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LED显示屏简述
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LED电子显示屏的发展速度很快,几乎每年都有比较新的显示屏技术产生。从技术方面可分为双基色、全彩LED电子显示屏两种。双基色显示屏主要由红色和绿色组成,优点是价格低,比全彩屏的价格低4-5倍,全彩显示屏具有标准的红、绿、蓝三种显示颜色,与计算机显示器的颜色效果相同,在重要的应用场所均采用这种显示屏,距离显示屏100-300米观察有比较好的可视效果。
原理和结构
1、显示屏的原理简介
    LED电子显示屏的原理与计算机显示器的原理相同。并类似于电视机的原理,采用数字点阵传输方式,包括:红、蓝、绿颜色的数据,显示形式通过平行的行信号和垂直的场信号控制。
    比较大型的LED电子显示屏都是采用计算机控制,为显示屏提供信号的显示卡通称为多媒体卡,卡的信号质量直接影响显示屏的显示效果,该卡的技术基本成熟,现有几家国内企业专业生产显示屏的多媒体卡,而且被广泛应用。
2、显示屏的结构
    双基色LED电子显示屏的结构如图1所示、主要由计算机、显示屏多媒体卡、传送数据采集卡、通讯和控制电路、红和绿色显示扫描板、LED显示屏共六部分组成。从显示屏的原理可知,显示屏的输入控制信号主要来自于计算信号名称
    BLANK复合消隐信号
    CLK点时钟信号
    Red(7:0)红色信号(8位)
    Green(7:0)绿色信号(8位)Blue(7:0)蓝色信号(8位)VSYNC场同步信号
    HSYNC行同步信号机的显示卡,现在显示屏的多媒体卡与计算机的显示卡制作成一起,即多媒体卡可以作计算机的显示卡。一般情况下,在多媒体卡输出的信号还不能直接提供给显示屏,需要经过一块传送数据采集卡进行数据转换和驱动。由于传送数据采集卡和LED电子显示屏的距离比较远,所以传送数据采集卡要对传送信号进行电平驱动,增加电路的输出驱动能力,另外,还要具有较好的抗干扰能力。通讯和主控制电路接收传送数据采集卡的数据,并将数据传送到扫描板,按照设置控制红和绿色显示扫描板、扫描板对LED显示模块进行亮点扫描。
    在上述电路中,由于设计电路的区别,使得一些企业设计的LED电子显示屏的技术性能略有差别,主要有:①传送数据采集卡的采集方式;②通讯和控制电路的控制技木;③颜色扫描板的扫描、控制方式;④LED显示模块的电路板设计技术。
设计分析
1、显示数据存储方式
    多级控制扫描形式的显示屏,是将显示数据按场、行的形式存储在内存RAM中,再逐级的传送给以后的控制扫描电路。采集卡从多媒体卡上接收显示数据,并将接收数据存储在采集卡的数据RAM中,采集卡将存储在RAM中的显示数据通过通讯接口传给LED显示屏的主控制板。在显示屏上有多级扫描控制电路,传送方式是第一级接收来自主控制板的全部数据,接收结束再将数据传送给下一级,若有十几块扫描控制板就要传送相应的次数、直到最后一决扫描控制播板。每一块扫描控制板再控制两块带LED显示模块的显示板。
    从宏观上看这种结构的显示屏,其数据传送量相当大。优点是:逐级传送并带有比较好的驱动电路,传送数据的抗干扰能力提高了许多,尽可能的保证了传送数据的可靠。缺点是:传送电路结构复杂,增加了显示屏的成本,也增加了显示屏的不稳定性。
2、直接扫描方式
    利用计算机直接控制显示屏的扫描和显示,不需要间接的方法。利用可编程逻辑器件(CPLD)设计一种接收数据、控制显示屏的电路,再增加通讯接口电路,就构成了采集卡。再利用CPLD设计显示屏的控制、场扫描、行扫描电路,配通讯接口电路构成主控制板电路。采集卡从多媒体卡上接收显示数据,场和行信号,通过接口电路将信号传送给显示屏的主控制板,主控制板通过控制电路直接将数据、场、行信号传送到带LED显示模块的显示板。也就是主控制板接收到数据。直接进行显示控制。这种控制方式的显示屏是将全屏整行显示模块进行串行连接,以便于主控制板进行扫描控制。
    直接扫描方式没有间接控制过程,方法简单,成本低。但是,这种方式对带有LED显示模块的显示板电路板设计要求比较高,板与板之间的数据传送驱动电路性能要好。这种方式是显示屏设计的发展方向,随着电路器件的减少,显示屏的可靠性增加了。
3、利用D/A、A/D转换传送方式
    目前,许多公司设计的LED显示屏,其通讯大部分都是利用并行口的方式。这样,计算机通过采集卡与LED显示屏的通讯线的长度一般小于100米,通常是20-50米,并行线越长就越容易带来干扰信号,因此,选择合理的通讯方式和电路是必要的。模拟传送电路如图2所示,通过LED显示屏的原理可知,利用电视的信号转换和传送电路,可以实现信号较好的传送,增加电路的抗干扰能力,在图中,前4部分是采集卡,后两部分是主控制板。采集卡接收到多媒体卡的颜色数据、场、行信号,将其中的红、蓝、绿颜色的八位数据送到D/A转换器转换,对场、行信号进行时序控制,再将颜色的电压信号转换电流信号进行传送,电流信号的传送距离比电压信号要远,而且抗干扰能力提高了许多。主控制板再将接收到的电流信号进行反向转换,即电流/电压、模/数转换,最后通过主控制电路进行显示扫描控制。

结语
    本文介绍了LED电子显示屏的原理和结构,并且对其设计的几种方法进行了分析,介绍了一种利用D/A,A/D转换的传送方式。可以提高显示屏的抗干扰能力,简化了用于通讯的电路。目前,一些企业研究和制造LED显示屏,对于通讯电路器件的选择非常重视,尽量选用一些大公司生产的、性能好的驱动电路。但是,由于受到多方面因素的影响,限制了电路选用。因此,一些产量小、规模小的企业只能选购到比较普通的驱动电路。选同模拟传送方式后,既节省成本,又可以提高性能,是比较好的选择。
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