发光二极管LED显示技术

发光二极管LED显示技术第1页/共90页引言LED就是lightemittingdiode，发光二极管的英文缩写，简称LED。

LED是一种固态发光，是利用半导体或类似结构把电能转换成光能的元件，属于低场下的注入式电致发光。LED显示屏（LEDpanel）是一种通过控制大量半导体发光二极管的显示方式，靠灯的亮灭来显示。用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。第2页/共90页LED显示屏不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。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。第3页/共90页第4页/共90页第5页/共90页第6页/共90页白色LED照明灯地砖灯礼品灯手电筒第7页/共90页360°LED环形显示器第8页/共90页LED发展简史1907年HenryJosephRound第一次在一块碳化硅里观察到电致发光现象。由于发出的黄光太暗，不适合实际应用，研究被摒弃了1936年,GeorgeDestiau出版了一个关于硫化锌粉末发射光的报告。随着电流的应用和广泛的认识，最终出现了“电致发光”这个术语。二十世纪50年代，英国科学家在电致发光的实验中使用半导体砷化镓发明了第一个具有现代意义的LED,并于60年代面世。第一个商用LED仅仅只能发出不可视的红外光，但迅速应用于感应与光电领域。60年代末，在砷化镓基体上使用磷化物发明了第一个可见的红光LED。磷化镓的改变使得LED更高效、发出的红光更亮，甚至产生出橙色的光。第9页/共90页到70年代中期，磷化镓被使用作为发光光源，随后就发出灰白绿光。LED采用双层磷化镓芯片(一个红色另一个是绿色)能够发出黄色光。就在此时，俄国科学家利用金刚砂制造出发出黄光的LED。尽管它不如欧洲的LED高效。但在70年代末，它能发出纯绿色的光。80年代早期到中期对砷化镓磷化铝的使用使得第一代高亮度的LED的诞生，先是红色，接着就是黄色，最后为绿色。到20世纪90年代早期，采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、黄和绿光的LED。90年代中期，出现了超亮度的氮化镓LED，随即又制造出能产生高强度的绿光和蓝光铟氮镓Led。第10页/共90页1972年，斯坦福大学的赫伯·马洛斯卡（HerbMaruska）与威利·怀恩斯（WallyRhines），以及该校的材料科学与工程学博士研究生们研发出了第一种能发出蓝紫光的LED，这种LED的材料为掺镁（Mg）的氮化镓，发出的光太弱，不足以投入实际使用。1980年代初，已是年过五旬的赤崎勇带着学生天野浩重启了有关氮化镓的研究。1986年，他们成功制出了以前被认为不可能制造出的氮化镓晶体。1989年，他们发现这将电流通入晶体的话，后者的发光可以得到增强。随后，日亚化学工业的员工中村修二注意到了赤崎勇师徒的研究成果。他顺着师徒的研究方向，最终在1993年制出了高亮度的蓝光LED。2014年，蓝光LED的发明人中村修二与天野浩与赤崎勇获得了该年度的诺贝尔物理学奖。第11页/共90页2014诺贝尔物理学奖官方获奖理由fortheinventionofefficientbluelight-emittingdiodeswhichhasenabledbrightandenergy-savingwhitelightsources第12页/共90页超亮度蓝光芯片是白光LED的核心，在这个发光芯片上抹上荧光磷，然后荧光磷通过吸收来自芯片上的蓝色光源再转化为白光。就是利用这种技术制造出任何可见颜色的光。今天在LED市场上就能看到生产出来的新奇颜色，如粉红色。然而，LED的发展不单纯是它的颜色还有它的亮度，像计算机一样，遵守摩尔定律的发展。每隔18个月它的亮度就会增加一倍。早期的LED只能应用于指示灯、早期的计算器显示屏和数码手表。今天，白光LED发光效率最高已超过100lm/W,市场应用领域的白光LED光效一般约在70lm/W左右，已经远远超过传统节能灯，如今超亮LED已广泛用于照明中，LED时代已经来临。第13页/共90页4.1发光二极管基本知识半导体光源的物理基础发光二极管的结构发光二极管的驱动发光二极管的特点及应用第14页/共90页4.1.1半导体光源的物理基础发光二极管（LED）：固态半导体器件核心：半导体的晶片P型半导体：空穴占主导地位N型半导体：电子占主导地位LED发光机理：电子与空穴发生复合时放出的能量++++++++++++++++++++NP内建电场空间电荷区空穴电子扩散漂移第15页/共90页能带理论简要介绍能带内的电子可以连续存在，能带之间无电子存在。较高能量的区域为填满电子的能带称为导带，较低能量的区域填满电子的能带称为价带。导带和价带之间就是禁带。带隙/能隙，导带最低点和价带最高点的能量之差。第16页/共90页LED晶片材料:发光半导体，具有单向导电性对LED材料的要求：1）电子与空穴的数量尽量多2）要求电子与空穴复合时放出的能量应与所需要的发光波长相对应晶片的组成：磷化镓(GaP)、镓铝砷(GaAlAs)、砷化镓(GaAs)、氮化镓（GaN）、等材料组成，其内部结构具有单向导电性。发光效率：=ice第17页/共90页提高出光效率LED材料折射率很高n=3.6反射率=(n1-n2)2/(n1+n2)2提高外部出光效率的方法：降低反射率，提高透过率（1）用折射率高的透明材料（环氧树脂）覆盖在芯片表面。（2）把芯片晶体表面加工成半球形第18页/共90页4.1.2发光二极管(LED)的结构第19页/共90页一、支架：作用：用来导电和支撑组成：支架由支架素材经过电镀而形成，由里到外是素材、铜、镍、铜、银这五层所组成。种类：带杯支架做聚光型，平头支架做大角度散光型的Lamp。二、银胶作用：固定晶片和导电的作用。主要成份：银粉占75-80%、EPOXY（环氧树脂）占10-15%、添加剂占5-10%。使用：冷藏，使用前需解冻并充分搅拌均匀，因银胶放置长时间后，银粉会沉淀，如不搅拌均匀将会影响银胶的使用性能。三、晶片（Chip）：（P/N结构）晶片，晶片的焊垫一般为金垫或铝垫。焊垫形状有圆形、方形、十字形等第20页/共90页四、金线：作用：连接晶片PAD（焊垫）与支架，并使其能够导通纯度为99.99%Au；金线的直径16m—50m等。五、环氧树脂：作用：保护Lamp的内部结构，可稍微改变Lamp的发光颜色，亮度及角度；使Lamp成形。包括：A胶（主剂）、B胶（硬化剂）、DP（扩散剂）、CP（着色剂）四部份组成。其主要成分为环氧树脂（EpoxyResin）、酸酐类（酸无水物Anhydride）、高光扩散性填料（Lightdiffusion）及热安定性染料（dye）第21页/共90页白色发光二极管的发光原理与其它发光二极管的发光原理稍有一点不同。目前有两种发光模式能使发光二极管发出白色光。蓝色光＋黄色光

