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LED顯示屏控製係統是如何實現的

發布時間：2020-04-20 責任編輯：lina

【導讀】LED顯示屏控製係統（LED Display Control System），又稱LED顯示屏控製器、LED顯示屏控製卡。它是組成LED顯示屏的核心部件、主要負責責接收來自計算機串行口或DVI接口的畫麵及視頻顯示信息，置入幀存儲器，按分區驅動方式生成LED顯示屏所能識別的串行顯示數據和掃描控製時序。

LED顯示屏控製係統（LED Display Control System），又稱LED顯示屏控製器、LED顯示屏控製卡。它是組成LED顯示屏的核心部件、主要負責責接收來自計算機串行口或DVI接口的畫麵及視頻顯示信息，置入幀存儲器，按分區驅動方式生成LED顯示屏所能識別的串行顯示數據和掃描控製時序。

通過對點陣模塊和控製電路的分析，確定LED顯示屏的部件構成；通過對單片機及智能控製模塊的分析，確定LED顯示屏的組成結構和掃描驅動方式，實現LED顯示屏的顯示。

LED顯示屏控製係統是如何實現的

根據LED顯示屏控製係統的應用，設計了LEDtuwenxianshipingdetixijiegouhegongzuoliucheng。qizhongruanjianxitongyuwuxianchuanshukongzhiyingjianzhuxitongzhijiancaiyongchuanxingtongxunfangshiwanchengchengxuxiazai，shixianwenbenxinxidechuanshu。

1 LED顯示屏控製係統整體分析

LED顯示屏係統組成 LED圖文顯示屏係統由軟件控製係統、無線傳輸係統、設備主控製器、LED顯示點陣、電源等部分組成。基本結構如下圖：

LED顯示屏控製係統是如何實現的

圖1 LED顯示屏總體框架

係統工作過程：軟件控製係統主要完成的任務為圖文編輯、字模提取與保存、圖像預覽與文件傳輸；無線傳輸係統主要完成文件信息由PC機傳輸至LED顯示器，硬件控製係統中LED點陣主要任務是通過電流控製完成信息顯示，通過單片機的掃描驅動方式的控製對LED點陣行列驅動，實現設備的驅動並最終實現接收的圖文顯示功能。

2 計算機軟件模塊分析與設計

軟件模塊分為編輯部分和控製通訊部分，編輯部分實現圖文文件的編輯功能，通訊部分通過RS-232C串口通訊完成文件到單片機存儲模塊的傳輸。通訊部分將在第三章做詳細的介紹。係統設計采用Windows操作係統下，開啟文本編輯窗口，客戶區內像素點采用與實際LED點陣顯示屏像素點相同，功能類似Word文檔編輯工具，包括編輯模塊、繪圖模塊、文字編輯模塊、顏色控製模塊、顯示效果加載模塊、預覽模塊、信息下載模塊。

2.1編輯模塊

1）除Windows自生成的剪貼、複製、粘貼功能，係統加入了撤消、重複功能。

首先。選中撤消功能可以實現之前編輯工作的一步步取消功能。然後，選中重複功能可以實現之前編輯工作的最近的一條操作命令。

2）繪圖：包括直線、矩形、橢圓、圓等在內的圖形繪製功能。

3）文字編輯：包括各種字體、字形、字號、效果、顏色的文字的編輯，並且根據應用的特殊用途，加入指定位置文字的編輯。

shouxian，xuanzhongwenzigongneng，danchuzitixuanzekuangti，keyixuanzegezhongzitidewenzijinxingbianji。zhihou，tiaochujutiwenziweizhibianjiduihuakuang，shuruwenziheyaoqiuxianshiweizhidehengzuobiaohezongzuobiao。

