阵LED显示系统研究与设计_前期报告

第一篇：阵LED显示系统研究与设计_前期报告

河北工业大学城市学院本科毕业设计（论文）前期报告

河北工业大学城市学院本科毕业设计（论文）前期报告

毕业设计（论文）题目：点阵LED显示系统研究与设计 专业（方向）：电子信息工程

学 生

信 息：

学号：087785

姓名： 李文超

班级：电子C082 指导教师信息：

姓名：李琦

职称：副教授 报告提交日期：2012-3-17

文献综述

一、课题的研究意义：

在现代信息化社会的高速发展过程中，LED显示屏成为现代信息化社会信息传播的一种重要手段，已经从公共信息展示等商业应用开始向消费类多媒体应用渗透。随着宽带网络的发展，数字化的多媒体内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内容的中心。

二、课题的研究背景：

LED 点阵显示屏的构成型式有多种，其中典型的有两种。一种把所需展示的广告信息烧写固化到 EPROM 芯片内，能进行固定内容的多幅汉字显示，称为单显示型；另一种在机内设置了字库、程序库，具有程序编制能力，能进行内容可变的多幅汉字显示，称可编程序型。目前，国内的 LED 点阵显示屏大部分是单显示型，其显示的内容相对较少，显示花样较单一。一般在产品出厂时，显示内容就已写入显示屏控制系统中的 EPROM 芯片内，当需要更换显示内容时就非常困难，这样使该类型的显示屏使用 范围受到了限制。国内的另一种 LED 显示屏——可编程序型 LED 显示屏，虽然增 加了显示屏系统的编程能力，显示内容和显示花样都有所增加，但也存在着更换显示内容不便的缺点。随着社会经济的迅速发展，如今的广告牌都存在着显示内容丰富、信息量大、信息更换速度快等特点。因此传统的 LED 显示屏控制系统已 经越来越不能满足现代广告宣传业的需要。而利用 PC 机通信技术控制 LED 显示 屏，则具有显示内容丰富，信息更换灵活等优点。本课题要求设计一个点阵LED显示屏，要求在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形和文字应稳定、清晰无串扰。图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。

从理论上说，不论显示图形还是文字，只要控制与组成这些图形或文字的各个点所在的位置相对应的LED器件发光，就可以得到我们想要的显示结果，这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式。16ｘ64的点阵共有1024个发光二极管，显然单片机没有这么多的端口，如果采用锁存器来扩展端口，按8位的锁存器来计算，16ｘ64的点阵需要1024/8=128个锁存器。这个数字很庞大，因为我们仅仅是16ｘ64的点阵，在实际应用中的显示屏往往要大得多，这样在锁存器上花的成本将是一个很庞大的数字。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另外一种称为动态扫描的显示方法

动态扫描的意思简单地说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行（比如16行）的同

[1]河北工业大学城市学院本科毕业设计（论文）前期报告

名列共用一套驱动器。具体就16ｘ64的点阵来说，把所有同1行的发光管的阳极连在一起，把所有同1列的发光管的阴极连在一起（共阳极的接法），先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第1行使其燃亮一定时间，然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第2行使其燃亮相同的时间，然后熄灭；以此类推，第16行之后，又重新燃亮第1行，反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每秒24次以上），由于人眼的视觉暂留现象，就能够看到显示屏上稳定的图形了。

采用扫描方式进行显示时，每一行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个驱动器。显示数据通常存储在单片机的存储器中，按8位一个字节的形式顺序排放。显示时要把一行中各列的数据都传送到相应的列驱动器上去，这就存在一个显示数据传输的问题。从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用并列方式或串行方式。显然，采用并行方式时，从控制电路到列驱动器的线路数量大，相应的硬件数目多。当列数很多时，并列传输的方案是不可取的【9-10】。

采用串行传输的方法，控制电路可以只用一根信号线，将列数据一位一位传往列驱动器，在硬件方面无疑是十分经济的。但是，串行传输过程较长，数据按顺序一位一位地输出给列驱动器，只有当一行的各列数据都以传输到位之后，这一行的各列才能并行地进行显示。这样，对于一行的显示过程就可以分解成列数据准备（传输）和列数据显示两部分。对于串行传输方式来说，列数据准备时间可能相当长，在行扫描周期确定的情况下留给行显示的时间就太少了，以致影响到LED的亮度。

解决串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾问题，可以采用重叠处理的方法。即在显示本行各列数据的同时，传送下一列数据。为了达到重叠处理的目的，列数据的显示就需要具有存储功能。经过上述分析，就可以归纳出列驱动器电路应具有的功能。对于列数据准备来说，它应能实现串入并处的移位功能；对于列数据显示来说，应具有并行锁存的功能。这样，本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时，串并移位寄存器就可以准备下一行的列数据，而不会影响本行的显示。

3、本课题采用MCS-51系列单片机，因为它具有

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[5]

：

①可靠性高：因为芯片是按工业测控环境要求设计的，故抗干扰的能力优于PC机。

②便于扩展：片内具有计算机正常运行所必需的部件，片外有很多供扩展用的(总线，并行和串行的输入/输出)管脚，很容易组成一定规模的计算机应用系统。

③控制功能强：具有丰富的控制指令：如：条件分支转移指令，I/O口的逻辑操作指令，位处理指令。④实用性好：体积小，功耗低，价格便宜，易于产品化等优点。

本课题拟根据点阵LED显示特性，以单片机为核心处理器设计点阵LED显示系统，实现点阵LED控制、显示驱动、文字或图形显示等功能，该系统应具有结构简单、成本低、应用方便等特点。

参考文献：

1.禇昌晨.LED显示屏系统原理及工程技术.成都.电子科技大学出版社.2000 2.李光飞，楼然苗.51系列单片机设计实例.北京航空航天大学出版社.2003 3.范立南，谢子殿.单片机原理及应用教程.北京.北京大学出版社.2006 4.王幸之.AT89系列单片机原理与应用.北京.北京航空航天大学出版社.2004 5.阎石.数字电路技术基础.北京.高等教育出版社.1998 6.丁元杰.单片微机原理及应用.北京.机械工业出版社.1999 河北工业大学城市学院本科毕业设计（论文）前期报告

7.周荷琴，吴勇清.微型计算机原理与接口技术.合肥.重活科技大学出版社.2004 8.张红润，马平安.单片机原理及应用.科学出版社.1999 9.韩志军，沈晋源，王振波.单片机应用系统设计—入门向导与设计实例.机械工业出版社.2005 10.彭为.单片机典型系统设计实例精讲.北京.电子工业出版社.2006

前期报告

一、课题工作安排：

第一周：明确课题研究内容和最终结果，检索文献、查阅资料、收集课题所需的中外文素材。第二周：整理素材、撰写文献综述。根据任务要求，制定工作计划。

第三周：学习与课题相关的关键技术，研究基于单片机的点阵LED显示系统工作原理。制定设计技术指标、功能，并进行方案论证。

第四周：对进行前期工作总结，撰写前期报告。第五周：接受前期工作检查，修改设计方案。

第六周：熟悉单片机开发工具，掌握开发设计方法，系统硬件设计。第七周：系统软件设计分析。

第八周：系统软硬件性能、指标和功能分析。第九周：对研究结果进行小结，撰写中期报告。第十周：接受中期工作检查，进行系统调试实验。第十一周：进行系统软硬件测试。

第十二周：根据调试实验结果对系统软硬件设计进行改进。对调试实验结果进行分析并给出结论。用所学知识对结论予以分析及整理，撰写毕业论文。

第十三周：修改论文并提交论文初稿。

第十四周：根据指导教师评审意见改稿，并提交设计论文定稿。第十五周：整理全部设计文档。第十六周：准备答辩。

二、本课题要研究或解决的问题：

本课题旨在设计点阵LED显示系统，该系统具有实现显示内容的向左滚动显示功能，下面进行说明。1.系统的显示功能

8X8点阵可以用于显示简单的中文文字，也可用于简单图形显示。用多块点阵显示器组合则可构成大屏幕显示器，使用AT89C51控制驱动。

2.系统的滚动显示功能或技术指标

动态显示采用动态扫描显示方式, 因为利用动态扫描显示使我们看到一幅稳定画面的实质是利用了人眼的暂留效应和发光二极管发光时间的长短, 发光的亮度等因素。

二、拟采用的研究手段（途径）：

1、系统设计方案 河北工业大学城市学院本科毕业设计（论文）前期报告

（1）单片机系统及外围电路：单片机采用AT89C51。系统采用12 MHz或更高频率的晶振，以获得较高的刷新频率，使显示更稳定。单片价的串口与列驱动器相连，用来送显示数据。P1口低4位与行驱动器相连，送出行选信号，P1.5～P1.7口则用来发送控制信号。P0和P2口空闲，在必要时可以扩展系统的ROM和RAM。