发光模式的白色发光二极管，其基础部分是一颗蓝色发光二极管，在蓝色发光二极管芯片的外面覆盖一层荧光体层，当蓝色发光二极管芯片发射出来的蓝色光，有一部分在透过荧光体时被荧光体吸收，变成了黄光，黄光又与透过荧光体的蓝光混合后就发出白色光。例如有的白色发光二极管发出的光是纯白的，而有的发出的光是白偏蓝的。第22页/共90页另一种是采用三波长蓝色光＋绿色光＋红色光

发光模式的全彩色发光二极管。将红、绿、蓝三颗发光二极管封装在同一个管壳中，三种原色的光混合也可以产生出白光，成本要相对较高，主要是用来制造全彩色显示屏。

白色发光二极管的正向电压降约为3.5V左右，需要正向工作电流≥15mA左右时，才能使其正常发光。第23页/共90页4.1.3发光二极管的驱动LED是由电流驱动的器件，其亮度与正向电流呈比例关系。有两种方法可以控制正向电流。1、电阻限流方式。利用电源电压和限流电阻，来确定产生预期正向电流所需要向LED提供的电压。但这种方法有一些缺点，如LED正向电压的任何变化都会导致LED电流的变化。2、利用固定电流来驱动LED。固定电流可消除正向电压变化所导致的电流变化，因此，可产生固定的LED亮度。3、对于要求较高的LED驱动来说，除了采用恒流驱动外，还可以采用脉冲电路驱动，其控制部分采用脉宽调制方式，与恒流控制方式相比，控制部分的控制效率高、节能。同时便于LED的亮度调节，这是采用脉冲电源驱动方式最大的优势。第24页/共90页LED驱动要注意的问题LED是单向导电的电流型器件，要用直流电流或者单向脉冲电流驱动。LED内部是PN结，通常白光LED的压降为3-4V。LED的PN结具有负温度特性，要使用限流补偿措施要使LED亮度恒定，光色不变。必须使用电流源或者PWM单向脉冲供电，不要使用电压源。白光LED电视中LED大多串接使用。LED串联比并联可以更平均的分配电流。二极管应避免直接并联使用。第25页/共90页直流驱动是最简单的驱动方式。当前很多厂家生产的LED灯类产品都采用这种驱动方式，即采用阻、容降压，然后加上一个稳压二极管，向LED供电，如图4.3（a）所示。由于LED器件的正向特性比较陡，以及器件的分散性，使得在电压和限流电阻相同的情况下，各器件的正向电流并不相同，从而引起发光强度的差异。以白光LED为例，白光LED需要大约3.6V的供电电压才能实现合适的亮度控制。

第26页/共90页大多数便携式电子产品都采用锂离子电池作电源，它们在充满电之后约为4.2V，安全放完电后约为2.8V，显然白光LED不能由电池直接驱动。如果能够对LED的正向电流直接进行恒流驱动的话，只要恒流值相同，各LED的发光强度就比较相近。考虑到晶体管的输出特性具有恒流的性质，所以可以用晶体管来驱动LED，如图4.3（b）所示。TRLEDVcc恒流驱动：采用晶体管第27页/共90页恒流驱动方式串联驱动方式因为所有串接的LED具有完全相同的电流。LED电流由RSENSE与加载在CTRL输入上的电压共同决定。

第28页/共90页并联驱动方式并联驱动白光LEDIC内部包括电荷泵和电流控制，电荷泵为白光LED提供足够的驱动电压，而电流控制通过给每个LED加载同样的电流来确保均匀的白光。

第29页/共90页LED脉冲驱动原理此外，利用人眼的视觉暂留特性，采用反复通断电的方式使LED器件点燃的方法就是脉冲驱动法，如图4.3（c）所示。脉宽调制（Pulse-WidthModulation，PWM）技术是一种传统的调光方式，它利用简单的数字脉冲，反复开关LED驱动器，系统只要通过调节脉冲的占空比就可获得合适的平均电流，从而调节LED的亮度。该技术的优点在于：能够提供高质量的白光、应用简单、效率高。但有一个致命的缺点是容易产生电磁干扰，有时甚至会产生人耳能听见的噪声。LavgImaxTonT第30页/共90页PWM调光优点：LED的发光亮度可以用改变其电流的方法来实现。但是这种模拟亮度控制方法会产生色偏现象。也就是它所发出光线的波长将会随着其正向电流而改变，这是令人不可接受的。采用PWM的方式来对LED进行亮度调节。不同的占空比就可以得到不同的亮度，这相当于用改变LED导通的时间来改变亮度，而每次导通所达到的正向电流是不变的，所以其色谱也就不会改变。为了得到不同的亮度，就要求能够精确控制PWM的宽度。一个12位精度的PWM可以实现4096级灰度。由于流经每个LED的正向电流持续保持一致，因而色彩坐标不会偏移。第31页/共90页4.1.4发光二极管的特点及应用1.LED的主要特点：LED为非相干光，光谱较宽，发散角大LED的发光颜色非常丰富红色：GaP:ZnO或GaAsP材料橙色、黄色：GaAsP材料蓝色：GaN材料通过红、绿、蓝三原色的组合，可以实现全色化LED的辉度高，即使在日光下，也能辨识LED的单元体积小寿命长，基本上不需要维修机械强度高，耐冲击第32页/共90页电压低：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所效能高，能耗低：消耗能量较同光效的白炽灯减少80%适用性强，每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境稳定性：10万小时，光衰为初始的50%响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级，不到1ms环保：不含汞等污染物价格第33页/共90页

