視覺盛宴 *享受 - 元鼎LED大屏世界

模組采用燈驅一體設計，散熱性能良好。LED采用1.1倍分光，*性好。

可采用SMD3528黑燈，對比度高。IC采用中國臺灣聚積芯片，電流小，功耗低，亮度高。

重視品質要付出代價，忽視品質代價更高

如果您想對戶外室內LED全彩廣告顯示屏及廣場電視“工程預算" “如何施工" “型號選擇"“手續審批"等相關問題有更深入的了解,請！ 深圳市元鼎光電科技有限公司

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LED顯示屏概述

LED(LightEmittingDiode發光二極管)電子顯示屏是集微電子技術、計算機技術、信息處理于一體的大型顯示屏系統。它以其超大畫面、*視覺、靈活多變的顯示方式等*一格的優勢，成為目前上使用廣泛的顯示系統。是信息傳播設施劃時代的產品。根據其發光波長可大致分為可見光LED、紅外線LED。

全彩LED顯示屏節能省電設計，就是為客戶提高利潤——降低成本

可見光LED以耗電量小、壽命長、發熱量少、單色發光、反應速率快、耐沖撞機機械特性好、體積小等有別于傳統光電新產品的特性，廣泛應用于汽車、通訊新產品、資訊新產品、消費性新產品、號志及大型資訊顯示屏等方面。紅外線LED也具有可見光的特性，但其波長在不可見光范圍，主要應用在遙控、無線通訊、光纖通訊、感測、自動控制等方面。

元鼎承諾：絕不以質次價低LED顯示屏作為吸引客戶手段

我們服務更加給力 價格更加實惠 產品更加豐富

LED電子顯示系統是一種嶄新的高科技廣告告示宣傳媒體，自80年代末在中國大陸面市以來，以其質優價廉、低電耗，既可顯示圖文數據、以可顯示視頻圖像，畫面清晰、色彩艷、顯示方式靈活多變等功能在各行各業中迅速推廣應用。、

經過多年發展，LED顯示屏研制、生產技術已趨于成熟、穩定，新產品質量已有很大的提高，是一種成熟型新產品。目前，LED顯示屏新產品種類較多。

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元鼎打造，LED小間距顯示屏，無縫高清顯示視頻墻，LED顯示屏工程服務專家

（以下圖片為我司承制高清全彩LED顯示屏工程案例）

主要有：條屏、圖文屏單色、雙基色、全彩色電子點陣顯示屏及LED電子數碼管顯示屏。在上述的新產品種類中，全彩色電子點陣顯示屏已是現在的主流的產品之一，其它新產品種類已得到越來越廣泛的應用。

LED顯示屏的優點及特點

LED屬于固態發光器件，擁有以下優點：

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我們專業、專注、專心，LED顯示屏行業優質股，真情回饋各位新老客戶，優惠*品質，低端價格，*詮釋“性價比"

◆使用壽命長（大于10萬小時），光電轉換效率高，省電。

◆動態響應速度快（NS級），能實現視頻級的顯示刷新速度，全屏刷新速度72幀／秒以上。

◆驅動電壓低（DC＋5V），能直接與微型計算機芯片接口，無需特殊設計接口電路；符合綠色電腦標志；

元鼎光電獲得3C、ROSH、CE等出口認證證書，打造世界*品牌LED顯示屏幕

 ◆程序控制性能好，很容易實現聯網操作；

◆能實現計算機中SVGA模式（256級灰度、1280*1024分辨率），*的方便了編程，本質上它屬于計算機的一個副顯示器。

LED視頻顯示屏技術特點

1）畫面清晰

根據人的視覺特點和LED顯示特性，采用本公司*的非線性掃描技術（γ校正），使顯示畫面的各個層次得到完整的反映，細微變化清晰呈現，*提高畫面質量對于像素較少的顯示屏，該項技術尢其重要。