（2）列驱动电路：由集成电路74HC595构成。它具有一个8位串入并出的移位寄存器和一个8位输出锁存器的结构，而且移位寄存器和输出锁存器的控制是各自独立的，可以实现在显示本行各列数据的同时，传送下一行的列数据，即达到重叠处理的目的。

74HC595的输入侧有8个串行移位寄存器，每个移位寄存器的输出都连接一个输出锁存器。引脚SI是串行数据的输入端。引脚SCK是移位寄存器的一位时钟脉冲，在其上升沿发生移位，并将SI的下一个数据打入最低位。移位后的各位信号出现在各移位寄存器的输出端，也就是输出锁存器的输入端。RCK是输出锁存器的打入信号，其上升沿将移位寄存器的输出打入到输出锁存器。引脚G是输出三态门的开放信号，只有当其为低时移位寄存器的输出才开放，否则为高阻态。芯片的输出端QA~QH，最高位QH可作为多芯片74HC595级联应用时，向上一级的级联输出。但一位QH受输出锁存器打入控制，所以还从输出锁存器前引出QH’,作为与移位寄存器完全同步的级联输出。

2、系统基本框图如下：

将8片74HC595进行级连，可共用一个移位时钟SCK及数据锁存信号RCK。这样，当第一行需要显示的数据经过8x8=64个SCK时钟后便可将其全部移入74HC595中，此时还将产生一个数据锁存信号RCK将数据锁存在74HC595中，并在使能信号G的作用下，使串入数据并行输出，从而使与各输出位对应的场驱动管处于放大或截止状态；同时由行扫描控制电路产生信号使第一行扫描管导通，相当于第一行LED的正端都接高，显然，第一行LED管的亮灭就取决于74HC595中的锁存信号；此外，在第一行LED管点亮的同时，再在74HC595中移入第二行需要显示的数据，随后将其锁存，同时由行扫描控制电路将第一行扫描管关闭而接通第二行，使第二行LED管点亮，以此类推，当第十六行扫描过后再回到第一行，这样，只要扫描速度足够高，就可形成一幅完整的文字或图像。

3、显示屏软件的主要功能是向屏体提供显示数据，并产生各种控制信号，使屏幕按设计的要求显示。根据软件分层次设计的原理，可把显示屏的软件系统分成两大层：第一层是底层的显示驱动程序，第二层是上层的系统应用程序。显示驱动程序负责向屏体送显示数据，并负责产生行扫描信号和其他控制信号，配合完成LED显示屏的扫描显示工作。显示驱动程序由定时器T0中断程序实现。系统应用程序完成系统环境设置，显示效果处理等工作，由主程序来实现。河北工业大学城市学院本科毕业设计（论文）前期报告

显示驱动程序在进入中断后首先要对定时器T0重新赋初值，以保证显示屏刷新率的稳定。然后显示驱动程序查询当前燃亮的行号，从显示缓冲区内读取下一行的显示数据，并通过串口发送给移位寄存器。为消除在切换行显示数据的时候产生拖尾现象，驱动程序先要关闭显示屏，即消隐，等显示数据打入输出锁存器并所存，然后在输出新的行号，重新打开显示。

总之，毕业设计已经按照任务书的要求正常展开，阅读了一些与毕业设计相关的参考文献，特别是相关的学术论文和书籍，启发很大，了解了整个设计的流程，明确了设计中的重点部分，学习到了很多课题中需要熟悉和掌握的知识，为顺利开展下一阶段的工作打下良好的基础。

第二篇：单片机实习报告 LED点阵汉字显示

广东纺织职业技术学院

广东纺织职业技术学院 单片机与接口技术实习报告

题目 16*16 LED点阵汉字显示

院（系）

机电工程系

专

业

学生姓名

指导教师

起始日期： 2009年12月16日

广东纺织职业技术学院

单片机与接口技术实习计划及任务书

一、实习任务

《单片机与接口技术》实训课是理论课程的实践教学环节，它是机电技术专业的主要实践技能课程。课程内容包括单片机软件编程与仿真和调试。单片机硬件设计安装与调试，单片机应用系统综合设计，安装与调试等。实训课程的基本任务是：使学生在掌握单片机基础知识的基础上，掌握单片机软硬件的设计、开发、调试能力。具有较好的单片机实际应用能力。为今后从事生产一线的技术工作以及进一步提高科学技术水平打下坚实的基础。同时，结合本课程的特点，逐步培养学生观察分析问题和动手解决问题的能力。

二、项目设计

汉字显示屏广泛应用于汽车报站器，广告屏等。在本实训中，汉字显示屏采用了16*16的点阵模块；汉字显示的原理以在UCDOS中文宋体字库为例，每一字由16行16列的点阵组成显示。即国际汉字库中的每一字均由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。所以在这个汉字屏上不仅可以显示汉字，也可以显示在256像素范围内的任何图形。

项目要求在16*16的点阵模块上实现一组可移动的汉字或一副简图。

三、报告及方案

1、了解、熟悉单片机开发的特点、方法及趋势。

2、熟悉软件编制、调试的方法、流程。

3、理解单片机控制的原理和特点。

4、养成良好的设计习惯、培养正确的思路和工作态度。

5、熟练运用单片机开发软件——Keill。

四、原理介绍

广东纺织职业技术学院

1、电路原理图如图所示

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2、电路工作原理分析：

汉字显示在UCDOS中文宋体字库中，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副图像。所以在这个汉字屏上不仅可以显示汉字，也可以显示在256像素范围内的任何图形。我是显示汉字“施”，扫描原理如下：在UCDOS中文宋体字库中，每一个字由16行16列的点阵组成显示。如果用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，一般我们拆分为上部和下部，上部由8*16点阵组成，下部也由8*16点阵组成。

单片机首先显的是左上角的的第一列的上列的上半部分，即第0 列的p00---p07口。方向为p00到p07，显示汉字“施”时，由上而下排列，为P0.0灭，P0.1灭，P0.3亮，P0.4灭，P0.5灭，P0.6灭，P0.7亮。即二进关系00100011, 转换为16进制国23H。上半部第一列完成后，继续扫描下半部的第一列，为了接线方便，我们使用仍设计成由上往下扫描，即从p27向p20方向扫描，从右图可以看到，这一列为，P2.7亮，P2.6亮，P2.5灭，P2.4灭，P2.3灭，P2.4灭，P2.3亮，P2.2亮，即为1100001，16进制为0C3H.然后单片机转向上半部每二列，仍为00100010，即22H，16进制为22H，这一列完成后继续进行下半部分，二进制为01000001，即16进制41H。依照这个方法，继续进行下面的扫描，一共扫描32个8位，可以得出汉字“施”。

3、显示原理图

1）静态显示原理图 2）静态显示程序编写

3）静态显示工作原理分析

静态显示方式下，所有LED显示器的COM公共极接地（共阴极显示器）或接电源（共阳极显示器），显示器的8个段与并行输出端口的输出端相连。所谓静态显示，就是每一个显示器各笔画段都要独占具有锁存功能的输出口线，CPU把欲显示的字形代码送到输出口上，就可以使显示屏显示出所需的数字或符号。此后，即使CPU不再去访问它，显示的内容也不会消失（因为各笔画段接口具有锁存功能）。

静态显示法的优点是，显示程序十分简单，显示亮度大，由于CPU不必经常扫描显示器，所以节约了CPU的工作时间。但静态显示也有其缺点，主要是占用的I/O口线较多，硬件成本也较高。所以，静态显示法常用在显示器数目较少的应用系统中。

