LED顯示屏系統(tǒng)原理教學(xué)文案

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。LED顯示屏系統(tǒng)原理-LED顯示屏系統(tǒng)原理LED顯示屏是利用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕。由于它具有發(fā)光率高、使用壽命長、組態(tài)靈活、色彩豐富以及對室內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，自20世紀(jì)80年代后期開始，隨著LED制造技術(shù)的不斷完善，在國外得到了廣泛的應(yīng)用。在我國改革開放之后，特別是進(jìn)入90年代國民經(jīng)濟(jì)高速增長，對公眾場合發(fā)布信息的需求日益強(qiáng)烈，LED顯示屏的出現(xiàn)正好適應(yīng)了這一市場形勢，因而在LED顯示屏的設(shè)計制造技術(shù)與應(yīng)用水平上都得到了迅速的提高。LED顯示屏經(jīng)歷了從單色、雙色圖文顯

2、示屏，到圖象顯示屏，一直到今天的全彩色視頻顯示屏的發(fā)展過程。無論在期間的性能（提高亮度LED顯示器及藍(lán)色發(fā)光燈等）和系統(tǒng)的組成（計算機(jī)化的全動態(tài)顯示系統(tǒng)）等方面都取得了長足的進(jìn)步。目前已經(jīng)達(dá)到的超高亮度全彩色視頻顯示的水平，可以說能夠滿足各種應(yīng)用條件的要求。其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)遍及交通、證券、電信、廣告、宣傳等各個方面。我國LED顯示屏的發(fā)展可以說基本上與世界水平同步，至今已經(jīng)形成了一個具有相當(dāng)發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)。應(yīng)該指出的是，我國LED產(chǎn)業(yè)不但在應(yīng)用技術(shù)上取得了巨大的成功，而且在創(chuàng)新能力上有出色的表現(xiàn)，例如北京中慶數(shù)據(jù)設(shè)備公司研制的ZQL9701超大規(guī)模芯片，就代表了當(dāng)前LED顯示屏控制電路的國際水平

3、。與國內(nèi)HYPERLINK/news/20071120141041774.shtmlt_blankLED顯示屏產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展相比，目前關(guān)于LED顯示屏的圖書資料顯得太少，不便于設(shè)計制造人員及運(yùn)用維護(hù)人員的工作，由此萌發(fā)了編寫一本LED顯示屏技術(shù)用書的想法，適逢電子科技大學(xué)出版社之邀，斗膽動筆草就本書。書中分別就LED顯示屏的概況、LED顯示器件、圖文顯示屏、圖象顯示屏、視頻顯示屏等有關(guān)技術(shù)問題進(jìn)行了敘述，以期使從事各類LED顯示屏工作的讀者能夠從本書中得到一些有用的材料。由于LED顯示屏是多種綜合應(yīng)用的產(chǎn)品，涉及光電子學(xué)、半導(dǎo)體器件、數(shù)字電子電路、大規(guī)模集成電路、單片機(jī)及微機(jī)等各個方路及方法還

4、要花較大篇幅進(jìn)行介紹，容易沖淡主題。反過來采用集成電路和單片機(jī)等簡單普及的刻與LED顯述硬件又有軟件。上述各個領(lǐng)域都自成體系，在本書中無法一一盡述，只能以顯示意直接有關(guān)的部分，而不追求各相關(guān)技術(shù)自身的完成性；二、盡量采用簡單普及的方案進(jìn)不方案，可以追求相關(guān)技術(shù)的先進(jìn)性。例如在一些控制電路中，能用常規(guī)集成電路實現(xiàn)，而又面，既示避免各個相關(guān)技術(shù)“從頭說起”的麻煩，從而達(dá)到精簡內(nèi)容突出重點(diǎn)的目的。而不行描屏有進(jìn)行討論。書中在處理相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)方面采取了以下兩條對策：一、側(cè)重敘述屏為主線，介紹相關(guān)技術(shù)在LED顯示屏中的應(yīng)用，不采器件的方案。LED電子顯示屏控制原理（一）系統(tǒng)組成本系統(tǒng)由計算機(jī)專用設(shè)備、顯