2.LED的主要应用:指示灯：LED正在成为指示灯的主要光源数字显示用显示器：点矩阵型和字段型两种方式平面显示器：可进行电视画面显示光源：通信光源：电视机、空调等的遥控器的光源，干涉仪的光源，光纤通信系统的光源。照明光源第34页/共90页4.2发光二极管显示器件LED显示屏可根据颜色、用途、点阵大小等分类1）根据基色分类单基色显示屏:单一颜色（红色或绿色）。双基色显示屏：红和绿双基色，256级灰度、可以显示65536种颜色。全彩色显示屏：红、绿、蓝三基色，256级灰度的全彩色显示屏可以显示一千六百多万种颜色。第35页/共90页单基色单基色：每个像素点只有一种颜色，多数用红色，因为红色的发光效率较高，可以获得较高的亮度，也可以用绿色，还可以是混色，即一部分用红色，一部分用绿色，一部分用黄色等。第36页/共90页双基色每个像素点有红绿两种基色，可以叠加出黄色，在有灰度控制的情况下，通过红绿不同灰度的变化，可以组合出多种灰度颜色。第37页/共90页三基色（全彩）也称全彩色，每个像素点有红绿蓝三种基色，在有灰度控制的情况下，通过红绿蓝不同灰度的变化，可以很好地还原自然界的色彩，组合出上万种颜色。第38页/共90页2）、根据应用场所分类根据应用场所的不同，可将LED显示屏分为室内、室外及半室外三种。第39页/共90页室内屏在制作工艺上首先是把发光晶粒做成点阵模块，再由点阵模块拼接为一定尺寸的显示单元板，根据用户要求，以单元板为基本单元拼接成用户所需要的尺寸。户内屏面积一般从不到1平米到十几平米,点密度较高，

在非阳光直射或灯光照明环境使用，观看距离在几米以外，屏体不具备密封防水能力。第40页/共90页室外屏在制作工艺上首先是把发光晶粒封装成单个的发光二极管，称之为单灯，一般都采用具有聚光作用的反光杯来提高亮度；再由多只LED单灯封装成像素模组，而由像素模组组成点阵式的显示单元箱体，根据用户需要及显示应用场所，以一个显示单元箱体为基本单元组成所需要的尺寸。箱体在设计上需要密封，以达到防水防雾的目的，使之适应室外环境，一般正面采用灌胶的方式来密封。第41页/共90页半室外屏

半室外屏介于户外及户内两者之间,具有较高的发光亮度,

可在非阳光直射户外下使用，屏体有一定的密封，一般在屋檐下或橱窗内。第42页/共90页3）根据功能分类根据屏幕所具有的功能，可将LED显示屏分为条屏，图文屏，视屏以及数码混合屏四种。LED数码显示屏：显示器件为7段码数码管，适于制作时钟屏、利率屏等，显示数字的电子显示屏。LED点阵图文显示屏：显示器件是由许多均匀排列的发光二极管组成的点阵显示模块，适于播放文字、图像信息。LED视频显示屏：显示器件是由许多发光二极管组成，可以显示视频、动画等各种视频文件。。

第43页/共90页条屏系列条屏系列：这类显示屏主要用于显示文字，可用遥控器输入，也可以与计算机联机使用，通过计算机发送信息。可以脱机工作。因为这类屏幕多做成条形，故称为条屏。。

