LED显示屏的组成

1、LED显示屏的组成姓名：彭兵学号：0809131070班级： 08 通信工程o o o o o ooo o o o o o OOO o o o o o ooo o o o o o ooo o o o o o ooo o o o o o ooo o o o o o ooo o o o o o oooLED显示模块结构LEDS示屏通常由若干LED点阵显示模块组成，用于显示的8x8单 色LE显示点阵模块，每块有64个LED为了减少引脚且便于封装，LED 显示点阵模块采用阵列形式排布，即在行列线的交点处接有显示LED。8X8 LEDS阵的外观及引脚如图1,等效电路图如图2所示。LED 点阵显示模块的显

2、示一般采用动态扫描驱动方式，每次最多只能点亮一行LED微处理器通过和驱动器的协同工作来完成对每一个 LED点阵 显示模块内每个LED显示点的亮、熄灭控制操作。0 D F 3 A 1 G HOOOOOOOO样輪阵焊接面引脚OOOOOOOO25 E 7 C B 64图1 8*8点阵外观及引脚图JU)ILtl)I2(C)XIB)Dh 1 JJ 'pIilf)li、斶It(D¥1(62. it 'j-jt 'I Ri ii *>H -ik-AHJ *DllI J * 1fl nr# J4>rHBibBA3K*A *rdA'B 11jnfrnYHS&

3、gt;flitfllhn i*niirdH"i JHA-a-ii/ i甘tsdic-hl-niHID-fall%IDIi灯吐aSi【/ “mill1N1Dfc1 / ”Dk-IniN图2 8*8点阵等效电路二LED显示系统的构成LED显示屏主要包括发光二极管构成的点阵或像素阵列、驱动电路、控制系统和传输接口以及相应的应用软件构成，如图3所示,图3 LED显示系统构成2.1驱动电路LED显示屏驱动电路的主要作用是接受来自控制系统的数字信号，使LED阵列按要求点亮。(1) 从采用的器件来分有常规型、专用型及功能型：常规型驱动电路是采用通用的集成电路，如 74HC154,74HC595,7

4、4LS374等作为数据装载的主要器件。这种设计，原理简单，价格便 宜，且几乎不受器件来源的限制，是目前较为广泛的应用形式。专用型驱动电路，是国内一些有实力的LED显示屏制造厂家，通 过先进的技术手段，研究开发出的适合自己产品的专用 LED显示屏驱 动IC。国外的许多IC制造商也在跟踪这个市场，纷纷推出一些新的 驱动IC。这些专用型的驱动IC,有的比较简单，仅仅是提高了原来 通用型驱动IC的集成度或驱动能力；有的则比较复杂，是根据自己的 产品特点开发出来的。功能型驱动集成电路是在专用型驱动 IC 的基础上发展起来的。 它不仅可以使显示屏的功能增强， 而且还大大简化了系统设计的复杂 程度，提高了

5、LED显示屏的整体稳定性，是LED显示屏驱动电路的发 展趋势。(2) 从实现信息刷新的原理上分，LED显示屏驱动电路又分为扫描型 及锁存型两种 :扫描型是指显示屏4行、8行、16行等n行发光二极管共用一组 列驱动寄存器，通过行驱动管的分时工作，使得每行LED 的点亮时间占总时间的1/n，只要整屏的刷新速率大于 50HZ利用人眼的视 觉暂留效应， 就可形成一幅完整的文字或画面。 这种设计电路结构比 较简单，使用元器件较少，成本较低，但由于是分时工作，使得每一 行LED的点亮时间减少，使LED的亮度有所降低。这种驱动方式一般 用于室内LED显示屏。锁存型驱动是指显示屏上的每一个 LED都对应于一个

6、驱动电路,与扫描型不同，驱动寄存器无需时分工作，每个LED的亮度占空比接近 100%。锁存型驱动如采用常规型的设计方法， 则所用元器件较多， 成本较高，如采用专用型或功能型 IC 设计，则成本将大幅度降低。 一般室外LED显示屏大多用锁存型驱动。2.2 控制系统控制系统负责接收、 转换和处理各种外部信号， 并以一定的规律 和方式将信号传送到LED显示屏上显示。控制系统是LED显示屏中的 一个至关重要的组成部分， 它的性能以及所能实现的功能， 也直接代 表了显示屏产品的性能水平。(1) 从实现控制的方式来看，系统控制电路可分为集中式和分散 式两种 :集中式控制系统是指LED显示屏仅受一个控制系统