五、心得体会

时间如白驹过隙，一晃一个星期就过去了，在这个星期里，我们迎来了单片机与接口技术的实习。此次我们实习的内容是了解矩阵LED显示的基本原理和功能，掌握16*16矩阵LED和单片机的硬件和软件接口设计方法以及完成驱动程序的编程。

这次实习的要求是在16*16的点阵模块上实现一组可移动的汉字或一幅简图，因为这前我们在课堂上还没有学习到这个程度，所以在开始实习的时候老师就为我们讲解了一下，在显示一个点的基础上显示不同的点，从而组成汉字或简图。在认真听了老师对实验的讲解后，广东纺织职业技术学院

我们就开始画点阵图，编写自己的程序。

这次实习，我们是以小组为单位的。在编写程序时，我却忘了点阵图里面每个点的表示方法，后来通过同学的帮忙，我终于编写出静态“施”的程序。

在实验室中，老师先教我们接线，怎样检查线的好坏，因为这关系到后面编写的程序能否显示。当这些准备工作都做好时，我就把我要显示的“施”字的程序打到电脑上，但却发现程序有错误，经过反复的检查才发现原来有一步程序中的00H，打成了ooH。程序没问题时，就操作保存——复位——显示，在显示屏上，清晰鲜艳的“施”字宣告我静态显示实验成功了。接下来，就开始我们的动态显示的编程，这就需要我们去查找相关的资料了。经过了我们的努力和请教老师，我们终于把动态的程序编出来了，看着显示屏上从左到右，不断循环走过的“施”字，一种成就感油然而生。

在这次实习过程中，我发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。但我们通过查阅大量有关资料，并在小组中互相讨论，交流经验和自学，若遇到实在搞不明白的问题就会及时请教老师，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。其次，在这次实习中，我们运用到了其它所学的专业课知识，如：电子CAD，这让我明白各个学科都不可能独立的，知识是相通的，这是我这次实习的又一收获。

另外，这次实习让我感到了团队合作的重要性。在团队中，我们互帮互助，对整个实习来说，这是至关重要的。还有要感谢指导老师在我们遇到困难时，给予我们的建议与鼓励。

一个星期的实习虽然结束了，但是从中学到的知识会让我受益终身。发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。

附件一：动态点阵信息图 2

5

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6

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附件二：动态显示程序编写

ORG 0000H AJMP START ORG 0030H START: MOV P0,#00H MOV P3,#00H L1: MOV P1,#00H MOV R4,#250 MOV R5,#13 MOV DPTR,#TAB1 L2: LCALL DISPLAY MOV A,DPL ADD A,#32 MOV DPL,A MOV A,DPH ADDC A,#0 MOV DPH,A DJNZ R5,L2 AJMP L1 DISPLAY: MOV R3,#16 MOV R1,#00H MOV R2,#00H L3: MOV A,R1 MOV P1,A MOV A,R2 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A INC R2 MOV A,R2 MOVC A,@A+DPTR MOV P3,A INC R1 INC R2 DJNZ R3,L3 DJNZ R4,DISPLAY

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RET TAB1: DB 22H,41H,23H,0C3H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB2: DB 2FH,0C1H,22H,01H,22H,41H,23H,0C3H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB3: DB 22H,01H,22H,01H,2FH,0C1H,22H,01H DB 22H,41H,23H,0C3H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB4 : DB F2H,00H,27H,FFH,22H,01H,22H,01H DB 2FH,0C1H,22H,01H,22H,41H,23H,0C3H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB5: DB 25H,0FFH,08H,00H,F2H,00H,27H,0FFH DB 22H,01H,22H,01H,2FH,0C1H,22H,01H DB 22H,41H,23H,0C3H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB6: DB 21H,03H,21H,01H,25H,0FFH,08H,00H DB F2H,00H,27H,0FFH,22H,01H,22H,01H DB 2FH,0C1H,22H,01H,22H,41H,23H,0C3H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB7: DB 0AFH,00H,79H,00H,21H,03H,21H,01H DB 25H,0FFH,08H,00H,F2H,00H,27H,0FFH DB 22H,01H,22H,01H,2FH,0C1H,22H,01H DB 22H,41H,23H,0C3H,00H,00H,00H,00H TAB8: DB 20H,0FH,20H,F0H,0AFH,00H,79H,00H DB 21H,03H,21H,01H,25H,0FFH,08H,00H DB F2H,00H,27H,0FFH,22H,01H,22H,01H DB 2FH,0C1H,22H,01H,22H,41H,23H,0C3H TAB9: DB 00H,00H,00H,00H,20H,0FH,20H,F0H, DB 0AFH,00H,79H,00H,21H,03H,21H,01H DB 25H,0FFH,08H,00H,F2H,00H,27H,0FFH DB 22H,01H,22H,01H,2FH,0C1H,22H,01H TAB10: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 20H,0FH,20H,F0H,0AFH,00H,79H,00H DB 21H,03H,21H,01H,25H,0FFH,08H,00H DB F2H,00H,27H,0FFH,22H,01H,22H,01H TAB11: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,20H,0FH,20H,F0H DB 0AFH,00H,79H,00H,21H,03H,21H,01H

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DB 25H,0FFH,08H,00H,F2H,00H,27H,0FFH TAB12: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 20H,0FH,20H,F0H, 0AFH,00H,79H,00H DB 21H,03H,21H,01H,25H,0FFH,08H,00H TAB13: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,20H,0FH,20H,F0H DB 0AFH,00H,79H,00H,21H,03H,21H,01H TAB14: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 20H,0FH,20H,F0H,0AFH,00H,79H,00H TAB15: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,0AFH,00H,79H,00H TAB16: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H

END

第三篇：Led点阵广告牌设计显示原理及控制方式分析

2.1 LED点阵模块结构

八十年代以来出现了组合型LED点阵显示器模块，以发光二极管为像素，它用高亮度发光二极管芯阵列组合后，环氧树脂和塑模封装而成。这种一体化封装的点阵LED模块，具有高亮度、引脚少、视角大、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。LED点阵规模常见的有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16等等。

根据像素颜色的数目可分为单色、双基色、三基色等。像素颜色不同，所显示的文字、图象等内容的颜色也不同。单色点阵只能显示固定色彩如红、绿、黄等单色，双基色和三基色点阵显示内容的颜色由像素内不同颜色发光二极管点亮组合方式决定，如红绿都亮时可显示黄色，如果按照脉冲方式控制二极管的点亮时间，则可实现256或更高级灰度显示，即可实现真彩色显示。

图2.1示出最常见的8×8单色LED点阵显示器的内部电路结构和外型规格，其它型号点阵的结构与引脚可试验获得。

图2.1 8×8单色LED模块内部电路

LED点阵显示器单块使用时，既可代替数码管显示数字，也可显示各种中西文字及符号．如5x7点阵显示器用于显示西文字母．5×8点阵显示器用于显示中西文，8x8点阵可以用于显示简单的中文文字，也可用于简单图形显示。用多块点阵显示器组合则可构成大屏幕显示器，但这类实用装置常通过PC机或单片机控制驱动。2.2 LED 动态显示原理

LED点阵显示系统中各模块的显示方式： 有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲电压驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号，反复循环以上操作，就可显示各种图形或文字信息。点阵式LED汉字广告屏绝大部分是采用动态扫描显示方式，这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。将连续的几帧画面高速的循环显示，只要帧速率高于24帧/秒，人眼看起来就是一个完整的，相对静止的画面。最典型的例子就是电影放映机。在电子领域中，因为这种动态扫描显示方式极大的缩减了发光单元的信号线数量，因此在LED显示技术中被广泛使用。

以8×8点阵模块为例，说明一下其使用方法及控制过程。图2.1中，红色水平线Y0、Y1……Y7叫做行线，接内部发光二极管的阳极，每一行8个LED的阳极都接在本行的行线上。相邻两行线间绝缘。同样，蓝色竖直线X0、X1……X7叫做列线，接内部每列8个LED的阴极，相邻两列线间绝缘。

在这种形式的LED点阵模块中，若在某行线上施加高电平（用“1”表示），在某列线上施加低电平（用“0”表示）。则行线和列线的交叉点处的LED就会有电流流过而发光。比如，Y7为1，X0为0,则右下角的LED点亮。再如Y0为1，X0到X7均为0，则最上面一行8个LED全点亮。