5、示屏幕、視頻輸入端口和系統(tǒng)軟件等組成。計算機(jī)及專用設(shè)備：計算機(jī)及專用設(shè)備直接決定了系統(tǒng)的功能，可根據(jù)用戶對系統(tǒng)的不同要求選擇不同的類型。顯示屏幕：顯示屏的控制電路接收來自計算機(jī)的顯示信號，驅(qū)動LED發(fā)光產(chǎn)生畫面，并通過增加功放、音箱輸出聲音。視頻輸入端口：提供視頻輸入端口，信號源可以是錄像機(jī)、影碟機(jī)、攝像機(jī)等，支持NTSC、PAL、S_Video等多種制式。系統(tǒng)軟件：提供LED播放專用軟件，powerpoint或ES98視頻播放軟件。系統(tǒng)原理圖如下：（二）系統(tǒng)功能該系統(tǒng)具備如下功能：以計算機(jī)為處理控制中心，電子屏幕與電腦顯示器(VGA)窗口某一區(qū)域逐點(diǎn)對應(yīng)，顯示內(nèi)容實時同步，屏幕映射位置可調(diào)，

6、可方便隨意地選擇顯示畫面的大小。顯示點(diǎn)陣采用超高亮度LED發(fā)光管(紅、綠雙基色)，256級灰度，顏色變化組合65536種，色彩豐富逼真，并支持VGA24位真彩色顯示模式。配備圖文信息及三維動畫播放軟件，可播放高質(zhì)量的圖文信息及三維動畫。播放軟件顯示信息的方式有覆蓋、合攏、開簾、色彩交替、放大縮小等十多種形式。使用專用節(jié)目編輯播放軟件,可通過鍵盤,鼠標(biāo)、掃描儀等不同的輸入手段編輯、增加、刪除和修改文字、圖形、圖像等信息。編排存于控制主機(jī)或服務(wù)器硬盤,節(jié)目播放順序與時間,實現(xiàn)一體化交替播放,并可相互疊加?？梢越邮诊@示錄像機(jī)、影碟機(jī)等視頻信號。LED視頻顯示系統(tǒng)：系統(tǒng)介紹及特點(diǎn)1.模塊化設(shè)計：電路設(shè)

7、計按功能分成不同的模塊，每個模塊之間只需要極少的聯(lián)系，極大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。調(diào)試難度、維護(hù)難度大大降低，可靠性高。所有硬件電路全部選用進(jìn)口元器件，品質(zhì)高，可靠性好。2.先進(jìn)的分布式掃描技術(shù)：顯示部分的掃描采用掃描控制技術(shù)，顯示部分被分成不同的單元，獨(dú)立進(jìn)行掃描。每個單元之間的信號傳遞采用信號鎖存技術(shù)進(jìn)行同步控制。顯示的穩(wěn)定性大大增加。3.精心設(shè)計的通信接口技術(shù)：通信距離可達(dá)1000米?？梢钥箵?5KV的靜電放電沖擊。RS-422專用設(shè)計接口。極大地提高了系統(tǒng)通信的可靠性。4.軟件設(shè)計新穎：WINDOWS風(fēng)格界面，設(shè)計專用軟件經(jīng)驗豐富。軟件功能強(qiáng)、操作簡便。通用顯示屏軟件具有良好的用

8、戶界面，清晰的菜單窗口，用戶可以根據(jù)需要，任意編排節(jié)目，既能播放錄像，也能播放動畫文字、插播消息等。5.可視性好：產(chǎn)品采用進(jìn)口LED晶片，構(gòu)成的顯示屏具有高亮度、色彩鮮艷、視角大、壽命長（100,000小時）穩(wěn)定性高、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。6.易于安裝：采用顯示單元板或顯示單元箱體，根據(jù)用戶要求和應(yīng)用場所要求任意組裝成所需要的顯示屏尺寸，并且便于維護(hù)。LED電子顯示屏系統(tǒng)簡介及分類近年來LED顯示屏市場得到了迅猛的發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到銀行、郵電、稅務(wù)、機(jī)場、車站、證券市場及其它交易市場、醫(yī)院、電力、海關(guān)、體育場等多種需要進(jìn)行公告、宣傳的場合。目前LED顯示屏作為信息傳播的一種重要手段，已經(jīng)成為城市

