方法。该方法可以对显示内容（包括汉字和特殊图符）进行实时控制，从而实现诸如闪动、滚动、打字等多种动态显示效果。该方法同时还可以调节动态显示的速度，同时用户也可以在PC机上进行显示效果的预览，显示内容亦可以即时修改。另外，通过标准的RS232／485 转换模块还可以实现对显示系统的远程控制。

2系统硬件设计

    本 系统主要的硬件设计是下位机单片机的显示 控制部分。而上位机（PC机）与单片机显示控制部分的接口为标准RS232通讯方式。若需实现远程监控，只需增加RS232／485转换模块即可，该部分已有成熟的电路设计，故不再详细叙述。

　　具体的LED显示屏控制电路如图1所示。整个电路由单片机89C52、点阵数据存储器6264、列驱动电路ULN2803、行驱动电路TIP122、移位寄存器4094及附属电路组成。该电路所设计的电子屏可显示10个汉字，需要40个8×8 LED点阵模块，可组成16×160的矩形点阵。由于AT89C52仅有8k存储空间，而显示的内容由PC机控制，因此不可能预先把需要显示的内容做成点阵存在单片机中，而只能由PC机即时地把所需显示的点阵数据传给单片机并存入缓冲区6264。

　　该电路的显示采用逐行扫描方式。工作时，由单片机从缓冲区取出第一行需要显示的20字节点阵数据，再由列点阵数据输入端P1．2口按位依次串行输入至列移位寄存器，其数据输入的顺序与显示内容的顺序相反。然后置行点阵选通端P1．3为1，即置行移位寄存器的D为高电平，STR使能（所有4094的OE 引脚接＋5V电平），从而使列移位寄存器中的数据同时并行输出以选通该行。经延时一段时间后再进行下一行点阵数据的显示。需要注意的是，每次只能选通一行数据，即要通过不断的逐行扫描来实现汉字或字符的显示。

3显示与控制的设计

    在笔者设计的PC机控制多单片机显示系统中，用PC机实现的主要功能包括单片机显示子系统的选择，显示方式选择（包括静态、闪动、滚动、打字等），滚动方向选择（包括上下滚动和左右滚动），动态显示速度调节（即文字闪动频率、滚动速度、打字显示速度等），显示内容输入及显示预览等。单片机一般通过 RS232／485串行接收PC机发出的显示指采用定时器中断方式进行行扫描，每次中断显示一行，定时中断时间为1．25ms，这样整屏的刷新率为 50Hz，因而无闪烁感。

 

　　实现动态显示速度调节的方法通常是改变定时器的中断时间，但是当显示速度很慢的时候，该方法容易使整屏的刷新率降低，从而使显示内容出现闪烁。因此，本设计采用一种“软定时”方法，即在程序中命名一变量作为“软定时器”，以用来设定两次动态显示的时间间隔。在对定时中断调用计数时，如果调用次数达到设定值，则改变显示内容。为保证能够正常显示，“软定时器”的设定值必须大于整屏显示周期。由于显示屏每行显示1．25ms，整屏显示周期为20ms，考虑到余量的情况，可将软定时器的设定值定在大于30ms。如此循环计数，即可实现动态显示。“软定时器”的设定值可以通过上位机PC机来改变，这样既可实现 LED动态显示的速度调节，又可保持显示内容的流畅和无闪烁感。

3．1单片机动态显示控制

　　以上提到的静态、闪动、滚动和打字等4种显示方式，实际上是单片机定时中断程序进行行扫描处理的不同方法。下面将分别说明如何实现这4种显示方式。

　　静态显示只需在定时中断处理程序中从显示缓冲区调入相应的一行显示数据，然后选中该行即可实现该行的显示，如此循环，便可显示整个内容。闪动显示与此类似，不同的是要间隔一个“软定时器”的定时时间，在行扫描时，行移位寄存器的D端打入的全为0，可使得整屏不显示，以确保黑屏时间与显示时间相等，从而实现汉字或图符的闪动显示。 　　

    滚动显示要求需要显示的内容每隔一定时间向指定方向（这里以从右向左为例）移动一列，这样显示屏可以显示更多的内容。为此，需要在下次移动显示之前对显示缓冲区的内容进行更改，从而完成相应点阵数据的移位操作。具体操作方法是： 　　