现描述一下用动态扫描显示的方式，显示字符“B”的过程。其过程如图2.2

图2.2 用动态扫描显示字符“B”的过程

2.3 LED常见的控制方式

目前常见的是并行传输方式（见附录1.1），通过8位锁存器将8位总线上的列数据进行锁存显示，各8位锁存器的片选信号由译码器提供。此种方式的优点是传输速度快，对微控制器（MCU）的通信速度要求较低。但是这种方案最大的缺点是不便于随意扩展显示单元的数目。每增加一个16×16点阵的全角汉字显示单元，就需要在之前的电路上多增加两根地址线，这就要求在PCB布线的时候要留有充足的地址线冗余量。再一个缺点是，每个单元的PCB随着安放位置的不同，布线结构也不相同，不利于厂家批量生产。并行传输需要的芯片较多，因此市场上已经出现用FPGA,CPLD等高密度可编程逻辑器件（PLD）来取代传统锁存器IC的方案。成本有所下降，但可扩展性仍旧较差。因此，并行传输方式适用于显示单元数目确定的条屏。

随着广告屏显示内容的多媒体化，对控制器传输速度，运算能力的要求越来越高。因此控制器的种类也在不断发展以适应要求，从最初的8051单片机，到PIC单片机，又到FPGA，直到现在的ARM处理器。不同功能档次的广告屏对应着不同的处理器。

一．以传统8051单片机为控制器的LED显示屏。因受到单片机运算速度及通信速率的限制，LED动态显示的刷新率不可能做得太高。对显示效果和移动算法的处理也比较吃力，在实际显示效果上有比较明显的闪烁感。除此之外，传统8051单片机的内部资源贫乏，仅128字节的数据存储器，几K字节的程序存储器，无E2PROM，SPI。这就需要对单片机扩展外设，无疑增加了硬件成本。因此，8051控制的条屏只能用于显示内容及其简单，不需要经常更改显示内容的场合。

二．以PIC单片机为控制器的LED显示屏。因PIC单片机是RISC架构的工业专用单片机，处理指令的速度有所增加，抗干扰能力优秀，型号种类繁多。作为条屏的控制器，可以明显的改善显示效果，同时PIC单片机内部的资源较丰富，可节省外部电路设计难度，同时降低了硬件成本。因此，以PIC单片机为控制器的条屏目前仍是单色条屏市场的主流。

三．以FPGA（复杂可编程逻辑门阵列）为控制器的LED显示屏。FPGA以高速、并行著称。是近年来新兴的可编程逻辑器件。用他作为LED显示屏的控制器，能够高速的处理色阶PWM信号、高速的完成动态扫描逻辑、高速的完成字符移动算法。因此被运用于双基色、三基色的显示系统。但是其成本较高，开发难度较大。

四．以ARM（32位RISC架构高性能微处理器）为控制器的LED显示屏。ARM有着极高的指令效率，极高的时钟频率。因此其运算能力非常强大，内部资源也十分丰富，极大的简化了硬件设计的难度，缩短了开发周期。在条屏的运用中，能用ARM来实现花样繁多的显示方式，以及高色阶，多像素的全彩屏驱动。ARM与FPGA的组合更是功能强大，除了海量存储技术，无线更新技术外，还能实时地显示视频信号。因此，以ARM为控制器的显示屏常为视频全彩屏。

第四篇：设计前期与建筑策划

设计前期与建筑策划 1.1）

2）

3）我国建设项目的主要内容

项目建议书；编制可行性研究报告；对建设项目进行决策；

编制设计文件；

做好施工前的各项准备工作；

4）

组织施工；

5）

建成、验收、交付生产使用。

2.设计前期工作 一个建设项目提出开发的设想阶段，即投资前阶段又称设计前期工作阶段。这个阶段包括提出项目建议书；批准可行性研究报告；与其最终投资决策所做出项目评估报告等三项内容。设计前期工作的目的是建筑策划，它要体现出较高的政策性、较周密的技术性、较实际的经济性，以达到较准确的控制后期建筑开发阶段实施和步骤。3.项目建议书的内容：

1）

建设项目提出依据和原由；

2）

拟建规模和建设地点初步设想论证； 3）

资源情况、建设条件可行性及协作可靠性； 4）

投资估算和资金筹措设想；

5）

设计、施工项目进程安排；

6）

经济效果和社会效益的分析与初估。4.项目建议书的作用：

1）

国家选择建设项目的依据，项目建议书批准后即为立项

2）

批准立项的项目，可以列入项目前期工作计划，开展可行性研究

3）

涉及利用外资的项目，在批准立项后，方可开展工作

5.可行性研究报告 建设项目决策前，对可能的建设方案和技术方案比较论证和预测建成后的经济效益等。可行性研究报告的内容包括如下几个方面： 1)

项目建设的必要性和依据；

2)

需求预测和建设规模；

3)

资源、原材料、燃料及公用设施情况； 4)

建设条件和场址方案； 5)

设计方案； 6)

环境保护；

7)

企业组织、劳动定员和人员培训估算； 8)

实施进度建设； 9)

投资估算和资金筹措； 10)

社会及经济效果分析。

6.可行性研究的作用：

1）

为建设项目投资决策和编制设计任务书的依据 2）

作为向银行申请贷款的依据

3）

作为与建设项目有关的部门商谈合同、协议的依据 4）

作为建设项目开展初步设计的基础

5）

作为拟采用新技术、新设备研制计划的依据

6）

作为建设项目补充地形、地质工作合乎补充工业性试验的依据

7）

作为安排基本建设计划和开展各项建设前期工作的参考 8）

作为环保当局审查建设项目对环境影响的依据

7.项目评估报告的内容 项目评估报告是对可行性研究报告提出意见，对最终决策项目投资是否可行，确定最佳投资方案。项目评估报告内容如下： 1)2)3)4)

审核报告中各项情况是否确定 分析各项指标是否正确；

综合分析和判断工程项目经济效益和社会效益； 分析和判断报告的可靠性、真实性和客观性。

8.在前期建筑策划中应考虑如下相关因素

1）

选址与场地因素 地理位置是否利于“三通一平”；场地人文环境、人流密度、人员成分、发展；地质条件等自然状况；气候条件、水质、水文、日照、冻融等对建筑形式及功能影响；地下管网、设备、设施分布情况及相互关系；现有的水、电、路状况，现有基础设施、相临建筑情况；场地的经济分析包括地价、土地利用率、开发前景等；场地地界划分、使用权限。

2）

建筑功能因素

民族、宗教、历史、人文文化的要求，地方特殊性、相容性，空间关系。

3）

造价因素

土地费、设计费、施工费、监理费、其他费用如拆迁等费用。4）

法规因素

法规、建筑规范、民族、传统、信仰的要求。9.设计计划任务书报请批准时，必须附有城市规划部门的选址意见书；在申请用地时，需核发建设用地规划许可证，经县级以上地方人民政府审查批准后，由土地部门划拨土地；禁止在批准临时使用的土地上建设永久性的建、构筑物和其他设施；在取得建设工程规划许可后，方可申请办理开工手续。

10.投资估算划分为四个阶段：规划阶段、评审阶段、项目建议书阶段、可行性研究阶段

11.我国借用国外贷款的种类有国际金融组织贷款、政府贷款、商业贷款 12.工业项目可行性研究的核心内容是：投资估算与资金筹措 13.建筑策划的内容包括如下几个方面：

1）

总体布置 考虑功能分区要求；交通组织合理；确定主次入口；绿化满足指标；满足朝向与节能；满足消防要求；摸清地下管网；处理好人文景观。

2）

建筑设计 功能与环境统一；建筑平面适应建筑技术发展；空间组合制约立面；剖面设计。

3）

结构选型 要从技术上可行和投资经济两点来控制，同时考虑地震设防。4）

设备选择 供电设备；供水；排水；供热管网；空调系统。

5）

建筑面积计算、建筑工程造价估算 环境投资；建筑投资费；设备投资；设计费率。6）

造价 环境投资（土地费、配套费、动迁费、补偿费）；建筑投资；设备投资；设计费率。

7）

建筑周期：安排工程从始至终进度表。

14.土地使用权出让的建筑项目一般有：商业、旅游、娱乐、居住、工业。15.国家建设征用土地时耕地1000亩，其他土地2000亩以上需国务院批准

16.根据《城市房地产管理法》有关规定，在土地使用权出让合同约定的使用年限界满，土地使用者需继续使用土地的，应最迟于界满前十二个月申请续期 17.城市用地分类中的绿地包括公共绿地和生产防护绿地