非線性級差顯示技術，即在底亮度區級差小，增加級數，逐步到高亮度區時增大級差，造成視覺效果上的“級差*性"，這樣便具有更佳的視覺效果。

（2）兼容性好

能兼容計算機中SVGA模式，可接多種視頻設備。

（3）計算機圖像同屏顯示，屏幕映射位置可調，用專業控制軟件。

（4）高灰度技術

LED顯示屏以其灰度等級高、畫面細膩在行業中得到*好評。在《LED顯示屏檢測方法》中已經突破IOBIT技術的技術前沿，正在向更高的領域前進。

（5）恒流降噪音技術

LED顯示屏驅動芯片采用上*的美國TI公司推出的5902系統，該系統在全彩LED顯示屏領域。公司結合其芯片特點，并與TI公司合作研究形成了恒流降噪聲技術保證電源等其它噪聲源因素對LED電顯示屏造成的影響降低到zui低程度。

（6）亮度調整技術

為了適應不同天氣，讓顯示屏達到*的顯示效果，LED電子顯示屏專門設計了亮度32級自動、手動調節裝置。保證整個LED顯示屏在各種環境下都能達到*的顯示效果。

（7）強對流式排熱系統

LED顯示屏工作時屏體發出的熱量較高，為了保證整個顯示屏系統在穩定的狀態下運行，我公司對顯示屏散熱系統進行了*的研究，考慮到所有的流動氣流，研究出一強對流的排熱系統，使系統更加穩定可靠。

8）媒體網絡化

信息時代的到來，讓公司全面啟動了媒體網絡化的系統解決方案，公司把LED顯示屏系統做為網絡的終端形成標準化的接口，可以對標準視頻信號、音頻信號、網絡其他設備進行直接接入，兼容性強。

(9)完善的配電系統

◆配電系統具有遠程控制功能

◆具有供電指示功能

◆具有過流、短路、斷電等多種保護功能，可自動處理各種應急情況。

◆具有定時自動開關屏的功能，可實現無人留守，具有多路輸出和延時上電的功能。

◆智能化的電源，可實現風扇的自動開啟和關閉，過熱的自動保護，并能自動恢復，無需人去維護。

LED顯示屏常用辭匯理解

LED屏幕分為圖文屏幕和視訊影片用屏幕，均由LED矩陣塊組成。圖文屏幕可與電腦同步顯示漢字、英文文字和圖形；視訊屏幕采用微型電腦IC進行控制，圖文、影片并茂，以即時、同步、清晰的資訊傳播方式播放各種資訊，還可顯示2D、3D動畫、錄影、電視、DVD/VCD節目以及現場實況。它的優點：亮度高、工作電壓低、功耗小、微型化、易與積體電路匹配、驅動簡單、壽命長、耐沖擊、性能穩定。廣泛應用于車站、碼頭、機場、商場、醫院、旅館、銀行、證券市場、建筑市場、工業企業管理和其他公共場所。其他一些顯示技術，如LCD，機電結構類的屏幕和燈泡顯示在某些特定的場合還有一定的用途，但LED屏幕被證明是zui可靠，高效，節能，明亮，在技術上也zui方便實現。

LED就是lightemittingdiode，發光二極體的英文縮寫，簡稱LED。LED發光技術的原理是某些半導體材料在通以電流的情況下會發出特定波長的光，這種電到光的轉換效率非常高，對所用材料進行不同的化學處理，就可以得到各種亮度和視角的LED。它是一種通過控制半導體發光二極體的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄影信號等各種資訊的屏幕。　

以下是LED屏幕常用的標準用詞及概念的解釋，希望能對大家有所幫助：

像素（PIXEL）

是畫面上可以被獨立控制的zui小單元，PIXEL是pictureelement的縮寫，在三基色屏幕上，像素由三部分組成：紅，綠，籃，每一部分由一個或幾個LED組成，理論上，分別調節紅，綠，藍的亮度，可以表現出任意顏色。