9、信息現(xiàn)代化建設(shè)的標(biāo)志。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，以及LED顯示技術(shù)的不斷完善，人們對LED顯示屏的認(rèn)識將會越來越深入，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)絹碓綇V。HYPERLINK/news/2007111710257364.shtmlt_blankLED是發(fā)光二極管LightEmittingDiode的英文縮寫。LED顯示屏是由發(fā)光二極管排列組成的一顯示器件。它采用低電壓掃描驅(qū)動，具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、耗電省、2、使用壽命長、3、成本低、4、亮度高、5、視角大、6、可視距離遠(yuǎn)、7、規(guī)格品種多。LED顯示產(chǎn)品系列A、單色、彩色條形顯示屏、B、計算機(jī)控制數(shù)碼顯示屏、C、單色圖文顯示屏、D、三色（紅、綠、黃）圖文顯示屏、E

10、、點(diǎn)陣和數(shù)碼混合顯示屏（證券屏）、F、雙基色（紅、綠）多媒體視頻同步顯示屏、G、三基色（紅、綠、藍(lán)）多媒體視頻同步顯示屏HYPERLINK/news/200711710127252.shtmlt_blankLED顯示屏分類方式按顯示顏色分為：單紅色、單綠色、紅綠雙基色、紅綠藍(lán)三色按使用功能分為：圖文顯示屏、多媒體視頻顯示屏、行情顯示屏、條形顯示屏按使用環(huán)境分為：室內(nèi)顯示屏、室外顯示屏、半戶外顯示屏按發(fā)光點(diǎn)直徑分為：3.0、3.7、4.8、5.0、8.0、ph8、ph10、ph16、ph20等。LED顯示屏技術(shù)特點(diǎn)A、效果卓越：采用動態(tài)掃描技術(shù)，畫面穩(wěn)定，無雜點(diǎn)，圖像效果清晰，動畫效果生動，多樣

11、；視頻效果流暢；B、內(nèi)容豐富：可顯示文字、圖表、圖像、動畫、視頻信息；C、方式靈活：可由用戶任意編排顯示模式；D、質(zhì)量保證：采用進(jìn)口發(fā)光材料、高品質(zhì)IC芯片、無噪聲大功率電源；E、信息量大：顯示的信息不受限制；F、維修方便：模塊化設(shè)計，安裝，維護(hù)方便；使用環(huán)境：LED顯示屏按使用環(huán)境分為室內(nèi)LED顯示屏和室外LED顯示屏。顯示顏色：LED顯示屏按顯示顏色分為單基色LED顯示屏（含偽彩色LED顯示屏），雙基色LED顯示屏和全彩色（三基色）LED顯示屏。按灰度級又可分為16、32、64、128、256級灰度LED顯示屏等。顯示性能：LED顯示屏按顯示性能分為文本LED顯示屏、圖文LED顯示屏，計算

12、機(jī)視頻LED顯示屏，電視視頻LED顯示屏和行情LED顯示屏等。行情LED顯示屏一般包括證券、利率、期貨等用途的LED顯示屏?；景l(fā)光點(diǎn)非行情類LED顯示屏中，室內(nèi)LED顯示屏按采用的LED單點(diǎn)直徑可分為3mm、3.75mm、5mm、8mm、和10mm等顯示屏；室外LED顯示屏按采用的象素直徑可分為16mm、19mm、22mm和26mm等LED顯示屏。行情類LED顯示屏中按采用的數(shù)碼管尺寸可分2.0cm(0.8inch)、2.5cm(1.0inch)、3.0cm(1.2inch)、4.6cmm(1.8inch)、5.8cm(2.3inch)、7.6cm(3inch)等LED顯示屏。大屏幕顯示屏業(yè)