7、指挥，各个显 示单元具有共同的数据信号， 外同步信号和特别控制时基信号。 采用 这种方式，需要处理的整屏信息量大，工作时时钟频率较高，控制系 统的设计较复杂，但易于管理，系统可靠性高，成本低。分散式控制系统是指显示屏的每一个单元都有自己的控制系统， 各显示单元仅有共同的数据信号和外同步信号， 而没有共同的特别控 制时基信号，采用这种方式，仅需处理一个单元的信息量，其信息量 和工作时钟频率都比较低， 控制系统的设计也很简单， 控制电缆数据 量少，控制距离可较大， 同时在单元的生产过程中基本上完成了整屏 的调试。其结构形式大多为半移动式结构，但采用这种方式时，元器 件的成本较高。(2) 从显示的实

8、时性可分为同步显示及异步显示两种 :同步显示方式是指LED显示屏能同步显示计算机CRT上的信息， 可将LED显示屏当作一个计算机的外接大显示器。异步显示方式常用于由单片机控制的显示系统中。 在信息显示的 实时性要求不高的情况下， 单片机通过串口按一定的通讯协议接收来 自计算机串口的信号， 通过处理后， 以一定的规律将数据送至显示屏 显示。这类显示屏的功能比较单一， 只适用于简单的文字及图形显示。(3) 从显示的效果可分为无灰度级显示及多灰度级显示两类：无灰度级显示是指 LED 显示屏的每像素点都只有亮与不亮两种 状态，且全屏点亮的刷新时间一样长。多灰度级显示是指LED显示屏中每像素点的亮度是可

9、控的如 16 级灰度就是指每点的亮度从暗到亮可分为 16 级。显然无灰度级显示 屏只适用于显示文字或简单的图形， 而多灰度级的显示屏就能显示丰 富多彩的画面。2.3 显示类型LED大屏幕显示可分为静态显示和动态扫描显示两种。静态显示每一个像素需要一套驱动电路， 如果显示屏为N*M个像 素，则需要N*M套驱动电路；动态扫描显示则采用多路复用技术，如 果是P路复用，则每P个像素需一套驱动电路，N*M个像素仅需N*M/P 套驱动电路。对动态扫描显示而言，P越大，所需驱动电路就越少， 成本也就越低，引线也大大减少，更有利于高密度显示屏的制造。在 实际使用的LED大屏幕显示器中，很少采用静态驱动。LED

10、点阵显示模块的显示一般采用动态扫描驱动方式，每次最多 只能点亮一行LED处理器通过和驱动器的协同工作来完成对每一个 LED点阵显示模块内每个LEDS示点的亮、熄灭控制操作。数据采集器从显示卡上获取显示数据并转化为帧控制器所需的 数据格式。 帧控制器从数据采集器上获得数字化的显示信号后， 经过 筛选、拾取后，将需要在 LED 显示屏上显示的内容转换为扫描板所 需要的数据格式。 也就是说， 帧控制器将计算机的标准接口获取控制 信号，使用户能通过计算机的应用软件（ LED 管理工具）完成对 LED 屏的控制和调节，使帧控制器不但能适应各种不同规格的 LED 屏， 还能调节整屏的亮度和各色的全屏亮度功

11、能，使 LED 屏具有出色的 节能效果。当主控计算机与 LED 屏相距较远时，可利用帧控制器上 的长线发送电路和长线接收卡完成帧控制器与扫描板之间的数据传 输。行控器以串行级联的方式连接， 从而完成数据在显示屏上某一方 向的分配。 各行控制器能从其级联总线上获取其所需的显示数据。 由 于在级联中加入了定位信息， 所以行控制器无须外部设置即可自动定 位。因此在全系列的 LED 控制系统中，行控制器就成为一种通用的 标准部件。显示单元模块是由 LED 显示控制芯片及其外围电路组成。 显示单元模块也是以串行级联方式来完成显示数据在 LED 屏上的另 一个方向上的数据分配。 在扫描板控制下， 显示单元

12、模块重复显示的 频率不低于120Hz且控制输出引脚上输出的是一个带有非线性视觉纠正的具有256级灰度的以占空比形式表示的灰度值 三LED显示屏的硬件原理LEDS示屏由控制系统、驱动系统和显示器件组成，其中微处理 器控制系统是整个显示屏的核心。屏体的主要部分是显示点阵，还有 行列驱动电路。系统显示点阵采用8X8单色显示单元。控制电路采用 动态扫描驱动方式驱动LED器件，每两行一个控制器，控制完成整个 显示电路的行列驱动。LEDS示屏的系统硬件结构框图如图4所示：图4系统硬件结构框图LED大屏幕是由众多点阵模块排列而成。本系统由于横向点阵的列数较多，若采用列扫描方式来刷新点阵，有两点不足：一是点阵亮度受影响，二是整个屏幕的刷新频率随着列数的增加而降低。为了避免列扫描的不足，可以采用行扫描方式。这种扫描方式从每行模块的 第一行LED顺次到该行模块的最后一行LED依次点亮模块的每一行。对 于由8xS的模块构成的点阵来说，只要8次即可将每个模块刷新一次， 也就是将屏幕刷新一次。LED显示屏作为一