間距（PITCH）

相鄰像素的中心距離。間距越小，可視距離越短。

解析度（Resolution）

通常用于數位顯示設備，表示總的像素數量，一般寫成寬X高的形式，如800X600。

可視角度（ViewingAngle）

當觀察者面對LED時可以看到LED的zui大亮度，當觀察者向左或右移動時，看到的亮度會減小，當亮度減到zui大亮度的一半時，此時所處的角度加上向反方向移動得到的角度之和，稱水準可視角度，垂直可視角度用同樣方式測量。LED的視角廠家會給出參數。

亮度（Brightness）

亮度在任何顯示設備中都是zui重要的參數。亮度的主單位叫燭光（candela），用CD表示，單個LED的亮度通常用millicandelas，MCD，即千分之一CD，把一個平方米的LED亮度加在一起，就得到單位面積亮度，用尼特（NITS）表示，1NITS＝1CD/m2

可視距離（ViewingDistance）

對于各種顯示器件來說，*的觀察距離應該是人眼無法分辨出像素的zui小距離，，這個距離大約是點間距的3400倍。電視和電腦的觀測距離通常要小于這個要求，但可接受的距離不能小于點間距的1700倍。

畫面更新率/刷新率（RefreshRate）

屏幕畫面更新的速率，通常用赫茲表示（Hz），與幀頻是不同的。

幀頻（FrameRate）

屏幕每秒顯示的圖像幀的數量，通常取決于輸入的信號(25fpsforPAL,30fpsforNTSC)

場頻（Field）

PAL和NTSC的一半幀，因為PAL和NTSC是隔行掃描，每次刷新只顯示半幀圖像。

純綠（Puregreen）和真綠（truegreen）

過去30年，各種顏色LED被相繼開發出來，首先是紅色，黃色，黃綠色，藍色LED和純綠LED在90年代相繼被日亞工程師發明.至此,制造LED全彩色屏幕成為可能.播放視頻的LED屏幕必須用純綠，如果用黃綠來做，顏色肯定不真實，如果一個像素里綠管的數量很多，比紅管和藍管的數量多，那肯定是黃綠管，因為黃綠的亮度不夠，必須用多個，但黃綠LED價格低廉。該種屏幕俗稱偽彩屏。

色溫

紅綠藍三色的亮度必須平衡才能準確的還原真實色彩，換句話說，LED的白色必須是白色，而不是粉紅色。如果紅綠藍都處于zui高亮度，混合出的色彩通常不是白色，為了得到白色（通常稱為6500K色溫），紅綠藍中須有一個或兩個的亮度調低，為了獲取正確的白色，必須反復測量調整亮度，這個過程稱白平衡。

灰度（GreyLevels）

LED屏幕能表現的色彩數量取決于RGB三色的灰度等級，在標準的全彩屏幕中為256級灰度，對于體育場館的LED全彩系統，256灰度是不夠的，無法準確的恢復還原色彩。也稱色彩深度，指不同亮度的數量，紅綠藍有各自的灰度，在全彩色系統中一般是256級灰度，可以產生256X256X256＝16,777,216種顏色，在PC中稱為24位元色，在LED顯示系統中稱為8位元系統。

GAMMA矯正（gammacorrection）

這是一種通過變換函數來減少灰度數量，從而產生一個更接近真實環境的色彩和對比度，全彩屏實際表現的顏色受到很多限制，當夜晚時，必須降低屏體亮度，此時能夠顯示的色彩就會減少，因此，數位RGB顯示的色彩肯定少于16M色，為了解決這個問題，需要更高層次的灰度，1Bill色的系統（紅綠藍各1024級色）可以表現更真實的色彩，因為從256級灰度擴大到1024級，*的豐富了可表現的色彩數目。

虛擬像素技術（VirtualResolution）

也稱共用像素或動態像素，將4倍于物理像素的像素快速的按奇偶列和奇偶行分4次送到物理像素上顯示，其效果相當于將間距縮小一半，其成本與傳統做法基本相比，基本沒增加，但可以做到原來4倍的解析度。

