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LED顯示屏簡述
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LED電子顯示屏的發展速度很快,幾乎每年都有比較新的顯示屏技術產生。從技術方面可分為雙基色、全彩LED電子顯示屏兩種。雙基色顯示屏主要由紅色和綠色組成,優點是價格低,比全彩屏的價格低4-5倍,全彩顯示屏具有標準的紅、綠、藍三種顯示顏色,與計算機顯示器的顏色效果相同,在重要的應用場所均采用這種顯示屏,距離顯示屏100-300米觀察有比較好的可視效果。
原理和結構
1、顯示屏的原理簡介
    LED電子顯示屏的原理與計算機顯示器的原理相同。并類似于電視機的原理,采用數字點陣傳輸方式,包括:紅、藍、綠顏色的數據,顯示形式通過平行的行信號和垂直的場信號控制。
    比較大型的LED電子顯示屏都是采用計算機控制,為顯示屏提供信號的顯示卡通稱為多媒體卡,卡的信號質量直接影響顯示屏的顯示效果,該卡的技術基本成熟,現有幾家國內企業專業生產顯示屏的多媒體卡,而且被廣泛應用。
2、顯示屏的結構
    雙基色LED電子顯示屏的結構如圖1所示、主要由計算機、顯示屏多媒體卡、傳送數據采集卡、通訊和控制電路、紅和綠色顯示掃描板、LED顯示屏共六部分組成。從顯示屏的原理可知,顯示屏的輸入控制信號主要來自于計算信號名稱
    BLANK復合消隱信號
    CLK點時鐘信號
    Red(7:0)紅色信號(8位)
    Green(7:0)綠色信號(8位)Blue(7:0)藍色信號(8位)VSYNC場同步信號
    HSYNC行同步信號機的顯示卡,現在顯示屏的多媒體卡與計算機的顯示卡制作成一起,即多媒體卡可以作計算機的顯示卡。一般情況下,在多媒體卡輸出的信號還不能直接提供給顯示屏,需要經過一塊傳送數據采集卡進行數據轉換和驅動。由于傳送數據采集卡和LED電子顯示屏的距離比較遠,所以傳送數據采集卡要對傳送信號進行電平驅動,增加電路的輸出驅動能力,另外,還要具有較好的抗干擾能力。通訊和主控制電路接收傳送數據采集卡的數據,并將數據傳送到掃描板,按照設置控制紅和綠色顯示掃描板、掃描板對LED顯示模塊進行亮點掃描。
    在上述電路中,由于設計電路的區別,使得一些企業設計的LED電子顯示屏的技術性能略有差別,主要有:①傳送數據采集卡的采集方式;②通訊和控制電路的控制技木;③顏色掃描板的掃描、控制方式;④LED顯示模塊的電路板設計技術。
設計分析
1、顯示數據存儲方式
    多級控制掃描形式的顯示屏,是將顯示數據按場、行的形式存儲在內存RAM中,再逐級的傳送給以后的控制掃描電路。采集卡從多媒體卡上接收顯示數據,并將接收數據存儲在采集卡的數據RAM中,采集卡將存儲在RAM中的顯示數據通過通訊接口傳給LED顯示屏的主控制板。在顯示屏上有多級掃描控制電路,傳送方式是第一級接收來自主控制板的全部數據,接收結束再將數據傳送給下一級,若有十幾塊掃描控制板就要傳送相應的次數、直到最后一決掃描控制播板。每一塊掃描控制板再控制兩塊帶LED顯示模塊的顯示板。
    從宏觀上看這種結構的顯示屏,其數據傳送量相當大。優點是:逐級傳送并帶有比較好的驅動電路,傳送數據的抗干擾能力提高了許多,盡可能的保證了傳送數據的可靠。缺點是:傳送電路結構復雜,增加了顯示屏的成本,也增加了顯示屏的不穩定性。
2、直接掃描方式
    利用計算機直接控制顯示屏的掃描和顯示,不需要間接的方法。利用可編程邏輯器件(CPLD)設計一種接收數據、控制顯示屏的電路,再增加通訊接口電路,就構成了采集卡。再利用CPLD設計顯示屏的控制、場掃描、行掃描電路,配通訊接口電路構成主控制板電路。采集卡從多媒體卡上接收顯示數據,場和行信號,通過接口電路將信號傳送給顯示屏的主控制板,主控制板通過控制電路直接將數據、場、行信號傳送到帶LED顯示模塊的顯示板。也就是主控制板接收到數據。直接進行顯示控制。這種控制方式的顯示屏是將全屏整行顯示模塊進行串行連接,以便于主控制板進行掃描控制。
    直接掃描方式沒有間接控制過程,方法簡單,成本低。但是,這種方式對帶有LED顯示模塊的顯示板電路板設計要求比較高,板與板之間的數據傳送驅動電路性能要好。這種方式是顯示屏設計的發展方向,隨著電路器件的減少,顯示屏的可靠性增加了。
3、利用D/A、A/D轉換傳送方式
    目前,許多公司設計的LED顯示屏,其通訊大部分都是利用并行口的方式。這樣,計算機通過采集卡與LED顯示屏的通訊線的長度一般小于100米,通常是20-50米,并行線越長就越容易帶來干擾信號,因此,選擇合理的通訊方式和電路是必要的。模擬傳送電路如圖2所示,通過LED顯示屏的原理可知,利用電視的信號轉換和傳送電路,可以實現信號較好的傳送,增加電路的抗干擾能力,在圖中,前4部分是采集卡,后兩部分是主控制板。采集卡接收到多媒體卡的顏色數據、場、行信號,將其中的紅、藍、綠顏色的八位數據送到D/A轉換器轉換,對場、行信號進行時序控制,再將顏色的電壓信號轉換電流信號進行傳送,電流信號的傳送距離比電壓信號要遠,而且抗干擾能力提高了許多。主控制板再將接收到的電流信號進行反向轉換,即電流/電壓、模/數轉換,最后通過主控制電路進行顯示掃描控制。

結語
    本文介紹了LED電子顯示屏的原理和結構,并且對其設計的幾種方法進行了分析,介紹了一種利用D/A,A/D轉換的傳送方式?梢蕴岣唢@示屏的抗干擾能力,簡化了用于通訊的電路。目前,一些企業研究和制造LED顯示屏,對于通訊電路器件的選擇非常重視,盡量選用一些大公司生產的、性能好的驅動電路。但是,由于受到多方面因素的影響,限制了電路選用。因此,一些產量小、規模小的企業只能選購到比較普通的驅動電路。選同模擬傳送方式后,既節省成本,又可以提高性能,是比較好的選擇。
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