    设置一个显示缓冲区（如图2所示），该区应包括两部分：一部分用来保存当前LED显示屏上显示的10个汉字点阵数据；另一部分为点阵数据预装载区，用来保存即将进入LED显示屏的1个汉字的点阵数据。滚动指针始终指向显示屏的最右边原点。当滚动指针移动到需要显示的点阵数据存储区的第1个汉字的首地址时，显示缓冲区LED显示区为空白，而预装载区已保存了第1个待显示汉字的点阵数据。当需要滚动显示时，则可在接下来的扫描周期的每个行扫描中断处理程序中，将对显示缓冲区的相应行点阵数据左移一位，同时更改显示缓冲区的内容。（需要注意的是，要确保该操作能在1．25ms的中断时间内完成。这里89C52采用22MHz晶振，实验证明可以实现该操作）。这样，在一个扫描周期后，整个汉字将左移一列，而显示缓冲区的内容也同时更改。由于预装载区保存了1个汉字点阵数据，即16×16点阵，所以当前显示缓冲区的内容只能移动16列。当下一个滚动到来时，滚动指针将移动到点阵数据存储区的下一个汉字的首地址，并在预装载区存入该汉字的点阵数据。然后重复执行上述操作便可实现滚动显示。特殊字符或图形的显示与此类似，这里不再赘述。

 

　打字显示要求汉字在显示屏上按从左到右的顺序一个个的出现，如同打字的效果。设计时可采用如下方法：首先将LED显示屏对应的显示缓冲区全部清零，即 LED显示空白，然后每间隔一个“软定时器”设定的动态显示时间，显示缓冲区依次加入一个汉字点阵数据并进行扫描显示，这样就可达到打字显示的效果。

3．2 PC机控制程序

    a．通讯功能的实现

　　在Windows环境下，实现PC与单片机的通讯可利用Windows的通讯API函数或者利用VC＋＋（或其它语言）的标准通讯函数＿inp、＿outp来实现。但上述两种方法比较繁琐，而采用ActiveX控件MSComm32来实现则非常方便。该控件用事件的方式简化了对串口操作的编程，并可设置串行通信的数据发送和接收，还可对串口状态及串口通信的信息格式和协议进行设置。其初始化程序如下：

 

 

　　一般情况下，PC要与多个单片机89C51系统进行主从式通讯，为了区分各单片机系统，可以使89C51采用串口工作方式3，即11位异步接收／发送方式，该方式的有效数据为9位，其中第9位为地址／数据信息的标志位，其作用是使从机据此判断发送的数据是否为地址，从而实现多机操作。但现在由于采用的是MSCOMM控件来实现PC机和单片机之间的通讯，这是一种标准的10位串口通信方式，即8位标准数据位和该数据的起始位、停止位各1位。因此二者格式不相符，故很难利用上述方案。因此可考虑将单片机串口设为工作方式1，即改为10位异步接收／发送方式来解决，其通讯流程如下：

　　首先发通信开始标志，接着发送需要操作的单片机系统地址，然后发送显示工作命令字，该命令包括2个字节，前一字节用于设定显示方式和滚动方向，后一字节则用于设定显示速度。再往下是传送显示内容的点阵数据，最后对数据进行校验。该通讯规约非常简便，能够较好的解决上述问题，从而实现PC机与多单片机之间的主从式通讯及对显示的控制。

　　需要注意的是，当显示内容需要改变时，为了避免在单片机串行中断接收数据时，显示屏出现乱码，应使显示屏暂不显示（处于“黑屏”状态），直到数据接收完全，串行中断处理结束时再显示。

　　汉字字模的提取非常关键，本文的字模数据取自UCDOS下的字库文件HZK16。关于这方面的介绍较多，文献［2］给出了较为具体的在VC下提取汉字字模的方案，这里不再赘述。对于特殊字符或图形点阵数据的提取，简便的方法可以先做一个BMP文件，然后用一些取模软件（如字模提取v2．1）来获得。为了显示方便，点阵数据的格式应为n×（16×8），不足要求的则应以0数据补充。 b．动态效果模拟显示

　　为了方便调节LED的显示效果，笔者在PC机的控制界面上设计了LED显示屏的模拟显示，它同实际的显示效果完全一样。用户可以设定显示的模式，并调节显示速度，然后在界面上对显示效果进行预览，同时还可以随时修改和设定参数，因而十分方便简捷。

　　为此，可先在界面上描绘出虚拟的LED显示屏，由于实际的显示屏为160×16点阵，故须在界面 上设定相同的区域。

　　实现动态显示效果的方法和以上几种基本类似，这里以滚动显示为例作一说明。对于需要滚动的文字，可以将其设置为位图格式，暂存于内存中，然后利用VC 提供的位图拷贝函数BitBlt将位图复制到显示位置。对于特殊字符或图形，则可以直接利用BitBlt函数调用到显示位置。然后在类CLEDDlg的 OnTimer函数中调用该函数，以实现文字的滚动显示。另外，也可以通过设定不同的响应时间间隔来改变文字的滚动速度。

 

汉字显示屏广泛应用与汽车报站器，广告屏等。本文介绍一种实用的汉字显示屏的制作，考虑到电路元件的易购性，没有使用8*8的点阵发光管模块，而是直接使用了256个高量度发光管，组成了16行16列的发光点阵。同时为了降低制作难度， 仅作了一个字的轮流显示，实际使用时可根据这个原理自行扩充显示的字数。