18.城市用地有居住用地、公共设施用地、工业用地、仓储用地、对外交通用地、道路广场用地、市政设施用地、绿地和特殊用地（军事等）、水域和其他用地共十类，其中前九为城市建设用地。

19.生活居住用地中的公共服务设施用地属于生活居住用地。

20.城市用地面积计算原则应按平面投影面积计算、现状和规划用地计算采用同一比例尺的图纸。

21.在初步设计阶段开始以前最先应取得可行性研究报告

22.在初步设计阶段建筑师要考虑业主的需要、顾客的需要、可行性研究报告 23.初步设计文件深度应满足审批的要求： 应符合已审定的设计方案、能据以确定土地征用范围、能据以进行施工图设计和进行施工准备及主要设备及材料的准备、应提供工程设计概算，作为审批确定项目投资的依据 24.项目发展周期的三个阶段

投资前阶段： 项目建议书、可行性研究、项目评估。

投资阶段：

初步设计、列入计划、施工图设计、建安工程、生产准备与试生产、验收

生产阶段：

开始生产

25.土地使用权出让可采取拍卖、招标和双方协议的方式

26.建设较大规模的新开发区的建设应首先进行供电、供水、通讯、道路等基础设施的建设

27.项目建议书阶段的投资估算允许误差是20% 28.选择厂区生活区需设计资料：

生活区的总人数、单身与家属的人口数、生活区的总建筑面积，单宿、家属住宅及公共福利设施的建筑面积、生活区水、电、煤气、蒸汽的需要量

29.开发商委托设计单位做前期工作，设计单位首先要代表开发商去规划局根据项目建议书着手设计资料了解规划要求

30.可行性研究阶段主要任务就是多方案中择优，从而推荐最佳方案 31.32.33.34.在设计前期工作阶段，需在项目建议书的基础上作可行性研究工作

统计部门规定第一次正式破土开槽开始施工的时间，为进入建设实施阶段 竣工验收委员会应由银行、物资、环保、劳动、统计等部门组成

竣工验收的目的是为了检验设计和工程质量，保证正常生产；有关部门单位可总结经验教训；建设单位对合格项目可移交

35.城市公厕间距或服务范围：主要繁华街道或新建居民区300-500米。流动人口密集街道300米

一般街道750-1000米。未改造的老居民区100-150米。36.城市用地共分10大类、46中类、73小类

37.在大城市车辆较多的主干道，靠近交叉路口附近设置公交中途站，一般应设在交叉路口100米以外处

38.砖混结构建筑的建筑面积估算可以以轴线计算面积加上6%的围护面积 39.经营一个旅游宾馆，合理的间数应为200间 40.每人每座使用面积： 办公楼的普通办公室

3M2/人 小学校的普通教室

1.1M2/人 中学的实验室

1.8M2/人

甲级剧场观众厅的观众席 0.7M2/人

41.文化馆建筑在总平面设计布局时，宜采用分散式的形式 42.标准篮球场地的外围尺寸为15米*38米

43.一块坡度较大的地形拟采用台阶式的处理方式，台阶高度不宜大于6米 场地选择与设计

1.场地选择的基本原则 1）

城市规划区内的建设工程的选址和布局必须符合城市规划。2）

3）

2.1）

要节约用地，并符合国家现行土地管理、环境保护、水土保持等法规。

有利于保护环境与景观。

场地选择的基本要求

面积要满足项目用地要求。

2）

地貌要利于建筑的布置，道路顺畅，地形宜场地排水。一般自然地形不宜小于0.3%。平坡0.3%～5%场地较理想；缓坡5%～10%场地有错落；中坡10%～25%场地有台地；陡坡25%～50%场地不宜建设。

3）

考虑气象资料：气温、降水量、风、雾及日照。考虑水文地质资料。了解工程地质情况。

4）

要满足给水排水。电讯条件良好。5）

交通运输便利。要有一定的能源供应。

3.建设项目场地选择的工作报告内容：

1）

场地选择的依据、建设地区概况以及选择过程、选择标准

2）

各个场址方案的综合分析及结论

3）

场址方案的主要技术条件的比较、基建费用的比较和经营费的比较

4）

当地领导部门对选址的意见和有关必须的协议文件、场址的区域位置图、总图可作为附件

4.大中型建设项目场地选择的工作依据主要是“经批准的项目建议书”。大中型建设项目场地选择的工作步骤1.原始资料 2.组建 3.踏堪 4.报告。

5.大型建设项目在选择场地时要收集地形图，1：500的比例尺的图纸最适合。6.工业建设项目建设地区的选择应遵循的原则是适当聚集布置、靠近原料燃料和消费地原则。

7.建筑物抗震设防的重点是7、8、9度地震烈度的地区。震级每差一级，地震波的能量将差32倍

8.九度地震设计烈度地区不宜建设；八度以下地震区要注意高度、密度、防火、防爆、疏散等措施

9.场地的外形较为经济合理的是矩形（长宽比为1：1.5）

10.规划用地的周界为城市道路、居住区级道路小区路或自然分界线时，用地范围至道路中心线或自然分界线；规划用地与其他用地相邻，用地范围划至双方用地的交界线 11.区域性地形图常用1/5000至1/10000；总图常用1/500至1/1000的地形图

12.风向(频率)玫瑰图 风象，由风向、风速、风频组成。风玫瑰图中表示了全年、夏季和冬季的主导风向,其中夏季是指夏季6、7、8三个月的风速平均值。冬季是指冬季12、1、2三个月的风速平均值。风玫瑰图一般用八个或十六个罗盘方位表示，风从外面吹向地区中心。中心圆圈内的数字代表全年的无风频率。每个圆圈的间隔为频率，数值以%表示。八方位风频顶点连线为该风向风频。

13.污染系数：污染源的下风向受害程度。污染系数=较大风向频率（%）/平均风速（m/s）14.局地风 地形、地物错综复杂引起风向、风速改变，形成局地风、水陆风、山谷风等。

15.空气温度是用干球温度计在暴露于空气中但不受太阳直接辐射处测得。16.风级表中的风级共分为13级

17.场地设计一般需要取得的气温资料有：常年绝对最高气温和常年绝对最低气温；历年最热月、最冷月的月平均气温。

18.选择场地时要收集环保资料：当地环保部门对环保的要求及意见、本地区的环境污染本底浓度、邻近企业生产有何污染及三废排放浓度

19.居住区场地允许0.3%~10%的坡度范围，以取大值更妥

20.当主导风向明显时：有污染的厂装置布置在主导风向的下风向。当风向频率较明显时，布置在污染系数最大方位侧。

21.地下水含钠离子较高时，会对硅酸盐水泥产生侵蚀作用

22.自重湿陷黄土是在无压力下，受水浸湿发生湿陷

23.了解水文地质包括地表水、地下水、滞水层的情况。地下水对基础有无腐蚀，蓄水层水量。

24.日照百分率指某一段时间内，实际日照时数占太阳的可照时数的百分比。25.不同方位日照间距折减系数

方

位

0°～15° 15°～30° 30°～45° 45°～60°

＞60° 折减系数

1.0L 0.9L

0.8L

0.9L 0.95L 26.地面倾角6°以下的场地的地形图：

1：500和1：1000比例尺的地形图的基本等高距为0.5M 1：2000时为1M。1：5000时为2M 27.场址选择收集气象资料有严寒日日数、采暖期日数、冬季初冻和春季解冻的日期 当地采用的雨量计算公式

