LED点阵的驱动方法

LED点阵的驱动方法王文敬LED显示屏LED显示屏开展历程30年回忆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。从此LED开始进入多种应用领域，包括宇航、飞机、汽车、工业应用、通信、消费类产品等，普及国民经济各部门和千家万户。到1996年LED在全世界的销售额已到达几十亿美元。尽管多年以来LED一直受到颜色和发光效率的限制，但由于GaP和GaAsPLED具有长寿命、高可靠性,工作电流小、可与TTL、CMOS数字电路兼容等许多优点因而却一直受到使用者的青眯。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)是指发光强度到达或超过100mcd的LED。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都到达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。我国开展LED起步于七十年代，产业出现于八十年代。全国约有100多家企业，95%的厂家都从事后道封装生产，所需管芯几乎全部从国外进口。通过几个“五年方案”的技术改造、技术攻关、引进国外先进设备和局部关键技术，使我国LED的生产技术已向前跨进了一步。

什么是LED显示屏？LED显示屏就是lightemittingdiode，发光二极管的英文缩写，简称LED。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式。

LED显示屏的组成局部LED显示屏由很多个通常是红色的发光二极管组成，靠发光二极管的亮灭来显示字符。LED显示屏的分类：1、按颜色基色可以分为

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。

2、按显示器件分类

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。

LED显示屏市场前景现状：目前由于led显示屏造价昂贵，主要应用于比较高档的场所，主要集中在城市的繁华场所，作为多媒体广告的一局部。单双色led显示屏主要应用于交通,高速公路,银行、证券交易等金融场所。

以后：随着人们生活水平的提高，户外led显示屏将逐渐应用于各个行业。LED显示屏技术优势(1)采用进口LED优质管芯制作全彩显示屏:具有视角大、功耗小、色彩均匀一致、屏厚超薄、屏体重量轻、故障率低、易维护等优势.

(2)采用PCTV卡:该卡是一块性能卓越的集显示、采集、视频捕获等功能的多媒体显示卡,(3)采用最新DVI接口技术:DVI接口(DigitalVisualInterface)是PC机与数字式平板显示器(包括)接口的工业标准。(4)采用室内全彩系统:该芯片除了完成显示数据的分配任务之外,其特性是将接收的8位(8bit)显示数据转换成12位的PWM输出脉冲,使显示屏实现4096(12bit)级灰度控制(5)采用恒流驱动:该电路技术成熟运行可靠,已经在全彩显示屏上广泛的运用,性能价格比高,为目前众多公司常用的恒流驱动芯片,较好解决LED管压降离散性之缺陷且性能良好,消除马赛克.

3、按使用场合分类

室内显示屏：发光点较小，一般Φ3mm--Φ8mm，显示面积一般几至十几平方米。

室外显示屏：面积一般几十平方米至几百平方米，亮度高，可在阳光下工作，具有防风、防雨、防水功能。

4、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

室外屏发光的根本单元为发光筒，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

显示方式有静态、横向滚动、垂直滚动和翻页显示等。单块模块控制驱动12块〔最多可控制24块〕8X8点阵，共16X48点阵〔或32X48点阵〕，是单块MAX7219〔或PS7219、HD7279、ZLG7289及8279等类似LED显示驱动模块〕的12倍〔或24倍〕！可采用“级联”的方式组成任意点阵大显示屏。显示效果好，功耗小，且比采用MAX7219电路的本钱更低。LED显示屏性能超群:发光亮度强在可视距离内阳光直射屏幕外表时,显示内容清晰可见.超级灰度控制具有1024-4096级灰度控制,显示颜色16.7M以上,色彩清晰逼真,立体感强.静态扫描技术采用静态锁存扫描方式,大功率驱动,充分保证发光亮度.自动亮度调节具有自动亮度调节功能,可在不同亮度环境下获得最正确播放效果.技术先进全面采用进口大规模集成电路,可靠性大大提高,便于调试维护.全天候工作完全适应户外各种恶劣性环境,防腐,防水,防潮,防雷，抗震整体性能强性价比高显示性能好,像素筒可采用Φ26mm、Φ21mm等多种规格.先进的数字化视频处理技术分布式扫描，模块化设计/恒流静态驱动，亮度自动调节超高亮纯色象素影像画面清晰、无抖动和重影，杜绝失真视频、动画、图表、文字、图片等信息显示联网显示、远程控制LED显示屏的作用

1、起到商品宣传，吸引顾客的作用。2、起到店面装饰，提高企业档次的作用。

3、起到照明，标新立异的作用。

4、起到普及知识的作用。〔可用于播放企业产品的小信息，相关行业的知识〕

5、起到公告板的作用。〔促销，招聘信息发布〕

6、起到衬托气氛的作用。通过显示屏幕可播放上级领导及各种贵宾莅临参观、指导的欢送词，各种重大节日的庆祝词等。

不可否认，商家树立广告牌的最终目的就是宣传商品信息，吸引目标顾客，尽最大可能地赚取最大的利润。而LED广告牌正是为了实现这个目的成为企业宣传的头项选择。超高亮度LED的应用