4）顏色控製模塊：由於應用領域的具體特點，主要采用了紅、綠、黃三種顏色，可以實現顏色控製。

2.2 增添效果模塊：通過增添顯示效果和傳輸通訊中多屏文件單屏傳送，完善了控製係統的功能。

1）普通效果，靜態的顯示屏幕上的信息。

2）滾動效果，可以實現從左向右的信息滾動顯示，可以與靜態信息穿插顯示。

3）單屏信息傳輸，實現編輯待傳輸信息的保存。

4）多屏信息傳輸，實現編輯保存好的單屏信息合並保存成一個文件，大大減少傳輸文件時的煩瑣。

2.3 圖像預覽模塊：在文件傳輸之前實現字模信息的預覽功能，可以實現預覽傳輸前所保存的任何形式的字模信息，並且直接集成到工具欄文件打開功能鍵按鈕。

1）顯示效果，通過文件傳輸前的預覽，可以調整靜態與滾動顯示效果的排列順序。

2）顯示時間，顯示不同屏幕顯示信息之間的時間間隔。軟件模塊結構圖如下：

　

LED顯示屏控製係統是如何實現的

圖3軟件模塊結構圖

3 LED顯示屏的控製技術

隨著第五代“陣列式”kongzhixitongdeyanzhibingtourushiyong，cidaikongzhixitongdedanshengyoutigaoleyuanhengguangdianzaipingtikongzhifangmiandejishuyoushi，bingshixianshixinhaodechulijishudedaojinyibudegaijin。采用了“陣列式”控製係統之後。

首先，可以將顯示屏的換幀頻率由現在的60Hz左右提高到120Hz以上，遠遠大於人的眼睛分辨能力，使人在觀看時無任何頻閃和水波紋現象出現，提高了顯示的質量。

其次，可以將顯示屏紅、綠、藍三基色的灰度級別從現在的256級提高到1024級，使顏色更加鮮豔，色彩還原性更好，顯示的圖像更真實。

最後，采用LDVS信號進行傳送，最大化地避免了信號的損失，使整個顯示屏顯示內容同步，提高了顯示屏的一致性，整個顯示屏無任何色差色塊出現。

3.1 節能降耗技術

由於采用了陣列式控製係統，故能夠有效降低控製係統用於產生灰度造成的顯示屏亮度的損耗，據比較測算，傳統的“集中式控製係統”的係統損耗在30%~40%之間，“陣列式控製係統”的係統損耗在8%~10%之(zhi)間(jian)，控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)損(sun)耗(hao)的(de)降(jiang)低(di)，有(you)利(li)於(yu)提(ti)高(gao)顯(xian)示(shi)屏(ping)的(de)亮(liang)度(du)，或(huo)者(zhe)在(zai)同(tong)樣(yang)的(de)亮(liang)度(du)條(tiao)件(jian)要(yao)求(qiu)下(xia)，降(jiang)低(di)顯(xian)示(shi)屏(ping)的(de)電(dian)流(liu)，從(cong)而(er)達(da)到(dao)節(jie)能(neng)降(jiang)耗(hao)的(de)效(xiao)果(guo)。集(ji)中(zhong)式(shi)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，由(you)於(yu)控(kong)製(zhi)範(fan)圍(wei)大(da)，為(wei)了(le)保(bao)持(chi)一(yi)定(ding)的(de)刷(shua)新(xin)率(lv)，不(bu)得(de)不(bu)采(cai)用(yong)降(jiang)低(di)掃(sao)描(miao)次(ci)數(shu)，減(jian)低(di)亮(liang)度(du)來(lai)形(xing)成(cheng)灰(hui)度(du)；由於陣列式控製係統控製範圍小，可以大幅提高掃描次數，亮度損失隨之變小。陣列式係統的掃描次數，可以達到136場以上，而集中式最多能達到42場。

根據亮度損耗原理，計算表格比較如下：一塊200平方米的3906點/平方米規格的戶外全彩色顯示屏，如采用20mA的驅動電流，理論最大亮度可以達到15000cd/m2，如果要達到6000cd/m2的最大實際亮度，采用“集中式控製係統”，按照30%的係統損耗，則顯示屏驅動電流為11.4mA/像素點，供電最大電流為607A;如果采用“陣列式控製係統”，達到6000cd/ m2的最大實際亮度，按照10%的係統損耗，則顯示屏驅動電流為8.89mA/像素點，最大電流為474A，節能幅度達到21.9%. 按照平均功耗是最大功耗的40%計算，每天按照10小時使用時間，每年300天計算，采用“集中式控製係統”每年耗電量為160248度。采用“陣列式控製係統”每年耗電量為125136度，節約開支約35112元/年（按每度電1.0元計算）