第44页/共90页图文屏系列这类显示屏主要用于显示文字和图形，一般无灰度控制。它通过与计算机通讯输入信息。与条屏相比，图文屏的优点是显示的字体字型丰富，并可显示图形，与视屏相比，图文屏最大的优点是一台计算机可以控制多块屏，且可以脱机显示。。

第45页/共90页视屏系列这类显示屏屏幕像素与控制计算机监视器像素点呈一对一的映射关系，有256级灰度控制，所以其表现力极为丰富，配置多媒体卡，视屏还可以播放视频信号。视屏开放性好，对操作系统没有限制，软件也没有限制，能实时反映计算机监视器的显示。。

第46页/共90页4）根据屏显示面形状分类除了常见的平面屏以外，还有曲面屏，如弧形屏、球面屏等。

。

第47页/共90页5)、按发光点直径分类室内屏：Φ3mm、Φ3.75mm、Φ5mm、室外屏：Φ10mm、Φ12mm、Φ16mm、Φ19mm、Φ20mm、Φ21mm、Φ22mm、Φ26mm室外屏发光的基本单元为发光筒，发光筒的原理是将一组红、绿、蓝发光二极管封在一个塑料筒内共同发光。6).显示方式有静态、横向滚动、垂直滚动和翻页显示等。第48页/共90页显示原理