13、績上海市八萬人體育場、上海大眾汽車公司、上海國際信托投資公司、上海房產(chǎn)交易所、寶山鋼鐵公司等.大屏幕拼接顯示屏系統(tǒng)一般用戶在需要同時觀看的信源較少時，適合選擇單機(jī)大屏幕。但在較為復(fù)雜的監(jiān)控中，如大型郵電通信系統(tǒng)、道路交通管理、能源分配輸送、工業(yè)控制、110報警等領(lǐng)域，需全景瀏覽，統(tǒng)一指揮，就必須選擇大屏幕拼接系統(tǒng)。大屏幕拼接系統(tǒng)不再受單機(jī)分辨率和亮度的影響，例如一個22四個單機(jī)的拼接系統(tǒng)，單機(jī)分辨率為1024768，亮度為500lm，則拼接后的系統(tǒng)分辨率為20481536，亮度為2000lm。拼接系統(tǒng)主要由三部分組成：大屏幕投影墻、投影機(jī)陣列、控制系統(tǒng)。其中控制系統(tǒng)是核心，目前世界上流行的拼接

14、控制系統(tǒng)主要有三種類型：硬件拼接系統(tǒng)、軟件拼接系統(tǒng)、軟件與硬件相結(jié)合的拼接系統(tǒng)。硬件拼接系統(tǒng)是較早使用的一種拼接方法，可實現(xiàn)的功能有分割、分屏顯示、開窗口：即在四屏組成的底圖上，用任意一屏顯示一個獨(dú)立的畫面。由于采用硬件拼接，圖像處理完全是實時動態(tài)顯示，安裝操作簡單；缺點(diǎn)是拼接規(guī)模小，只能四屏拼接，擴(kuò)展很不方便，不適應(yīng)多屏拼接的需要；所開窗口固定為一個屏幕大小，不可放大、縮小或移動。軟件拼接系統(tǒng)是用軟件來分割圖像，采用軟件方法拼接圖像，可十分靈活的對圖像進(jìn)行特技控制，如在任意位置開窗口；任意放大、縮小；利用鼠標(biāo)即可對所開的窗口任意拖動，在控制臺上控制屏幕墻，如同控制自己的顯示器一樣方便。軟件與

15、硬件相結(jié)合的拼接系統(tǒng),可綜合以上兩種方法的優(yōu)點(diǎn),克服其缺點(diǎn)。這種系統(tǒng)可以實用顯示多個RGB模擬信號及XWindow的動態(tài)圖形，是為多通道現(xiàn)場即時顯示專門設(shè)計的。通過硬件和軟件以及控制/輿接口，來實現(xiàn)不同窗口的動態(tài)顯示。它透明度高：圖像疊加透明顯示，共有256級透明度，令動態(tài)圖像和背景活靈活現(xiàn)。并聯(lián)擴(kuò)展性極好：系統(tǒng)采用并聯(lián)框結(jié)構(gòu)，最多可控制上千個投影機(jī)同時工作。投影顯示墻的比較CRTLCDDLP目前國際上流行產(chǎn)品的尺寸（對角線/英寸）41、44、5172、84、100、120、15050、60、67光源7英寸投影管燈泡，燈泡一般使用壽命（小時）大于100001000-6000（UHP）8000-

16、10000（UHP）物理接縫（gapbetweenscreen）0.8mm0.8mm0.8mm光學(xué)接縫（gapbetweenimage）1mm1mm0.8mm使用的單元數(shù)增加會增加對控制系統(tǒng)的要求，因此會增加造價其他必須增加蠕動功能，否則會產(chǎn)生burning效應(yīng)無此要求顏色（相對）色還原性最好最差介于兩者之間亮度最低（7英寸170ANSI流明）較高（600ANSI流明以上）較高（600ANSI流明以上）會聚要進(jìn)行會聚調(diào)試單元分辨率640*480/800*600800*600/1024*768/1280 x1024800*600/1024*768/1280 x1024亮度均勻性75%85%85%

