GPRS车载LED广告屏控制器设计硬件部分
目 录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外车载LED技术研究现状 1
1.3 研究目标及内容 2
2 系统总体设计 3
2.1 系统功能需求分析 3
2.2 网络通信的选择 4
2.3 系统总体设计框架 4
3 硬件设计 5
3.1 主要模块描述 5
3.2 模块和芯片的选型 6
3.3 电源电路 14
3.4 GPRS与单片机接口电路设计 16
3.5 单片机STM32F103RBT6最小系统电路的设计? 17
3.6 LED点阵屏驱动 18
4 软件设计 19
4.1 系统程序的总体软件设计 19
4.2 GPRS收发模块软件总体设计 20
4.3 LED点阵显示程序设计 22
5 调试测试 23
5.1 硬件测试 23
5.2 综合调试 25
5.3 总结 27
结论 28
致谢 29
参考文献 30
1 引言
1.1 研究背景
LED显示屏是由发光二极管或像素单元组成的，具有亮度高，运行电压低，耗能低，长时间使用，可靠性好和许多优点。当今世界充斥着各种广告，传统的广告模式有报纸，视频，图片等等，但是往往都是投入大，浪费大量人力物力，流动性差，宣传内容不易更改 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
而且见效甚微。比如说电视广告动辄上百万，纸张的广告又浪费大量资源，流动性不足，不能更改，只能撕了重新印刷，而且模式老套不能够获得群众的亲睐，效果不明显。LED屏在当今以一种社会新型的信息发布载体被广泛的应用到各行各业 ，比如用于银行、车站、商店、信号指示牌等。 LED广告屏作为一种有力的信息发布和传播的载体，大致可分为图文广告屏、影像广告屏。有一些生产商推出的第四代大屏显示技术，能够实现上下滚动、翻转、单双面显示等多种模式，它是由发光二极管组成的的显示屏，通过串口接收发送端送来的数据实时进行显示。
LED屏已经成为一个快速发展的行业，需求空间非常大，发展前景非常广阔。据业内人士估计，LED显示屏已经进入了一个新的发展阶段，从2010的94亿元的市场份额，到2015年的年末，中国市场的份额估测将达到322亿元。相比2014年提高将近23.3%。并且由于广告限制播放政策的出台，预测每一年从电视广告里分离出来的广告市场会有100多亿元，这都会有力的推动以LED屏为载体的广告市场的进一步发展。
由此可见，可见车载LED广告屏的需求非常大，前景非常好，所以我们此次研究的课题很有必要。
1.2 国内外车载LED技术研究现状
车载LED广告屏突破传统的广告投放方式，它的流动性很强，数据更新很及时，更为广告界所亲睐，是一种新型的广告媒体。
（1）新媒体，吸引眼球
研究表明人们对新事物充满好奇感，相比于传统的广告媒体，车载LED显示屏更加新颖更能吸引人们的好奇心和注意力，进而广告能够更加博得群众的眼球，这样的宣传效果往往事半功倍，更容易吸引广告投放者。车载LED显示屏是一种崭新的广告载体，一定会受到全广告界的关注，并且能获得广泛的应用，占据更多的广告市场。
（2）超强的流动性
相比于传统的广告模式，车载LED广告屏具有其独一无二的特点，超强的流动性。传统的广告宣传范围有限，往往固定在一个地方，如果想要大力宣传，广告商不得不租用繁华地段来进行宣传，投资大。车载LED广告屏因为车辆的流动性，使得宣传范围得到空前的延伸。也不会因为繁华地段而投资增大，相反越是繁华人多的地方，出租车越是密集，宣传越是给力，不得不说车载LED显示屏是流动的广告[6]。
（3）成本低环保
传统的广告媒体，尤其以纸质的媒体为代表，宣传内容较为固定，不易更改，一旦需要更改，只能销毁之前的宣传材料，重新印刷。耗时耗力，且在当今可持续发展的社会，这种广告媒体不利于环保。而车载LED显示屏却能很好的解决这个问题，省去了大量资源的浪费，而且容易更改，可以重复使用，对于广告投放者来说，成本降低了，省时省力，对社会来说更加环保低碳了。
在LED控制领域，为了满足市场需求，出现了不同的几种控制方法：
（1）单片机控制：该控制方式较为简单、成本低、操作简单，但是由于信息烧入存储器中，更改数据很麻烦。