信号控制单元控制扫描单元驱动单元LED阵列信号控制单元：可以由单片机系统、独立的微机系统、传呼接收与控制系统等组成。任务：生成或接收LED显示所需要的数字信号，并控制整个LED显示系统的各个不同部件按一定的分工和时序协调工作扫描控制单元：由译码器组成，用于循环选通LED阵列驱动单元：三极管阵列，给LED提供大电流4.2.1LED显示器件的显示原理第49页/共90页行扫描电路主要由译码器组成，用于循环选通LED阵列行。列驱动电路多分为三级管阵列，给LED提供大电流。锁存器保存要显示的数据位。显示数据就绪后，信号控制单元首先将第一行数据传到扫描控制单元的锁存器并锁存，然后由行扫描电路选通LED阵列的第一行，持续一定时间后，再用同样方法显示后续行，直至完成一帧显示。如此循环，根据视觉暂留，屏幕刷新速率>25F/s以上就没有闪烁感大屏幕可采用分区并行显示灰度的实现：通过调制LED的发光时间与扫描周期的比值（占空比）色彩的实现：不同基色LED灰度组合便可调配出多种色彩第50页/共90页一、LED数码显示器1、LED显示器的结构基本的LED数码管由7个条状发光二极管芯片按照一定的方法排列而成，可以实现数字0-9的显示，其具体结构有反射罩式、条形7段式及单片集成多位数字式等等。第51页/共90页14段LED显示器段排列方式如图。经过适当的组合，可显示数字和26个英文字母的大写与小写。字形码要占双字节。14段LED显示器也分为共阴极和共阳极两种结构。第52页/共90页14段LED显示器七段LED显示器第53页/共90页静态驱动是指每一个LED灯分别对应一个独立的I/O驱动口，其点亮和关闭由该驱动口对其控制，互不干扰。第54页/共90页动态显示驱动法将不同的LED模块的所有LED驱动端一对一的连接到一起，其公共极分别由不同的I/O口来驱动称为扫描线或者地址线，用这些地址线来选定某一个LED。第55页/共90页简单的程序流程选中第一个数码管(P0.0为1，其他为0)送“1”的字型码延时选中第二个数码管送“2”的字型码延时选中第三个数码管送“3”的字型码延时选中第四个数码管送“4”的字型码延时延时时间若为1S、10mS看到的现象分别是什么？第56页/共90页二、图文显示屏1、特点图文显示屏的主要特征：只控制LED点阵的各个发光器件的通断，而不控制LED的发光强弱。LED可以是单色的也可以是双色的。甚至是多色。图文显示屏的外观可根据需要订制。第57页/共90页控制各个点所在位置相对应的LED器件发光进行显示。把需要显示的图形文字转换成点阵图形，再按照显示控制的要求以一定的格式形成显示数据。对于只控制通断的图文显示屏来说，每个LED发光器件占据数据中的1位（1bit），在需要该LED器件发光时数据中相应的位填1，否则填0。显示图形的数据文件，其格式相对自由，只要能够满足显示控制的要求即可。文字的点阵格式比较规范，可以采用现行计算机通用的字库字模，例如汉字就有宋体、仿宋体、楷体、黑体等多种可供选择的方案。组成一个字的点阵，其大小也可以有16*16、24*24、32*32、48*48等不同规格。第58页/共90页2、显示屏的结构组成部分：屏体，计算机，控制器，智能点阵显示单元，电源。（1）屏体主要部分是显示点阵和行列驱动电路。如下图所示，单色和双色的屏。第59页/共90页（2）智能点阵显示单元该单元是独立完成显示任务的小系统，或者是整个图文显示屏的某一个局部，可以显示汉字，线条，简单图形，主控用单片机。