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毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
1．引言
联欢晚会三样法宝，光立方为最。自从国庆60周年联欢晚会开始演练后，一个全新的名词光立方，吸引了全国人民的关注。光立方简单讲就是用单片机控制很多规则排列的LED的亮和灭。它有多种颜色可以变化，控制方式也有很多种，声控，触控，光控，按键等。光立方由过个小的彩灯组成，可以组成不同的图案，幻化出不同的色彩，视觉上给人以极大的震撼，因而刚一面世随即受到人们很大的喜爱。由于发光二极管质量比较稳定，不用频繁地去更换，能减少成本，更节能。光立方作为一种特殊的显示资源，已用于一些广告行业、家庭、娱乐厅、会议室、大型演唱会、城市地标广场等场所的布置和装饰，还可以用于更广泛方面，具有广阔的应用前景。
2.国内外研究现状
在现在社会信息化告诉发展过程中，屏幕显示已经从公共信息发展等商业应用向消费类多媒体渗透。在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场所需要用LED点阵显示图形和汉字。随着网络的告诉发展，数字化多媒体将在信息化世界中占据主流，新型的屏幕显示设备将成为现在人们享受 信息和多媒体的中心。LED显示已成为城市亮化、现代化和信息化社会的一个重要标志。1970年代最早的GaP、GaAsP同质结红、黄、绿色低发光效率的LED已开始应用于指示灯、数字和文字显示。到1996年LED在全世界的销售额已达到几十亿美元。最近十年，高亮度化、全色化一直是LED材料和器件工艺技术研究的前沿课题。超高亮度(UHB)是指发光强度达到或超过100mcd的LED，又称坎德拉(cd)级LED。高亮度A1GaInP和InGaNLED的研制进展十分迅速，现已达到常规材料GaA1As、GaAsP、GaP不可能达到的性能水平。1991年日本东芝公司和美国HP公司研制成InGaA1P620nm橙色超高亮度LED，1992年InGaA1p590nm黄色超高亮度LED实用化。同年，东芝公司研制InGaA1P573nm黄绿色超高亮度LED，法向光强达2cd。1994年日本日亚公司研制成InGaN450nm蓝(绿)色超高亮度LED。至此，彩色显示所需的三基色红、绿、蓝以及橙、黄多种颜色的LED都达到了坎德拉级的发光强度，实现了超高亮度化、全色化，使发光管的户外全色显示成为现实。我国发展LED起步于七十年代，产业出现于八十年代。自20世纪80年代后期开始，随着LED制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的应用。在我国改革开放之后，特别是进入90年代国民经济高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈，LED显示屏的出现正好适应了这一市场形势，因而在LED显示屏的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高。LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏，到图像显示屏的发展过程。LED显示屏分为图文显示屏以及视频显示屏，由LED矩阵块组成。图文显示屏可以和计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用的是微型计算机进行控制，图文、图像一起出现，以同步、清晰的信息传播方式播放各种信息。LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是：亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。
3.发展趋势
随着技术和市场的发展，我国的LED显示产业将会在调整中逐步提高并有合理的分工，形成新的产业格局。在整体产业链中，LED器件生产的龙头企业和显示产品生产的骨干企业的形成，将重新界定上下游产业的分工，突出体现专业化分工和协作。基础材料的产业化，使LED基于单片机的光立方设计全彩显示铲平成本下降，应用加快发展。也许在半导体照明产业发展初期，LED器件生产企业和显示产品生产企业的专业化分工和协作的界定比较模糊，但随着市场的扩展和技术产品的成熟，这种界定将日渐清晰。基础半导体工业的迅猛发展，带动了发光二极管制造材料以及制作工艺的改进，在颜色与亮度方面有了质的飞跃，高亮度、蓝色及纯绿色法官二极管已产业化并得到应用。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、全彩显示要求，四元素的红色LED器件及高亮度蓝色、纯绿色、全彩在室外显示屏中得到普遍应用。预计未来的几年中，全彩LED 3D显示屏在户外广告媒体中会普遍的代替传统各种产品。其中，光立方的发展令人惊叹，从最初的3D4单色光立方开始，向着3D8单色光立方、3D16单色光立方，再到后来的3D4混合色、双色、三色到最后的全彩，发展色度及其快。现在，每位光立方的爱好者都在研究光立方，有的变换它的形状，并不局限于正方体，可以是树状，星型的等，有的人是利用遥控来操控它的变化，还有的人利用外界光的强弱来让光立方自己调整亮度。相信在未来，光立方的研究会更有新意，会向着成本低、耗能少、图案逼真、给人一种舒适感，同样可以运用在各个领域之中。
4.设计方案
光立方其功能相当于三维显示器，只不过光立方是由LED灯组成的三维的立方体。光立方显示的原理简单的说就是单片机控制64个LED灯，在不同时刻点亮要显示图案位置所在的灯，利用人眼的余晖效应，可以看到比较完整的显示图案或动画。其原理如下：光立方从下到上工4层，每层16个LED灯的负极分两列接到一起，第一层16个红色正极，16个绿色正极和16个蓝色正极，2个同色的接到一起分别引出，第二层的每个正极分别接到对应的第一层正极，第三第四层同上。光立方引出4层8条引出线加上24条正极引出线。
大多数光立方主要由五大模块组成：单片机控制模块、复位电路模块、时钟电路模块、显示模块。按系统功能要求，控制模块采用STC15C5A60S2单片机以及74HC573锁存器，通过程序来进行LED灯的发光；显示模块用到64个全彩LED灯。
[1] 苏珊、肖英、李行杰 .基于STC单片机的8*8*8LED光立方系统设计[J] .吉首大学学报（自然科学版）.2013.11.25
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