17、使用場合視頻顯示最佳計算機(jī)圖文計算機(jī)圖文/視頻維護(hù)可能進(jìn)行會聚和顏色調(diào)整，更換投影管只要更換燈泡時進(jìn)行顏色和亮度調(diào)整只要更換燈泡時進(jìn)行顏色和亮度調(diào)整單屏：(鑲墻式、箱體式）組成：單屏大屏幕一般由投影機(jī)、背投屏幕、金屬結(jié)構(gòu)、光學(xué)反射系統(tǒng)及散熱系統(tǒng)組成。功能：主要用于動態(tài)視頻圖像及計算機(jī)圖像的顯示，就如一臺超大的顯示器或電視機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：造價低，屏幕尺寸較靈活，一般有72(1463mm1097mm)，84(1706mm1280mm)，90(1854mmm1396mm)，96(1950mm1463mm),100(2032mm1524mm),120(2438mm1828mm),125(2508mm1874

18、mm),140(2845mm2134mm),150(3048mm2286mm),160(3252mm2440mm),無拼接縫。缺點(diǎn)：屏幕尺寸越大，要求背投空間越大燈泡壽命短(約1000-6000小時)不能連續(xù)24小時工作(若必須7/24連續(xù)工作，需選擇專業(yè)控制室投影機(jī)，造價高)拼接投影墻(大尺寸拼接）由多臺投影機(jī)，多個屏幕，矩陣及圖像處理器構(gòu)成，一般用于高分辨率，超大屏幕以及多畫面顯示。單元屏幕尺寸一般有72(1463mm1097mm)，84(1706mm1280mm)，90(1854mm1396mm)，96(1950mm1463mm),100(2032mm1524mm),120(2438mm

19、1828mm),125(2508mm1874mm),140(2845mm2134mm),150(3048mm2286mm),160(3252mm2440mm),投影機(jī)一般選用LCD或DLP投影機(jī)、屏幕可選擇進(jìn)口光學(xué)透鏡屏或國產(chǎn)散射屏。優(yōu)點(diǎn)：1)顯示面積巨大，造價較低。2)單元屏幕尺寸，控制較靈活，可方便控制顯示面積。缺點(diǎn)：1)單元屏幕尺寸越大，所需背投空間越大。2)由于多塊屏幕拼接在一起就會有亮度，顏色的差異，需要挑選投影機(jī)及對投影機(jī)鏡頭與光學(xué)透鏡屏的光焦匹配，盡可能做到單屏中心亮度與4角亮度均勻，多塊屏幕亮度與顏色一致。3)燈泡壽命短，約1000-6000小時，與所選投影機(jī)有關(guān)。4)不能連續(xù)

20、24小時工作(若必須7/24連續(xù)工作，需選擇專業(yè)控制室投影機(jī)，造價高)。漢字顯示屏廣泛應(yīng)用與汽車報站器，廣告屏等。本文介紹一種實用的漢字顯示屏的制作，考慮到電路元件的易購性，沒有使用8*8的點(diǎn)陣發(fā)光管模塊，而是直接使用了256個高量度發(fā)光管，組成了16行16列的發(fā)光點(diǎn)陣。同時為了降低制作難度，僅作了一個字的輪流顯示，實際使用時可根據(jù)這個原理自行擴(kuò)充顯示的字?jǐn)?shù)。1漢字顯示的原理：我們以UCDOS中文宋體字庫為例，每一個字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。即國標(biāo)漢字庫中的每一個字均由256點(diǎn)陣來表示。我們可以把每一個點(diǎn)理解為一個像素，而把每一個字的字形理解為一幅圖像。事實上這個漢字屏不僅可以顯示漢字，

21、也可以顯示在256像素范圍內(nèi)的任何圖形。HYPERLINK/test/test/shili/zonghe/ledping.hexhex格式文件下載（點(diǎn)右鍵，目標(biāo)另存為hex即可直接燒寫）我們以顯示漢字“大”為例，來說明其掃描原理：在UCDOS中文宋體字庫中，每一個字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。如果用8位的AT89C51單片機(jī)控制，由于單片機(jī)的總線為8位，一個字需要拆分為2個部分。一般我們把它拆分為上部和下部，上部由8*16點(diǎn)陣組成，下部也由8*16點(diǎn)陣組成。在本例中單片機(jī)首先顯示的是左上角的第一列的上半部分，即第0列的p00-p07口。方向為p00到p07,顯示漢字“大”時，p05點(diǎn)亮,由上