（3）主控器主控器采用单片机，有扩展的汉字库，带掉电保护的数据存储器。（4）计算机将更换的显示内容送到主控器中第60页/共90页点阵屏显示模块第61页/共90页第62页/共90页三、LED图像显示屏图像显示屏是具有灰度级显示功能的系统，它所显示的图像画面更逼真，单色图像显示屏就如黑白电视一样，灰度控制是产生单色的有深浅过渡的画面。多色图像显示屏和彩色电视机一样，由于每一种基色的灰度级均可单独控制，因此可以得到从白到黑的各种不同颜色的组合。第63页/共90页视频屏又叫同步屏，它接收实时传输的视频信号，如电视、DVD、录像等，且需对模拟信号进行模数转换。视频屏的显示信号与计算机或其它视频同步一致。一般情况下一台计算机控制一块显示屏，LED显示屏上的图像与控制机上显示的图像点点对应。视频屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如绘画作品，动如电影，广泛应用于体育场馆、会展中心、商场、宾馆、医院、银行、建筑市场、拍卖行、展览展示现场及其它公共场所。第64页/共90页4.2.2LED显示器件的扫描驱动电路LED显示器件扫描驱动电路实现对显示屏所要显示的信息内容的接收、转换及处理功能。一般显示屏的控制系统包括了输入接口电路、信号的控制、转换和数字化处理电路、输出接口电路等，涉及的具体技术很多。其关键技术包括：1.串行传输（被广泛采用）与并行传输2.动态扫描与静态锁存3.校正技术4.输入接口技术5.自动检测，远程控制技术等第65页/共90页1.串行传输与并行传输。LED显示屏上数据的传输方式主要有串行和并行两种，目前广为采用的主要为串行控制技术。这种控制方式的显示屏的每一个单元内部的不同驱动电路、各级联单元之间每个时钟仅传送一个位(具体实现时每种颜色各一位)的数据。采用这种方式，可采用的驱动IC种类较多，不同显示单元之间的联线较少，可减少显示单元上的数据传输驱动元件，从而提高整个系统的可靠性和具体工程实现的容易程度。第66页/共90页2.动态扫描与静态锁存。从系统控制实现显示信息的刷新原理有动态扫描技术和静态锁存技术，一般室内显示屏多采用动态扫描技术，若干行发光二极管共用一行驱动寄存器，根据共用一行驱动寄存器的发光二极管像素数目，具体有1/4、1/16扫描等。室外显示屏基本上采用的是静态锁存技术，即每一个发光二极管都对应有一个驱动寄存器。相对于扫描而言，静态锁存控制的驱动寄存器无需时分工作，从而保证了每一个发光二极管的亮度占空比为100%。第67页/共90页3.校正技术(GAMMACORRECTION)。显示器件理想调制：线性调制，亮度和控制物理量成正比。LED：接近线性响应。由于LED显示屏本身不具有CRT的特性，因此，在全彩色显示屏的控制技术上，通常对输入的视频信号进行校正处理。所谓校正就是对色度曲线的选择，色度曲线的不同对图像颜色、亮度、对比及色度有极大影响。在不同情况下适度调整色度曲线可以达到最佳质量画面。第68页/共90页4.输入接口技术。目前在信号输入接口上可以满足全数字化信号输入、模拟信号输入、全数字化信号和模拟信号二者兼容的输入以及高清晰度电视信号输入等多种方式。全数字化信号输入方式接受外部全数字化输入信号，在使用多媒体卡的显示屏系统中，控制系统的输入接口即为全数字化信号输入方式。多媒体卡将视频模拟信号及计算机自身的信号转换成符合控制系统输入要求的数字信号，这种形式显示计算机信息时效果很好。