*性（Uniformity）

整個畫面的品質很大程度上取決于LED的*性。*性的問題是LED固有的問題，當LED生產時。他們的亮度，視角，還有其他的特性實際上都不統一，這些參數分佈在某一范圍，制造商工藝控制的越好，這個范圍越小，選用優質廠商提供的LED可以減少調試的工作量，人眼對顏色和亮度的敏感度相當高，對于LED之間的差別很容易察覺，特別在高亮的顯示系統中，這種差別更大，設計者必須采用各種技術來消除這種差別，增加*性。

色差（ColourShift）

LED屏幕由紅綠藍三色組合來產生各種顏色，但這三種顏色由不同材料做成，視角是有差異的，不同LED的光譜分佈都是變化的，這些能被觀測的差異稱為色差。當偏過一定角度觀察LED時，其顏色發生改變,人眼判斷真實畫面的色彩的能力（比如電影畫面）比觀測電腦產生的畫面要好。

LED顯示屏中經常用到的信號解釋

CLK時鐘信號：提供給移位寄存器的移位脈沖，每一個脈沖將引起數據移入或移出一位。數據口上的數據必須與時鐘信號協調才能正常傳送數據，數據信號的頻率必須是時鐘信號的頻率的1/2倍。在任何情況下，當時鐘信號有異常時，會使整板顯示雜亂無章。

STB鎖存信號：將移位寄存器內的數據送到鎖存器，并將其數據內容通過驅動電路點亮LED顯示出來。但由于驅動電路受EN使能信號控制，其點亮的前提必須是使能為開啟狀態。鎖存信號也須要與時鐘信號協調才能顯示出完整的圖象。在任何情況下，當鎖存信號有異常時，會使整板顯示雜亂無章。

EN使能信號：整屏亮度控制信號，也用于顯示屏消隱。只要調整它的占空比就可以控制亮度的變化。當使能信號出現異常時，整屏將會出現不亮、暗亮或拖尾等現象。

數據信號：提供顯示圖象所需要的數據。必須與時鐘信號協調才能將數據傳送到任何一個顯示點。一般在顯示屏中紅綠藍的數據信號分離開來，若某數據信號短路到正極或負極時，則對應的該顏色將會出現全亮或不亮，當數據信號被懸空時對應的顏色顯示情況不定。

ABCD行信號：只有在動態掃描顯示時才存在，ABCD其實是二進制數，A是zui低位，如果用二進制表示ABCD信號控制zui大范圍是16行（1111），1/4掃描中只要AB信號就可以了，因為AB信號的表示范圍是4行（11）。當行控制信號出現異常時，將會出現顯示錯位、高亮或圖像重疊等現象。

如何正確理解LED顯示屏的主要性能指標

從1998年開始，歷經五年，在LED-display.cnLEDw.com/">LED顯示屏專委會（現為中國光協LED顯示屏分會）組織努力下，《LED顯示屏測試方法》行業標準（以下簡稱《標準》）即將發布實施。從而正確引導用戶理解LED顯示屏的性能指標，對規范LED顯示屏市場具有非常重要的意義。為了更好地執行標準，提出以下建議。

1.zui大亮度

去年年底討論的行業《標準》中，對于“zui大亮度"這個重要性能沒有給出明確的特性要求，這是符合GB/T1.2-2002的。在《標準化工作導則第2部分：標準中規范性技術要素內容的確定方法》的"5.4.3由供方確定的數值“中提及：“如果允許產品存在多樣化，則產品的某些特性值可不必做出規定（盡管這些特性對產品的性能有明顯的影響）"。因為LED顯示屏的使用環境千差萬別，照度（也就是一般人所說的環境亮度）不一樣，所以"對于大多數復雜產品，只要標準中規定了相應的試驗方法，則由供方提供一份性能數據（產品信息）一覽表比標準中給出具體的性能要求更好"。這些都是符合標準的，但這樣也就造成了在競投標中不切實際的互相攀比，用戶對此又不了解，致使許多標書中要求的“zui大亮度"往往遠遠高于實際需要。因此，建議為了引導用戶正確理解LED顯示屏的“zui大亮度"這個性能指標，行業有必要給出一個指導：在某些場合，在不同照度的使用環境下，LED顯示屏的亮度達到什么值就可以滿足要求。