历年和逐月的平均、最大和最小降雨量

一次暴雨持续时间及其最大雨量以及连续最长降雨天数

28.煤气基础资料有当地煤气站能供应的煤气量、煤气压力、发热量及其化学成分 接管点至工程项目引入点的距离，以及接管点的坐标、标高、管径 煤气的供应价格

29.中型建设项目选址时应避开山区不均匀地基

30.当地基承载力小于100kPa，应注意地基的变形问题 31.城市的防洪标准： 特别重要城市

洪水重现期≥200年 重要城市

≥100--200年

中等城市

≥50--100年 小城市

≥20--50年

32.在坡地建筑物的高坡一侧布设截洪沟

33.设计建构筑物的地坪标高，应高出计算洪水水位0.5M 34.大中型建设项目场地选择应避开：地震烈度大于9度的地区；发育的岩溶（咯斯特）地区；一级膨胀性和较厚的三级湿陷性黄土地区。

35.环境影响报告书属可行性研究阶段。环境影响报告书应由建设单位上报。36.场地竖向设计排水方式宜随地势排水最好。

37.医院选址：交通方便、面临两条城市道路、便于利用城市基础设施、环境安静，远离污染源、地形力求规整、远离易燃易爆物品的生产和贮存区，并远离高压线及其设施、不应邻近少年儿童活动密集场所。38.托幼园选址：基地远离各种污染源、四个班以上应有独立基地、服务半径为300m、应设有集中绿化园地，并禁止种植有毒带刺植物、必须设置各班用活动场地，还应设有全园共用的室外游戏场地、平面布置应功能分区明确，避免干扰，方便使用管理，有利交通疏散、活动室寝室有良好的采光和通风、日照要充足，地界的南侧应无毗邻的高大建筑物、应远离污染源、应避免在交通繁忙的街道两侧建设、应避开医院

39.大中型商店建筑选址：城市商业区或主要道路的适宜位置，建筑应有不少于两个面的出入口与城市道路相邻接，或基地内应有不小于1/4周边总长度和建筑物不少于两个出入口与一边城市道路相邻接。大中型商店基地内，建筑的背或侧面应设置净宽度不小于4M的运输道路，应设集散场地和停车场。

40.图书馆建筑选址：基地应地点适中，交通方便，公共图书馆应符合当地城镇规划要求、环境安静、场地干燥、排水流畅、注意日照及自然通风条件，建设地段应尽可能使建筑物得到良好的朝向，应留有必要的发展余地

41.电台电视台场地选择：宜设置在交通比较方便的城市中心附近，临近城市干道和次干道。环境安静无强震动和强噪声源、空中无飞机航道、远离高压架空线和高频发生器。足够发展余地

42.多层车库建筑选址：宜选在道路畅通、交通方便的地方。但须避免直接建在城市交通干道旁和主要道路交叉口处。应考虑一定的室外用地作停车、调车和修车用。体量大，设计时应考虑到与周围环境的协调和统一。重点防火部门，与周围建筑保持一定的消防距离和卫生间距。尤其不宜靠近医院、学校、住宅建筑。

43.旅馆基地应至少一面邻接城镇道路，其长度应满足基地内组织各功能区的出入口要求。

44.剧场：基地应至少有一面临城市道路，邻接长度不少于基地周长的1/6，剧场前面应当有不少于0.2m2/座的集散广场。剧场临接道路宽度应不小于剧场安全出口宽度的总和；剧场与其他建筑毗邻修建时，应在剧场后面或侧面另辟疏散口，连接的疏散小巷宽度不小于3.5m。

45.汽车客运站站址不应选择在低洼积水地段、有山洪断层、滑坡地区。

46.托幼、老年人公寓的主要居室、医院疗养院半数以上的病房能获得冬至满窗不少于2小时的日照

47.用地指标托儿所为12-15平方米/人；幼儿园为15-20平方米/人 48.缓解城市噪声的最好方法是增加噪声源与受声点的距离 49.单车道通路宽度不小于4m、双车道通路宽度不小于7m 50.尽端式车行道长度超过35m应设回车场；一般回车场12*12；大型消防车回车场15*15 51.消防站的选址应使消防队在5min内要达到责任区的最远点

52.商业中心每建100m2营业面积、办公楼规定配建0.3~0.4机动车停车位 展览馆、医院每建100m2面积0.2机动车停车位 火车站、码头每100旅客2.0 影剧院每100坐位0.8-3.0 体育馆每100坐位1.0-2.5 53.剧场的道路宽度应不小于剧场安全出口宽度的总和：若不能满足疏散总宽度，应有连接疏散小巷不小于3.5米。800座：8米；900-1200座：12米；＞1200座：15米。54.剧场建筑的建筑覆盖率应控制在30-40% 55.大型公建室外停车位所占面积，以小汽车指标在25~30m2/辆合适 56.教学楼应朝南北向，操场长轴应南北向 南向的普通教室冬至日底层满窗不少于2小时的日照

两排教室的长边相对时其间距或长边与运动场的间距不应小于25M 57.场地布置时，应合理选择建筑体形，尽量采用自然通风、山地背风面可挡某方向强风，如合理布置仍能有良好通风、高层建筑的布局应避免形成高压带和风口 58.控制综合医院的用地指标和平均建筑面积指标时，使用的单位是M2/床 59.城市广场可分为市政、交通、商业、休息及娱乐、纪念、宗教等六类 60.航空港与城市的理想距离为10--30公里

61.公交站点的最大服务半径是500M 62.行道树株距一般位6--8M 63.建筑总平面图设计内容：

1）

合理进行用地范围内建、构筑物及工程设施相互间的平面布置 2）

结合地形，合理进行用地范围内的竖向布置 3）

协调室外管线敷设而进行的管线综合布置

4）

绿化布置和环保

64.改扩建步行商业街的红线宽度不宜小于10M（不按人流量确定）新建步行商业街，应留出不小于5M的宽度供消防车通行 步行商业街如设有上空顶盖时，净高不宜小于5.5M 步行商业街长度不宜大于500M 步行商业街的各个出入口附近应设置停车场地 65.商业步行区的道路宽度可采用10-15M 紧急疏散出口的间距为160米

距城市次干道距离不宜大于200米，距公交站不宜大于100米

66.广场地面坡度，一般满足排水0.3%~3%，以0.5%~2%为宜。运动场、广场兼停车场0.2~0.5%，儿童游戏场0.3~2.5%。

67.总平面布置时必须满足规划要点：红线范围内建筑高度；退让距离；建筑密度；容积率；绿地率。

68.新建10层以上建筑必须做深基础，可利用地下空间，建“满堂红”人防地下室 69.市区新建9层以下、非深基础的民用建筑项目，总建筑面积超过7000M2者应修建人防地下室

70.公共建筑物的出入口宜设置在主干道两侧。

71.地震设防的城市，干路两侧的高层建筑应由道路红线向后退让10~15M 72.市区建筑容积率大于4的地区（城市规模≤200万人口的城市），其道路支路的密度应在6--8公里/公里2 73.顺风坡区，风向平行等高线，建筑斜交等高线布置，通风良好 迎风坡区，风向垂直等高线，建筑顺等高线或斜交等高线布置，通风良好

74.山地高压风区，风压较大，不宜建高楼以免背面涡风区产生更大涡流。75.背风区，可能产生绕风或窝风，布置居住建筑，通风不好。

76.场地设计标高应高于洪水位标高0.5-1.0米，否则应采取防洪措施

77.基地地面坡度不应小于0.3%；地面坡度大于8.0%时应分成台地，台地连接处应设挡土墙或护坡

78.基地车行道的纵坡不应小于0.3%，亦不应大于8.0% 在个别路段可不大于11.0%，但其长度不应超过80米，横坡宜为1.5-2.5% 79.基地人行道的纵坡不应大于8.0% 大于8.0%时宜设踏步或局部坡度可不大于15.0%的坡道，路面应有防滑措施；横坡宜为1.5-2.5% 80.在竖向设计中，计算土石方平衡时，对于非粘性土壤使用的松散系数为1.5-2.5 81.地形测量图规定坐标是：X南（大）北方向轴线、Y东（大）西方向轴线、施工图坐标格网以„A、B‟表示坐标代号

82.方格网土方计算法规定左上方为填挖高度，右上方为设计标高，右下方为原地面标高。83.土石方图方格网间距一般为20-40M；一般概算可取20M格，详细计算可采取5M格