1．信息指示灯

汽车信号指示:汽车指示灯在车的外部主要是方向灯、尾灯和刹车灯；在车的内部主要是各种仪表的照明和显示。超高亮度LED用于汽车指示灯与传统的白炽灯相比具有许多优点，在汽车工业中有着广泛的市场。LED能够经受较强的机械冲击和震动。平均工作寿命MTBF比白炽灯泡高出几个量级，远远高出汽车本身的工作寿命，因此LED刹车灯可封装成一个整体，而不必考虑维修。交通信号指示:用超高亮度LED取代白炽灯，用于交通信号灯、警示灯、标志灯现已普及世界各地，市场广阔，需求量增长很快。交通信号灯每个国家的主管部门都要制定相应的标准，规定信号的颜色、最低的照明强度，光束空间分布的图样以及对安装环境的要求等。2．大屏幕显示

大屏幕显示是超高亮度LED应用的另一巨大市场，包括:图形、文字、数字的单色、双色和全色显示。在表2中列出了LED显示的各种用途。传统的大屏幕有源显示一般采用白炽灯、光纤、阴极射线管等；无源显示一般采用翻牌的方法。表3列出了几种显示的性能比较。3．液晶显示(LCD)的背照明

在液晶显示中至少有10%采用有源光作为背照明，光源可使LCD显示屏的黑暗的环境下易读，全色LCD显示也需要光源。4．固体照灯

全色超高亮度LED的实用化和商品化，使照明技术面临一场新的革命，由多个超高亮度红、蓝、绿三色LED制成的固体照明灯不仅可以发出波长连续可调的各种色光，而且还可以发出亮度可达几十到一百烛光的白色成为照明光源。

怎样评估LED屏的好坏一块全彩显示屏的好坏主要可以从以下几个方面来签定：1.平整度

显示屏的外表平整度要在±1mm以内，以保证显示图像不发生扭曲，局部凸起或凹进会导致显示屏的可视角度出现死角。平整度的好坏主要由生产工艺决定。

2.亮度及可视角度

室内全彩屏的亮度要在800cd/m²以上，室外全彩屏的亮度要在1500cd/m²以上，才能保证显示屏的正常工作，否那么会因为亮度太低而看不清所显示的图像。3.白平衡效果

白平衡效果是显示屏最重要的指标之一。色彩学上当红绿蓝三原色的比例为1：4.6：0.16时才会显示出纯粹的白色，如果实际比例有一点偏差那么会出现白平衡的偏差，一般要注意白色是否有偏蓝色，偏黄绿色现象。白平衡的好坏主要由显示屏的控制系统来决定，管芯对色彩的复原性也有影响。

4.色彩的复原性

色彩的复原性是指显示屏对色彩的复原性，既显示屏显示的色彩要与播放源的色彩保持高度一致，这样才能保证图像的真实感。

5.有无马赛克、死点现象

马赛克是指显示屏上出现的常亮或常黑的小四方块，既模组坏死现象，其主要原因为显示屏所采用的接插件质量不过关。

死点是指显示屏上出现的常亮或常黑的单个点，死点的多少主要由管芯的好坏来决定。

6.有无色块

色块是指相邻模组之间存在较明显的色差，颜色的过渡以模块为单位了，引起色块现象主要是由控制系统较差，灰度等级不高，扫描频率较低造成的。

第一局部教学要求目的要求①显示汉字的根本原理②汉字字形库③LED点阵的驱动方法④掌握LED点阵的外部信号规律第二局部教学内容一.任务目标

设计一个16X16的LED点阵，轮流显示“单片机技能训练”7个汉字二.硬件1.汉字显示的根本原理为了能比较清楚地显示出汉字字形，一般每一个汉字需要使用16X16点阵，如果需要将汉字笔画显示得更精细，就需要使用更大的点阵，如24X24点阵，36X36点阵等○●表示LED灭表示LED亮点阵法显示汉字可用二进制数表示LED的亮与灭，每行16只LED共需16位二进制数，分为两个字节。10H00H10HF8H10H88HFEH88H10H88H00010000000000000001000011111000000100001000100011111110100010000001000010001000………………………...00010010000010100001010000000110000100000000000012H0AH14H06H10H00H图一汉字字模的产生图一中第一行可以用10H和00H表示第一行LED的状态，这样全部16行共需32个字节。这32个十六进制数称为该汉字的字模，“机”的字模可以存放在程序存储器中JI：DB010H,000H,010H,0F8H,010H,088H,0FEH,088HDB010H,088H,010H,088H,038H,088H,034H,088HDB054H,088H,050H,088H,091H,008H,011H,00AHDB012H,00AH,012H,00AH,014H,006H,010H,000HLED点阵模块常见的点阵模块是8*8只LED的点阵，8*8只单色LED点阵模块为了减少外部引线，点阵模块内部已经将LED连接为矩阵形式，只将行线和列线引出，LED点阵分为共阳和共阴两种，指的是行引出线为共阴或共阳

LED点阵的驱动方法由于LED点阵的LED数量较多，应用中只能使用动态驱动。例如，16*16的LED点阵可以使用16*16的驱动方式，也可以使用8*32的驱动方式等8列7列2行1列4行6列4列1行○○○○○○○○○○○○○○○○5行7行2列3列8行5列6行3行16*16的驱动方式

使用16*16的驱动方式时，16列送字模数据，16行扫描，LED的显示周期为1/16.需要使用16*16点阵时，可使用4片8*8点阵器件拼接而成。16*16扫描方式扫描码：每次扫描