2.基色主波長誤差

將基色主波長誤差指標，從“基色波長誤差"改到“基色主波長誤差"，更能說明這個指標反映的是LED顯示屏的一個什么特性。顏色的主波長相當于人眼觀測到的顏色的色調，是一個心理量，是顏色相互區分的一種屬性。而這個行業標準規定的性能要求，從字面上，用戶是無法了解到它是反映LED顯示屏顏色均勻性的一個指標。因此，是引導用戶先弄明白這個術語，而后再理解這個指標？還是首先從客戶的角度來認識和了解LED顯示屏，再給出用戶能明白的淺顯易懂的性能特性？就象前面提到的GB/T1.2-2002（標準化工作導則第2部分標準中規范性技術要素內容的確定方法》中關于產品標準制定的其中一個原則即“性能原則"：“只要可能，要求應由性能特性來表達，而不用設計和描述特性來表達，這種方法給技術發展留有zui大的余地"。“基色主波長誤差"就是這樣一個設計要求，要是以“顏色均勻性"代替，就不存在限定什么波長的LED。對用戶來說，只要你保證LED顯示屏的顏色是均勻的，而不必考慮你是用什么技術手段來實現的，給技術發展留有盡可能大的余地，這樣對行業的發展大大有利。

3.占空比

就象上面所說的“性能原則"“只要可能，要求應由性能特性來表達，而不用設計和描述特性來表達，這種方法給技術發展留有zui大的余地"。我們認為，“占空比"純屬一個設計技術的要求，不應該做為LED顯示屏產品標準的一項性能指標；大家很明白，有哪個用戶會在意顯示屏的驅動占空比，他們在乎的是顯示屏的效果，而不是我們的技術實現；我們何必自己制造這種技術壁壘，限制行業的技術發展呢？

4.刷新頻率

從《標準》的測量方法來看，似乎忽略了用戶真正關心的問題，它也沒有很好考慮到各個廠家所用的驅動IC、驅動電路和方式不一，造成測試的困難。譬如深圳體育場的全彩屏招標，在專家的樣品測試中，這個指標的測試就帶來許多問題。“刷新頻率"一幀畫面顯示所需時間的倒數，把顯示屏當做一個發光光源，那就是光源的閃爍頻率。我們可以用類似“光感頻率計"的儀器直接測試顯示屏的光源閃爍頻率，來反映這個指標。我們做過這方面的測試利用示波器測量任一種顏色的LED驅動電流波形來確定“刷新頻率"，在白場下測得200Hz；在3級灰度等低灰度級下，所測頻率高達十幾kHz，而用PR－650光譜儀測量；無論在白場，還是在200、100、50級等灰度等級下，所測光源閃爍頻率均為200Hz。

以上幾點只是針對幾個LED顯示屏的特性做一個簡單的說明，還有許多招投標中遇到的“工作壽命"、“平均*時間"等等，沒有一種試驗方法能在較短時間內證實LED顯示屏是否符合穩定性、可靠性或壽命等要求；不應規定這些要求。生產者可做出保證，但不能代替要求，它是個商業概念、合同概念，而不是技術概念。行業協會對此應該要有個明確的說法，這對于用戶、生產者以及整個行業都將會是非常有利的。

對于如何引導用戶正確理解LED顯示屏這樣一個復雜系統的產品，還是要行業協會多搞點LED顯示屏技術論壇，多從實際出發，從用戶的角度來分析這個產品，引導用戶正確理解LED顯示屏。

LED電子顯示屏簡介

LED-display.cnLEDw.com/">LED電子顯示屏是集微電子技術、光電子技術、計算機技術、信息處理技術于一體的大型顯示系統。它以其色彩鮮艷，動態范圍廣，亮度高，壽命長，工作性能穩定而日漸成為顯示媒體中的*，廣泛應用于廣告、證券、信息傳播、新聞發布等方面，是目前上極為*的顯示媒體。