（2）计算机控制：这种借助专门的接口电路与LED显示屏相连的控制方式功能强大。但是这种控制方式，需要独立的计算机进行数据的传递，不能脱机使用。而且采用485总线传输距离有限，长距离的控制会花费大量的人力物力，而且出现问题时，工作人员检修也比较麻烦。
（3）GPRS控制：该控制方式，基于GPRS网络技术，借助网络运营商的网络，进行数据的传输，并且根据事先约定的协议，对LED控制器进行控制。没有空间的限制，而且能够及时更新数据。并且可以实现对多个不同目标的统一控制。
不得不说，基于GPRS的车载LED显示发布屏有其得天独厚的发展优势与巨大的市场前景，只要设计合理、贴合人性化，我相信不久的将来，车载LED显示屏将遍地开花。
1.3 研究目标及内容
我们本次项目将设计基于GPRS的车载LED信息发布屏控制器，根据实际调研，LED屏大小为16*128点阵屏。该控制器及LED屏都安装在汽车上。该控制器能够接收上位机发送的信息，并保存起来，控制器能够根据条件正确的播放信息，包括存储器能够存储1000条广告信息。
工作过程及其内容：
（1）首先通过手机终端发送数据，通过移动运营商将指令、广告属性及内容发送给LED屏控制器。
（2）控制器根据事先约定通信协议，从数据中获得不同控制信息，包括校时、删除广告、新增广告。
l 删除广告：通过GPRS模块把存储芯片里存储的广告反馈给手机，然后人工选择相应广告的编号，最后发送删除确定指令。
l 新增广告：包括广告内容、广告播放形式、广告优先级。 广告播放形式是包括广告的播放方向（即从左到右还是从右往左）、播放的次数、播放的时 间段。 广告优先级包括即时广告、 优先广告、循环广告。
（3）控制器根据获得时效信息与RTC核对，从而得到相应的时间信息。根据获取的广告内容信息，通过内码以及ASCII码转换得到二进制码，再通过字库获得相应汉字符号的点阵码，进而通过控制器控制行驱动电路和列驱动电路采用逐行扫描法去控制LED屏显示出广告内容。
（6）LED显示屏输出模块；
56 PB4/JNTRST I/O 串行接口4
60 BOOT0 I 三种不同的启动模式
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外车载LED技术研究现状 1
1.3 研究目标及内容 2
2 系统总体设计 3
2.1 系统功能需求分析 3
2.2 网络通信的选择 4
2.3 系统总体设计框架 4
3 硬件设计 5
3.1 主要模块描述 5
3.2 模块和芯片的选型 6
3.3 电源电路 14
3.4 GPRS与单片机接口电路设计 16
3.5 单片机STM32F103RBT6最小系统电路的设计? 17
3.6 LED点阵屏驱动 18
4 软件设计 19
4.1 系统程序的总体软件设计 19
4.2 GPRS收发模块软件总体设计 20
4.3 LED点阵显示程序设计 22
5 调试测试 23
5.1 硬件测试 23
5.2 综合调试 25
5.3 总结 27
结论 28
致谢 29
参考文献 30
1 引言
1.1 研究背景
LED显示屏是由发光二极管或像素单元组成的，具有亮度高，运行电压低，耗能低，长时间使用，可靠性好和许多优点。当今世界充斥着各种广告，传统的广告模式有报纸，视频，图片等等，但是往往都是投入大，浪费大量人力物力，流动性差，宣传内容不易更改 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
而且见效甚微。比如说电视广告动辄上百万，纸张的广告又浪费大量资源，流动性不足，不能更改，只能撕了重新印刷，而且模式老套不能够获得群众的亲睐，效果不明显。LED屏在当今以一种社会新型的信息发布载体被广泛的应用到各行各业 ，比如用于银行、车站、商店、信号指示牌等。 LED广告屏作为一种有力的信息发布和传播的载体，大致可分为图文广告屏、影像广告屏。有一些生产商推出的第四代大屏显示技术，能够实现上下滚动、翻转、单双面显示等多种模式，它是由发光二极管组成的的显示屏，通过串口接收发送端送来的数据实时进行显示。