84.绿化布置分规则式（西洋式）、自然式（结合地貌空间）、混合式（中西合一）、中国式（因山取势人工造园）共四种 85.树木与建筑物的间距

至乔木中心

至灌木中心 外墙有窗

3.0—5.0

2.0 外墙无窗

2.5

1.5 86.地面设计小于3%自然坡一般选择平坡式

大于3%一般拟定台阶式；场地长度超过500M，坡度小于3%，也可用台阶式 缓坡与中坡分界：10%。中坡地与陡坡地的分界：25%。

87.场地建筑至道路的排水坡度最好1-3%。一般允许0.5-6% 88.村镇道路是规划范围内宽3.5M以上道路的总称。一级14~20M，二级10~14，三级6~7，四级3.5 89.当建筑设有进车道时，室内地坪应尽可能接近室外平整地标高，一般室内外高差为0.15M 90.道路路边缘与乔木中心的最小间距为1.0米 91.道路的转弯半径小车6M；货车9M 92.道路交叉口的视距＞21M 93.为了有较好的行驶条件，道路的变坡点距离应在50米以上

94.道路纵断面变坡处，当相邻纵坡差大于1~2%时，应设置竖曲线，竖曲线的最小半径凹型为100米，凸型为300米。

95.机动车与非机动车混行的道路,其纵坡宜按非机动车道要求控制 96.一般混凝土路面的拱坡坡度为1.0-2.0% 97.人行道＞1.0M；横坡1-2%；距建筑物1.5M 98.道路旁设骑楼，柱外缘距道路红线大于0.45；骑楼底层外墙到道路红线3.5米；净高3.6米；骑楼地面应于人行道地面相平，无人行道时高出路边界0.1-0.2 99.残疾人非机动车道最小宽度不得小于2.5M，横向坡度2.5% 100.建筑物坡道，汽车一般最大8%，手推车不大于6%，电瓶车不大于4%，自行车可不大于3% 101.垂直式停车方式车位占地面积最小

102.一般小型汽车场用地面积25-30M2/辆；小型汽车库30-40M2辆 微型汽车的停车面积与当量小汽车的换算倍数为0.7 中型汽车的停车面积与当量小汽车的换算倍数为2.0 大型汽车的停车面积与当量小汽车的换算倍数为3.0 103.停车场通道的最小平曲线半径小型车7米；

直线坡度15%；曲线坡度12%

中型车10.5米； 直线坡度12%；曲线坡度10%

大型车13米；

直线坡度10%；曲线坡度8% 104.公共汽车站停车场停车总数不超过50辆时可设一个出入口

每组停车数量不宜超过50辆。站场停车超过50辆，应按组设汽车水箱供水点 105.一类高层民用建筑主体部分与建筑耐火等级为一、二级的汽车库之间的防火间距为20米

106.地下车库的坡道坡度为10%，与平地相接时，设坡度为5%的缓坡段，长度为3-6米 107.停车场库应设两个出入口的条件是

地下停车库车位大于25辆 地面停车场车位大于50辆 多层停车场车位大于100辆

108.停车场出入口，50辆以上2个，500辆以上3个；出入口之间大于15M 109.多层车库＜100辆，可设一个双车道出入口；出入口宽度＞7M；单车宽+0.8（1.0）；双车宽+1.8（2.2）

110.地下停车库100辆以上2个出入口

111.停车场通道的最大纵坡度：小型车直线为15%；曲线12% 112.停车场内停车坪的排水坡度应为不大于0.5% 113.一般小型汽车场25-30M2/辆；小型汽车库30-40M2辆 114.倒车进，顺车出的行驶方式进入停车场可使得通道宽度最小

115.停车场的场内车行道的宽度最小为6米，停车场出入口宽度不得小于7m。116.地面停车场内，小汽车与小汽车之间的横向净距应保证有1.0米 117.自行车单台停车尺寸为2*0.6 自行车坡道净宽不应小于1.8M；纵坡一般在2.5-4%范围

118.公园游人集中场所范围内不宜选用大规格的苗木。

119.地下建筑物距离用地红线应不小于地下建筑物深度的0.7倍，不得小于5米 120.场地排水方式：面积较大，地势较平坦的地段，多用暗沟。建构筑物比较分散的场地多用明沟。建构筑物标高变化比较多的地段，多用明沟。道路标高高于建筑物标高的地段，多用明沟。建筑物四周不应作明沟排水。121.122.123.124.场地雨水暗沟的坡度大于0.4%；明沟的坡度大于0.2% 当道路的纵坡为1%时，雨水井的设置间距宜为60-80米

当场地的汇水面积大于3000平方米时，应设至少2个雨水井

城市型道路有雨水口，一般最小纵坡0.3%，比建筑室内地坪低0.25-0.3M 125.郊区型道路有边沟排雨水，竖向设计为方便排水，场地坡度宜在0.3-8%范围 126.明沟排水坡度一般为0.3-0.5%；特殊困难可采用0.2%。127.管线的布置原则

1）

由近及远：电力、电信、燃汽、热力、给水、雨水、污水管。2）

由浅至深：电信、热力、电力、燃汽、给水、雨水、污水管。

3）

管线宜与建筑物或道路平行布置。主干管线应布置在靠近主要用户较多的一侧。4）

地下管线敷设。一般不放车行道地下。尽量于建筑物和人行道之间。敷设给排水管要分隔开，更不能共用一管沟。同类性质，埋深相近可共沟。管线交叉应符合下列要求： 煤气、易燃管道应布置在其他管道上面； 给水在污水管上部；

电力电缆应在热力、电讯管线下面；

地下管线可敷设于绿化带下面，但不宜于乔木下面；将常检修和小管径放在上面。

第五篇：中央空调设计前期报告

中央空调设计前期报告

一、课题背景与文献综述：

空调从诞生发展到现在，从简单的空调扇到传统的制冷空调，再到今天节能化、智能化的超空调时代，已经走过了百余年的历程。今天，我们的生活当中已经离不开空调了，各种新型空调还在不断涌现。

中央空调系统的功能是对一个建筑物（群），以集中或半集中的方式对空调区域的空气进行净化（或纯化）、冷却（或加热）、加温（或除湿）等处理，创造出一个生活或生产工艺标准所需要的环境四度——其中包括温度、湿度、洁净度和新鲜度。对于现代建筑，中央空调已是不可缺少的重要设施之一，它主要由中央空调机组，空气处理末端及控制系统等设备组成。

采暖通风与空气调节系统分类

1、按承担室内热负荷、冷负荷和湿负荷的介质分类

（1）全水系统是全部用水承担室内的热负荷和冷负荷。当为热水时，向室内提供热量，承担室内热负荷，目前常用的为此类系统；当为冷水时，向室内提供冷量，承担室内冷负荷和湿负荷。

（2）蒸汽系统，以蒸汽为介质，向建筑提供热量.（3）全空气系统，是指空调房间的室内负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。

（4）空气—水系统随着空调装置的日益广泛应用，大型建筑物设置空调的场合越来越多，全靠空气来负担热湿负荷将占用较多的建筑空间，因此可以同时使用空气和水来负担空调的室内负荷。

（5）制冷剂系统，以制冷剂为介质，直接用于对室内空气进行冷却、去湿和加热。实质上，这种系统是用带制冷机的空调器来处理室内的负荷，所以又称机组式系统。

2、按空气处理设备的集中程度分类

（1）集中式系统，空气集中于机房内进行处理（冷却、去湿、加热、加湿等），而房间内只有空气分配装置。

（2）半集中式系统，对室内空气处理的设备分设在各个被调节和控制的房间内，而又集中部分处理设备，如冷冻水或热水集中设备或新风进行集中处理等。

（3）分散式系统，对室内进行热湿处理的设备全部分散于各房间内，这种系统在建筑内不需要机房，不需进行空气分配的风道，但维修管理不便。

中央空调市场需求分析

随着建筑业的发展和人民生活质量的提高，中央空调产品的市场需求日益增加，近10 年是我国制冷空调行业蓬勃发展的时期，制冷空调工业产值平均年增长率达20%，处于平稳的上升阶段，市场潜力巨大。

随着宏观经济不断发展，采用中央空调的建筑物将会越来越多，因此，对中央空调的需求量必将持续增加。房地产投资中办公用房和商业用房规模的扩大，必将促使中央空调产品

需求总量的高速增长。此外，在新投资建设的许多民用建筑特别是高层建筑中也设置了中央空调，在近年建成的商厦、宾馆、商品批发市场、体育文化娱乐中心、多功能办公楼等建筑中多采用了中央空调系统。