LED電子顯示屏（ledpanEL）是通過一定的控制方式，用于顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的led器件陣列組成的顯示屏幕。

顯示方法的演變歷史

傳統的白積燈，無法克服其耗電量大，壽命短的缺陷，霓虹燈、廣告燈箱、平面招牌廣告等雖色彩鮮麗，但變化單調、更不能播放視頻圖像廣告；磁翻版雖可借電腦拼裝簡單圖案，但自身不具備發光源，夜間使用效果差。近幾年，隨著微電子技術、自動化技術、計算機技術的迅速發展，生產工藝的更新及新材料的應用，使得LED芯片的亮度、壽命得到了突飛猛進的發展，從而使其應用領域日益寬廣，LED顯示屏市場得到長足的發展。９３年后，超高亮藍色、紅色、綠色發光管的出現，使得實現真彩色顯示屏成為事實，室外顯示屏得到人們的喜愛，特別在體育場館、廣告、新聞等領域的應用日漸廣泛。從未來發展趨勢看，目前具有視頻效果的幾種媒體，其性能優勢各有千秋：

陰極管（crt）或石英管（dv）大型電視：成本非常昂貴，通常只能做到37英寸，體積再大就要受到限制，再不需要超大畫面且在室內使用時，效果理想。

彩色液晶顯示（led）：同樣成本昂貴、電路復雜，面積不能太大，而且受視角的影響非常大，可視角度很小，但畫面細膩、視覺感好。

映像投影設備（projector）：亮度小、清晰度差（畫面受光不均勻），優點是安裝方便、維護簡單。

電視墻（tv-wall）：表面有分割線，視覺上有異物感，室外應用時亮度上效果差，不適于表示文字，但室內表現電視畫面時效果良好。

led受空間限制較小，并可以根據用戶要求設計屏的大小，具有全彩色效果、視角大的特點，可以表示文字、圖案、圖像（包括動畫和視頻）。

我國經濟發展迅猛，對信息的傳播有越來越高的要求。可以相信，led電子顯示屏以其色彩鮮亮、顯示信息量大、壽命長、耗電量小、重量輕、空間尺寸小、穩定性高、易操作、易安裝維護等特點將在社會經濟發展中扮演越來越重要的角色。總得看來，led顯示屏在當今顯示媒體中，，是您*的選擇。

發光二極管顯示應用

*lossew.o.w在1923年就發現了半導體sic中偶然形成的p-n結的光發射，但利用半導體的p-n結電致發光原理制成的發光二極管只是到了1960年后期才得以迅速發展。

近年來，由于半導體的制作和加工工藝逐步成熟和完善，發光二極管（led：lightemittingdiode）已日趨在固體顯示中占主導地位。

led之所以受到廣泛重視而得到迅速發展，是與它本身所具有的優點分不開的。這些優點概括起來是：亮度高、工作電壓低、功耗小、微型化易與集成電路匹配、驅動簡單、壽命長、耐沖擊、性能穩定。led的發展前景廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發光均勻性、更高的可靠性、全色化方向發展。因半導體的材料不同而可以得到能發出不同色彩的LED發光芯片。視頻顯示系統與超大規模可編程集成芯片。

實現視頻顯示的傳統方法是采用離散的小規模的集成電路技術。當系統性能大規模提高后（如16級灰度提高至256級灰度），此種技術將會嚴重影響系統可靠性和維護性。灰度級提高后，隨著數據運算量的增加，不得不采取更復雜、更繁多的小規模離散器件，這將使系統的可靠性和可維護性很難保證。另外，肉眼與儀器分辨亮度等級差的感覺不同，肉眼對低亮度級差敏感，對高亮度級差不能清晰區分。這就要求對led發光器件進行非線性視覺校正，壓縮低亮度級差，擴大高亮度級差，使實際顯示的灰級度差符合肉眼生理感覺。這種方法將增加運算的難度及運算量，電路設計將更復雜。