LED屏已经成为一个快速发展的行业，需求空间非常大，发展前景非常广阔。据业内人士估计，LED显示屏已经进入了一个新的发展阶段，从2010的94亿元的市场份额，到2015年的年末，中国市场的份额估测将达到322亿元。相比2014年提高将近23.3%。并且由于广告限制播放政策的出台，预测每一年从电视广告里分离出来的广告市场会有100多亿元，这都会有力的推动以LED屏为载体的广告市场的进一步发展。
由此可见，可见车载LED广告屏的需求非常大，前景非常好，所以我们此次研究的课题很有必要。
1.2 国内外车载LED技术研究现状
车载LED广告屏突破传统的广告投放方式，它的流动性很强，数据更新很及时，更为广告界所亲睐，是一种新型的广告媒体。
（1）新媒体，吸引眼球
研究表明人们对新事物充满好奇感，相比于传统的广告媒体，车载LED显示屏更加新颖更能吸引人们的好奇心和注意力，进而广告能够更加博得群众的眼球，这样的宣传效果往往事半功倍，更容易吸引广告投放者。车载LED显示屏是一种崭新的广告载体，一定会受到全广告界的关注，并且能获得广泛的应用，占据更多的广告市场。
（2）超强的流动性
相比于传统的广告模式，车载LED广告屏具有其独一无二的特点，超强的流动性。传统的广告宣传范围有限，往往固定在一个地方，如果想要大力宣传，广告商不得不租用繁华地段来进行宣传，投资大。车载LED广告屏因为车辆的流动性，使得宣传范围得到空前的延伸。也不会因为繁华地段而投资增大，相反越是繁华人多的地方，出租车越是密集，宣传越是给力，不得不说车载LED显示屏是流动的广告[6]。
（3）成本低环保
传统的广告媒体，尤其以纸质的媒体为代表，宣传内容较为固定，不易更改，一旦需要更改，只能销毁之前的宣传材料，重新印刷。耗时耗力，且在当今可持续发展的社会，这种广告媒体不利于环保。而车载LED显示屏却能很好的解决这个问题，省去了大量资源的浪费，而且容易更改，可以重复使用，对于广告投放者来说，成本降低了，省时省力，对社会来说更加环保低碳了。
在LED控制领域，为了满足市场需求，出现了不同的几种控制方法：
（1）单片机控制：该控制方式较为简单、成本低、操作简单，但是由于信息烧入存储器中，更改数据很麻烦。
（2）计算机控制：这种借助专门的接口电路与LED显示屏相连的控制方式功能强大。但是这种控制方式，需要独立的计算机进行数据的传递，不能脱机使用。而且采用485总线传输距离有限，长距离的控制会花费大量的人力物力，而且出现问题时，工作人员检修也比较麻烦。
（3）GPRS控制：该控制方式，基于GPRS网络技术，借助网络运营商的网络，进行数据的传输，并且根据事先约定的协议，对LED控制器进行控制。没有空间的限制，而且能够及时更新数据。并且可以实现对多个不同目标的统一控制。
不得不说，基于GPRS的车载LED显示发布屏有其得天独厚的发展优势与巨大的市场前景，只要设计合理、贴合人性化，我相信不久的将来，车载LED显示屏将遍地开花。
1.3 研究目标及内容
我们本次项目将设计基于GPRS的车载LED信息发布屏控制器，根据实际调研，LED屏大小为16*128点阵屏。该控制器及LED屏都安装在汽车上。该控制器能够接收上位机发送的信息，并保存起来，控制器能够根据条件正确的播放信息，包括存储器能够存储1000条广告信息。
工作过程及其内容：
（1）首先通过手机终端发送数据，通过移动运营商将指令、广告属性及内容发送给LED屏控制器。
（2）控制器根据事先约定通信协议，从数据中获得不同控制信息，包括校时、删除广告、新增广告。
l 删除广告：通过GPRS模块把存储芯片里存储的广告反馈给手机，然后人工选择相应广告的编号，最后发送删除确定指令。
l 新增广告：包括广告内容、广告播放形式、广告优先级。 广告播放形式是包括广告的播放方向（即从左到右还是从右往左）、播放的次数、播放的时 间段。 广告优先级包括即时广告、 优先广告、循环广告。
（3）控制器根据获得时效信息与RTC核对，从而得到相应的时间信息。根据获取的广告内容信息，通过内码以及ASCII码转换得到二进制码，再通过字库获得相应汉字符号的点阵码，进而通过控制器控制行驱动电路和列驱动电路采用逐行扫描法去控制LED屏显示出广告内容。
（6）LED显示屏输出模块；
56 PB4/JNTRST I/O 串行接口4
60 BOOT0 I 三种不同的启动模式
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