现今，随着人们生活水平进一步提高，家用空调市场正在迅猛发展，某些经济发达地区基本上已经是普及入户。近几年我国空调产销量均占世界第一位。同时，随着社会不断进步，国家对节能、环保事业也将日益重视，传统家用空调必将由中央空调及区域供冷系统取代，中央空调的市场需求必然会增长。

随着时代的进步，企业生产效率逐步提高，技术革新速度越来越快，中央空调系统各种设备成本将不断下降；需求市场的不断增加引起产量提高，规模经济效应也会导致产品价格的降低。中央空调产品价格下降必然会增强其市场竞争力，其市场需求会逐渐增加。酒店中央空调特点

中央空调是由一台主机通过风道过风或冷热水管接多个末端的方式来控制不同的 房间以达到室内空气调节目的的空调。采用风管送风方式，用一台主机即可控制多个不同房间并且可引入新风，有效改善室内 空气的质量，预防空调病的发生。中央空调的最突出特点是产生舒适的居住环境，其次从审美观点和最佳空间利用上考虑，使用中央空调使室内装饰更灵活，更容易实现各种装饰效果，即使重新装修，原来的中央空调系统稍微改变即可与新的装修和谐一致。因此称中央空调为一步到位、永不落后的选择。

中央空调的特点是：整个酒店都处于舒适性条件下，避免其它分体机造成的直吹过冷和房内冷热不匀的人体不适现象；装饰性好，配合装修无任何外露管线；操作简单，自动运行，无需维护；可根据各个房间的朝向、功能等增加或减少送风（热）量；可加新风和加湿，使室内空气保持新鲜和卫生。

二、课题的目的与意义

本课题为给一家国际酒店选择并设计中央空调及排风系统，接受设计任务后，要熟悉土建图纸与原始资料，查阅和收集资料，对设计对象选择多种空调方案，经过综合比较后，最后选定一种较好的方案。然后针对实际情况进行冷湿负荷、管道系统等的设计计算。最后完成CAD 绘图。

在这个过程中，结合所学传热学、制冷技术、供热工程、流体力学、传热学等学科知识，并把它们应用到工程实际。强化对基本知识和基本技能的理解和掌握,培养收集资料和调查研究的能力,一定的方案比较、论证的能力,一定的理论分析与设计运算能力,进一步提高应用计算机绘图的能力以及编写编制能力。同时通过该中央空调系统设计,培养综合运用所学知识编制空调系统工程专项规划的能力,熟练掌握酒店等各种场所空调系统的设计；掌握资料的收集和分析、相关规范的选择和运用；掌握供冷规模的确定、管网的布置和计算、设计方案的选择、成果图的绘制以及设计文本的编制全过程。另外对培养独立思考问题和解决问题的能力,为今后工作做好技术储备,都具有十分重要意义。

三、课题特点与问题分析

制冷系统的选择

空调系统的设计和设备选择是非常重要的，因为：

1、高质量的空调设备和空调效果，是酒店档次的重要体现；

2、合理设计空调系统及设备，能降低投资费用，减少今后系统设备的维修资金和维修工作量；

3、在设备运行中，空调系统设备的能源消耗，约占设备能源总消耗量的三分之二左右，选择比较好的空调系统和空调设备能降低能源消耗，节约日后的运营费用；

中央空调制冷系统的选择，应根据负荷大小、能源提供方式、便利程度等多种客观条件决定。其中活塞式制冷压缩机多为中型（标准制冷量60~600KW）和小型（小于60KW），但是由于其噪音大、效率低切容易发生故障，目前使用的已不多；涡旋式制冷压缩机目前主要用于小型制冷系统，在家用空调以及商用VRV等小型系统大量使用；而螺杆机具有结构简单、可靠性高及操作维护方便，另外技术成熟等一系列独特的优点，已经广泛应用于空调中；离心式压缩机结构简单紧凑，运动件少，工作可靠，经久耐用运行费用低，一般适用大于500RT的制冷系统中，并且可以实现无级调节，使机组的负荷在30%~100%范围内工作。通常情况下，多采用电制冷，在燃气或燃煤资源丰富的地区，可采用吸收式制冷。

酒店建筑与环境情况

该酒店位于天津，属暖温带半湿润大陆性气候，东冷夏热，而且多风。6月，以干热为主，气温跟随太阳走，白天太阳照射强，气温高，但相对湿度较小，因此人们不易感到闷热；太阳一落山，气温就随之下降，因此早晚温差较大，平均相差13至14摄氏度。日间制冷需求大。7月份多“桑拿天”，气温高、空气潮湿，易感闷热，这是因为7月多雨，湿度大，气压低，早晚温差只有7至8摄氏度。制冷除湿要求均较高，且全天候需求多。8月的平均气温较7月略有下降，但由于多雨，在大雨来临时的天气依然闷热。为满足客房舒适性，间歇性除湿需求较多。

客房是酒店重要组成部分，客房区是其经营主体。客房的装修程度、卫生洁具、家具、音响和空调水平是构成客房等级和收费标准的重要因素。就空调而言，由于客房等级不同，各类客房空调的容量配装、自控方式、送新排风设施和噪音控制也有所不同。此次设计的酒店为一家国际酒店，以顶层为例，普通房间和豪华套间各占一半，每套房间均配有独立卫生间，卫生间空间紧凑，需设排风系统以保证客房空气新鲜无异味。另外配有一间大厅供会议或其他活动使用，不带卫生间。有两处楼梯分布。

空调与通风系统的选择

通过对环境和酒店客房进行分析，根据不同功能房间，集中空调系统分为三种空调送风方式，高大空间如餐厅、娱乐室等采用全空气系统，新风直接从室外引进与回风混合后送风；而会议室、技师房等采用了空调机组加独立新风方式，新风经独立处理后进入空调机组和回风混合处理后送风；其他小空间房间采用了风机盘管加独立新风系统，新风机组从室外引新风处理到室内空气焓值，风机盘管承担室内全部冷负荷及部分的新风湿负荷．楼梯间采用自然排风排烟，电梯间前室设置加压送风装置，地下室设备房设置防排烟系统．采用同一个系统，选用双速风机，平时排风，发生火灾时排烟。

独立新风系统的传输方式采用置换式，而非空调气体的内循环原理和新旧气体混合的不健康做法，户外的新鲜空气会自动吸入室内，通过安装在卧室、室厅或起居室窗户上的新风

口进入室内时，会自动除尘和过滤。同时，再由对应的室内管路与数个功能房间内的排风口相连，形成的循环系统将带走室内废气，集中在排风口排出，而不再做循环使用，新旧风形成良好的循环。该系统比较适合集中控制，便于将酒店客房分区域通风，让客人感受随时随刻都新鲜的室内环境；同时该系统带有能量回收装置，保证室内空气不会因为通风而变化太大，也降低了空调系统负荷。

四、参考文献：陆亚俊 马最良 邹平华，暖通空调，第1 版，中国建筑工业出版社，2002.6贺平孙刚，供热工程，中国建筑出版社，1998 年蔡敬琅，变风量空调设计，中国建筑工业出版社，1997.11顾洁，暖通空调设计与计算方法，化学工业出版社，2007马最良，姚杨.民用建筑空调设计，化学工业出版社，2003暖通空调设计规范专题说明选编，中国计划出版社，1990何耀东 何青，旅馆建筑空调设计.第1 版，中国建筑工业出版社，1996.6浅谈五星级酒店的空调系统设计，筑龙网吴科伟，未来我国中央空调市场需求分析朱勇 常新中 王宏，中央空调，人民邮电出版社，2003

五、设计工作计划：

3月22日--4月4日：查阅资料，完成前期报告及外文资料翻译；

4月5日--4月25日：对系统的冷负荷、湿负荷、水系统及制冷机房进行设计计算；选择系统方案；

4月26日--5月16日：设计空调水风系统；排风系统设计；

5月17日--5月30日：CAD 出图；撰写设计说明书；

5月31日--6月13日：完成论文, 准备并完成毕业答辩。