3.2 單點檢測技術

為提高屏體可靠性，增加維護的便捷性，元亨光電特研發出顯示屏單點檢測技術。通常LED顯示屏出廠前對LED像素的檢測是通過目測（即人眼觀看其是否按調試程序發光），在長時間觀看LEDxiangsushi，nanmianyouyidingshijiaopilao，loupanhuowupan，qigongzuoxiaolvyebugao。xianzaiwosishiyongpingtidandianjiancegongneng，zhixuyunxingxiangyingchengxu，jikepanduanchuxiangsudegongzuozhuangtai，congerjinxingxiufu，dadatigaolepingtidekekaoxing。tongshi，suizheLED顯示技術的不斷發展，超大型LEDpingyongxianshichang。cileipingtiyibananzhuangweizhijiaogao，guankanjulijiaoyuan，weixianshipingdejiancegongzuodailaibubian。duimeigexiangsudiandepanduanwangwangzhinenggenjurenweipanduan，zaiyunyongdandianjiancegongnenghou，weihurenyuankefangbiandezhazhaochuguzhangdiandezuobiao，kuaijiegenghuan。

3.3 單點亮度與色度校正技術

LED顯示屏亮度色度均勻性問題一直以來是困擾業內人士的一大難題，一般認為LED的亮度不均勻可以進行單點校正，來改善亮度均勻性，而色度不均勻是無法進行校正的，隻能通過對LED色坐標進行細分和篩選來改善。隨著人們對LED顯示屏的要求越來越高，隻對LED色坐標進行細分和篩選已無法滿足人們挑剔的目光，對顯示屏進行綜合校正處理，使色度均勻性得到改善是可實現的。首先，由於LED自身的不同導致在一定水平上的亮度和色度是不一致的（例如：使用同樣的電流點亮同一生產批次的兩個綠色LED，亮度可能會有30%的變化，波長可能會有10-15nm的變化）。其次，使用一段時間以後藍色LED變暗程度最大，紅色最小，但是最大的問題是一段時間以後LED變暗程度不同。因此，即使LED屏在工廠內是一致性非常完美的，但隨著LED的變暗，一致性也會喪失，在不停使用三年以後LED屏的不一致性將會被顯著的發現。為此，元亨光電使用世界先進的單色亮度與色度校正技術（也稱之為：亮度與色度簽名技術），用以解決由於不同顏色發光二極管衰減不一致帶來的顯色顏色不一致問題。

從顯示技術上說，LCD是由液態晶體組成的顯示屏，LED是由發光二極管組成的顯示屏。LED數碼顯示中每一個像素單元就是一個發光二極管，單色LED顯示屏一般是紅色發光二極管。

4 總結

近年來國內LED顯示屏技術得到進一步的發展，我國LED顯示屏已占據全球80%的市場，然而引領顯示屏的發展並非在我國。為此，雷迪森光電等業內LED廠家將積極發展、提升LED技術。LED顯(xian)示(shi)屏(ping)軟(ruan)件(jian)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)整(zheng)體(ti)設(she)計(ji)，確(que)定(ding)了(le)係(xi)統(tong)上(shang)作(zuo)流(liu)程(cheng)，完(wan)成(cheng)了(le)係(xi)統(tong)軟(ruan)件(jian)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)。根(gen)據(ju)具(ju)體(ti)設(she)備(bei)通(tong)訊(xun)要(yao)求(qiu)，采(cai)用(yong)串(chuan)口(kou)通(tong)訊(xun)技(ji)術(shu)，通(tong)過(guo)介(jie)紹(shao)端(duan)口(kou)通(tong)訊(xun)以(yi)及(ji)串(chuan)口(kou)通(tong)訊(xun)協(xie)議(yi)的(de)相(xiang)關(guan)知(zhi)識(shi)，實(shi)現(xian)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)與(yu)硬(ying)件(jian)設(she)備(bei)部(bu)分(fen)的(de)通(tong)訊(xun)，完(wan)成(cheng)實(shi)現(xian)LED顯示屏的文本信息傳輸功能。LED顯示屏的技術控製是決定產品優劣的重要保證。

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