1汉字显示的原理：

我们以UCDOS中文宋体字库为例，每一个字由16行16列的点阵组成显示。即国标汉字库中的每一个字均由256点阵来表示。我们可以把每一个点理解为一个像素，而把每一个字的字形理解为一幅图像。事实上这个汉字屏不仅可以显示汉字，也可以显示在256像素 范围内的任何图形。

用8位的AT89C51单片机控制， 由于单片机的总线为8位，一个字需要拆分为2个部分。

软件打开后输入汉字，点“检取”，十六进制数据的汉字代码即可自动生成，把我们所需要的竖排数据复制到我们的程序中即可。

   我们把行列总线接在单片机的i0口，然后把上面分析到的扫描代码送入总线，就可以得到显示的汉字了。 在这个例子里，由于一共用到16行，16列，如果将其全部接入89c51

单片机， 一共使用32条io口，这样造成了io资源的耗尽，系统也再无扩充的余地。 实际应用中我们使用4-16线译码器74ls154来完成列方向的显示。 而行方向16条线则接在

p0口和p2口。

程序清单：

ORG  00H

LOOP: MOV A,#0FFH ；开机初始化，清除画面

MOV P0,A    ；清除P0口

       ANL P2,#00   ；清除P2口

MOV R2,#200  

D100MS: MOV R3,#250 ；延时100毫秒

       DJNZ R3,$

       DJNZ R2,D100MS

       MOV 20H,#00H ；取码指针的初值

l100:    MOV R1,#100 ；每个字的停留时间

L16:    MOV R6,#16 ；每个字16个码

       MOV R4,#00H ；扫描指针清零

       MOV R0,20H ；取码指针存入R0

L3:    MOV A,R4   ；扫描指针存入A

       MOV P1,A   ；扫描输出

       INC R4      ；扫描指针加1，扫描下一个

       MOV A,R0   ； 取码指针存入A

       MOV DPTR,#TABLE ；取数据表的上半部分的代码

       MOVC A,@A+DPTR

       MOV P0,A   ； 输出到P0

       INC R0      ；取码指针加1，取下一个码。

       MOV A,R0

       MOV DPTR,#TABLE ；取数据表下半部份的代码

       MOVC A,@A+DPTR

       MOV P2,A          ；输出到P2口

       INC R0

MOV R3,#02        ；扫描1毫秒

DELAY2:  MOV R5,#248    ；

       DJNZ R5,$

       DJNZ R3,DELAY2

       MOV A,#00H     ；清除屏幕

       MOV P0,A

       ANL P2,#00H    

       DJNZ R6,L3       ；一个字16个码是否完成？

       DJNZ R1,L16      ；每个字的停留时间是否到了？

       MOV 20H,R0      ；取码指针存入20H

       CJNE R0,#0FFH,L100 ；8个字256个码是否完成？

       JMP LOOP ；反复循环

     

 TABLE :

；汉字“倚”的代码

db 01H,00H,02H,00H,04H,00H,1FH,0FFH

db 0E2H,00H,22H,00H,22H,0FCH,26H,88H

db 2AH,88H,0F2H,88H,2AH,0FAH,26H,01H

db 63H,0FEH,26H,00H,02H,00H,00H,00H

；以下分别输入天，一，出， 宝，刀，屠，龙，的代码，略。

end

  电路中行方向由p0口和p2口完成扫描，由于p0口没有上拉电阻，因此接一个4.7k*8的排阻上拉。 如没有排阻，也可用8个普通的4.7k 1/8w电阻。为提供负载能力，接16个2n5551的NPN三极管驱动。

列方向则由4—16译码器74LS154完成扫描，它由89C51的P1.0---P1.3控制。同样，驱动部分则是16个2N5401的三极管完成的。

电路的供电为一片LM7805三端稳压器，耗电电流为100Ma左右。

采用一块12*20cm的万能电路板，应当选用质量好些的发光管，（否则有坏点现象， 更换起来较麻烦）首先将256个发光管插入电路板，注意插入方向，同时使高度一致，行方向直接焊接起来， 列方向则搭桥架空焊接，完成后用万用表测试一下如有不亮的更换掉。

    然后找一个电脑硬盘的数据线，截取所需的长度，分别将行，列线引出至电路的相关管脚即可。原理图为了简洁，故只画出了示意图，行列方向只画出了2个三极管，屏幕只画出4个发光管， 实际上发光管为256只，三极管行列方向各16只，一共32只。焊接过程认真仔细一天时间即可完成全部制作。将程序编译后烧写入89c51, 插入40pin Ic座，即可看到屏幕轮流显示：“倚天一出宝刀屠龙”。

    当然，你可将程序的汉字代码部分更换为您所需要的代码即可显示你所需要的汉字

元件清单：

名称

数量

规格

4．7k 1/8w

32

电阻

4.7k*8排阻

1