22、往下排列，為p0.0滅，p0.1滅,p0.2滅p0.3滅,p0.4滅,p0.5亮,p0.6滅,p0.7滅。即二進(jìn)制00000100，轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制為04h.。上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，為了接線的方便，我們?nèi)栽O(shè)計成由上往下掃描，即從p27向p20方向掃描，從上圖可以看到，這一列全部為不亮，即為00000000，16進(jìn)制則為00h。然后單片機(jī)轉(zhuǎn)向上半部第二列，仍為p05點(diǎn)亮，為00000100，即16進(jìn)制04h.這一列完成后繼續(xù)進(jìn)行下半部分的掃描，p21點(diǎn)亮，為二進(jìn)制00000010，即16進(jìn)制02h.依照這個方法，繼續(xù)進(jìn)行下面的掃描，一共掃描32個8位，可以得出漢字“大”程序清

23、單：ORG00HLOOP:MOVA,#0FFH；開機(jī)初始化，清除畫面MOVP0,A；清除P0口ANLP2,#00；清除P2口MOVR2,#200D100MS:MOVR3,#250；延時100毫秒DJNZR3,$DJNZR2,D100MSMOV20H,#00H；取碼指針的初值l100:MOVR1,#100；每個字的停留時間L16:MOVR6,#16；每個字16個碼MOVR4,#00H；掃描指針清零MOVR0,20H；取碼指針存入R0L3:MOVA,R4；掃描指針存入AMOVP1,A；掃描輸出INCR4；掃描指針加1，掃描下一個MOVA,R0；取碼指針存入AMOVDPTR,#TABLE；取數(shù)據(jù)表的

24、上半部分的代碼MOVCA,A+DPTRMOVP0,A；輸出到P0INCR0；取碼指針加1，取下一個碼。MOVA,R0MOVDPTR,#TABLE；取數(shù)據(jù)表下半部份的代碼MOVCA,A+DPTRMOVP2,A；輸出到P2口INCR0MOVR3,#02；掃描1毫秒DELAY2:MOVR5,#248；DJNZR5,$DJNZR3,DELAY2MOVA,#00H；清除屏幕MOVP0,AANLP2,#00HDJNZR6,L3；一個字16個碼是否完成？DJNZR1,L16；每個字的停留時間是否到了？MOV20H,R0；取碼指針存入20HCJNER0,#0FFH,L100；8個字256個碼是否完成？JMPL

25、OOP；反復(fù)循環(huán)TABLE:；漢字“倚”的代碼db01H,00H,02H,00H,04H,00H,1FH,0FFHdb0E2H,00H,22H,00H,22H,0FCH,26H,88Hdb2AH,88H,0F2H,88H,2AH,0FAH,26H,01Hdb63H,0FEH,26H,00H,02H,00H,00H,00H；以下分別輸入天，一，出，寶，刀，屠，龍，的代碼，略。(3)心形圖在8X8LED點(diǎn)陣上顯示圖如下圖所示1234567830H，48H，44H，22H，44H，48H，30H，00H5匯編源程序CNTAEQU30HCOUNTEQU31HORG00HLJMPSTARTORG0BHL

26、JMPT0XORG30HSTART:MOVCNTA,#00HMOVCOUNT,#00HMOVTMOD,#01HMOVTH0,#(65536-4000)/256MOVTL0,#(65536-4000)MOD256SETBTR0SETBET0SETBEAWT:JBP2.0,WTMOVR6,#5MOVR7,#248D1:DJNZR7,$DJNZR6,D1JBP2.0,WTINCCOUNTMOVA,COUNTCJNEA,#03H,NEXTMOVCOUNT,#00HNEXT:JNBP2.0,$SJMPWTT0X:NOPMOVTH0,#(65536-4000)/256MOVTL0,#(65536-4000)MOD256MOVDPTR,#TABMOVA,CNTAMOVCA,A+DPTRMOVP