第69页/共90页模拟信号输入方式只能接受外部模拟输入信号。这种输入方式的显示屏增加了模数转换电路，将视频信号或来自计算机显卡的模拟信号转换为全数字信号后进行处理。全数字化信号和模拟信号二者兼容的输入方式是优势二种输入方式的有机结合，能接受模拟输入信号以及全数字化输入信号，在显示视频图像和计算机信息时均能达到理想的显示效果。第70页/共90页5.自动检测、远程控制技术自动检测LED显示屏构成复杂，特别是室外显示屏，供电、环境亮度、环境温度条件等对显示屏的正常运行都直接影响，在LED显示屏的控制系统中可根据需要对温度、亮度、电源等进行自动检测控制。也可根据需要远程实现对显示屏的亮度调节、色度调节、图像水平和垂直位置的调节、工作方式的转换等。第71页/共90页控制机制单片机控制单片机控制是LED显示屏控制中的简单的一种方式。待显示信息固化在ROM里或来自传感器等，由单片机读取并控制LED显示。多用于简单固定文字或监控数据显示的条形屏等。这种控制方式简单，灵活，成本低。但是，内容和显示方式的编辑、更改较麻烦，使用不方便。第72页/共90页微机控制微机控制LED显示屏一般都需要专用的接口电路如LED专用显示卡、LED专用多媒体卡等。此类控制中较多的是VGA（VideoGraphicsArray）同步技术。LED显示屏的VGA同步控制技术是指LED显示屏能够实现跟踪微机CRT窗口上的显示信息，是LED显示屏成为微机的大型显示终端。一般是对显示卡的RGB信号输出进行采样，或直接从VGA卡上的特征插座上取得RGB的数字信号，处理后用于驱动LED显示屏电路。这种控制方式充分发挥了丰富强大的微机软件功能，而且具有较强的编辑功能，内容和显示方式的更改、增删简单方法，便于显示数据的保存、管理和打印输出；但是成本较高，每个显示屏都要附带微机系统，对于一些室外、远距离、分散的应用场合，工程施工和日常维护都有诸多不便。第73页/共90页主从控制采用微机（上位机）和单片机（下位机）分布管理和控制LED的显示。上位机负责显示数据处理与显示任务分配，有时还要与其他系统进行通信；下位机作为控制器件，接收并执行来自上位机的任务，指挥控制LED显示屏上各部件协调工作。上位机与下位机一般通过RS232或RS422通信，一台上位机可以管理、控制多个下位机同时显示。第74页/共90页红外遥控在LED显示屏控制板（一般为单片机系统）前端加入红外遥控接收器编解码电路，解码电路先将红外接收探头解调后分离出的16位PCM(脉冲编码调制)串行码值进行校验，提取有效的8位数据码值，提供给控制板驱动LED显示屏。采用红外遥控可以实现开关屏幕及文字编辑，无需专用计算机或其它外设配置，遥控距离可达十几米。这种控制方式常与其它方式结合使用。第75页/共90页通信传输和网络控制根据对信息传输显示的实时性，LED显示屏的传输控制有通信传输和视频传输。通信传输采用标准的RS-232或RS-485计算机数据串行通讯方式，通过串口按一定的通讯协议接收来自计算机串口或其它设备串口的信号，经过处理后按一定的规律传送到显示屏上显示。这种控制方式的显示屏的功能比较单一，适用于简单文字、图形显示，主要是单色及双基色显示屏控制使用，一般情况下直接传输距离可达千米。视频传输方式则是把LED显示屏与多媒体技术结合起来，实现了在LED显示屏上实时显示计算机监视器上的内容，也可播放录像及电视节目，一般用于播放实时信息的显示屏都采用视频控制方式，具体传输是采用成对的专用长线传输接口电路。

第76页/共90页GPRS/GSM无线控制利用遍布全国的GPRS/GSM基站，通过GPRS/接收模块远程接收信号并通过单片机处理对各类远端显示屏实施控制。此类技术在城市群显、银行IC卡收费、系统挂失、卡号广播、机动车辆防盗定位报警等方便已有应用。第77页/共90页4.2.3LED显示器件的技术指标1.室内屏系列室内屏面积一般在十几平方米以下，点密度较高，在非阳光直射或灯光照明环境下使用，观看距离在几米以外，屏体不具备密封防水能力。根据颜色可分为全彩屏双基色屏单色屏第78页/共90页室内全彩色视频屏主要技术参数：基色RGB（全彩色）像素直径（mm）5.008.00像素间距（mm）7.6210.00像素组成1R1G1B2R1G1B虚拟像素单元面板点数（点）32×3232×16单元面板尺寸（mm）245×245320×160单元面板质量（g）1100850物理像素密度（点/m2）1720010000虚拟像素密度（点/m2）1638440000峰值功耗（W/m2）850750平均功耗（W/m2）350320重量（kg/m2）<36<36水平可视角度150°；垂直可视角度150°最高亮度（cd/m2）1700800第79页/共90页室内双基色视频屏主要技术参数：基色RG（红、绿双基色）像素直径（mm）3.755.00像素间距（mm）4.757.62像素组成1R1G1R1G单元面板点数64×32（或80×32）80×32单元面板尺寸（mm）306×153（或382×153）612×245单元面板质量（g）800500像素密度（点/m2）4300017200峰值功耗（W/m2）700350平均功耗（W/m2）300200可视角度150°通信距离（m）100（无中继）第80页/共90页室内单色屏主要技术参数：基色单色像素直径（mm）3.03.755.00像素间距（mm）4.04.757.62像素组成1R1R1R单元面板点数64×3264×3280×32单元面板尺寸（mm）306×153612×245单元面板质量（g）7009001500像素密度（点/m2）625004300017200峰值功耗（W/m2）500350200平均功耗（W/m2）350200100可视角度150°通信距离（m）100（无中继）第81页/共90页2.半室外屏系列半室外屏一般使用发光单灯组成发光点，适用于亮度较高又可以防水的环境，如房檐下、橱窗内、光线强烈的大厅等。点间距一般在7.62～10mm；发光颜色一般为单红色或红/绿双基色；控制方式根据使用要求，有异步、同步图文、视频等。第82页/共90页半室外屏主要技术参数：基色单色/双基色像素直径（mm）5.005.00像素间距（mm）7.6210.00像素组成1R1R单元面板点数80×3232×16单元面板尺寸（mm）612×245320×160单元面板质量（g）17001000像素密度（点/m2）1720010000峰值功耗（W/m2）400300平均功耗（W/m2）250200水平可视角度60°～70°；垂直可视角度45°～60°最高亮度（cd/m2）30001800

第83页/共90页3.室外屏系列室外屏面积一般在10m2以上，亮度较高，可以在阳光直射环境使用，观看距离一般在十几米以外，屏体具备密封防水能力。根据控制方式和显示颜色，又可分为以下几种。第84页/共90页室外全彩色视频屏主要技术参数：基色RGB（全彩色）像素直径（mm）15.0018.00像素间距（mm）20