為解決上述兩大問題，提高顯示效果，降低設計難度，保證系統的可靠性和可維護性，金運河公司從1998年開始進行超大規模集成芯片的設計工作。芯片的集成密度達8萬門電路，采用硬件描述語言設計，拋棄了小規模集成器件的使用，加入了大量復雜的邏輯運算。金運河公司的這一成果掃清了上述的兩大技術障礙，*地提高了系統的性能。

金運河256級灰度超集成化視頻顯示控制系統采用集中控制的設計思路，運用*的“8421編碼數據控制流"控制方案設計完成，*地提高了led顯示屏控制部分的準確性、穩定性、可靠性，經過大量復雜的視覺校正運算，提高可視的色灰度級別。使256級灰度led顯示屏在亮度、色彩過度平滑性、對比度等方面具有很大的改進，同時增加了可任意拼接、可帶電拔插、防靜電等多種使用功能。這些都*限度地滿足了led顯示屏是半*性電子產品這一要求。這樣，生產、安裝、維修、升級都變得方便易行。將90%的控制過程集中在主控系統上，而顯示屏主體僅有基本的驅動電路，而沒有復雜的控制電路，從而增加了整個系統的可靠性和可維護性，并大大降低了控制線路的費用，降低了LED屏的硬件成本。

LED顯示屏中常接觸到的專業術語解釋

什么是LED和LED的發光原理

LED是lightemittingdiode的英文縮寫,中文名:發光二極管.LED發光二極管是由元素譜中的Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導體制成的，其核心是PN結。因此它具有一般P-N結的I-N特性，即正向導通，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發光特性。在正向電壓下，電子由N區注入P區，空穴由P區注入N區。進入對方區域的少數載流子（少子）一部分與多數載流子（多子）復合而發光。假設發光是在P區中發生的，那么注入的電子與價帶空穴直接復合而發光，或者先被發光中心捕獲后，再與空穴復合發光。除了這種發光復合外，還有些電子被非發光中心（這個中心介于導帶、介帶中間附近）捕獲，而后再與空穴復合，每次釋放的能量不大，不能形成可見光。發光的復合量相對于非發光復合量的比例越大，發光效率越高。

LED的優勢特長與在顯示屏上的應用

LED的發光顏色和發光效率與制作LED的材料和工藝有關，目前廣泛使用的有紅、綠、藍三種。由于LED工作電壓低（僅1.5-3V），能主動發光且有一定亮度，亮度又能用電壓（或電流）調節，本身又耐沖擊、抗振動、壽命長（10萬小時），發光效率高,所以在大型的顯示設備中，目前尚無其它的顯示方式與LED顯示方式匹敵。把紅色和綠色的LED放在一起作為一個象素制作的顯示屏叫雙色屏色屏；把紅、綠、藍三種LED管放在一起作為一個象素的顯示屏叫三色屏或全彩屏。通常為了工程安裝方便,把多個像數點在PCB電路板上做成8*16/16*16/16*32/32*32的標準點陣形式,稱之為顯示模組：為了加強顯示屏的結構強度,顯示模組將安裝于經加強強度的鐵箱上面,該箱體還容納有電源、控制系統、散熱系統等裝置,并具有防水、防塵、防雷、防震等功能；多個帶顯示模組和系統的鐵箱即構成整個LED顯示屏。

灰度等級

無論用LED制作單色、雙色或三色屏，欲顯示圖象需要構成象素的每個LED的發光亮度都必須能調節，其調節的精細程度就是顯示屏的灰度等級。灰度等級越高，顯示的圖像就越細膩，色彩也越豐富，相應的顯示控制系統也越復雜。一般256級灰度的圖像，顏色過渡已十分柔和，而16/32/64級灰度的彩色圖像，顏色過渡界線十分明顯。所以，彩色LED屏當前都要求做成256/16384級灰度的,這種灰度等級實現的顏色組合與顏色過度已遠遠超過人眼對彩色分辨能力。

分辨率

指顯示終端在水平和垂直方向上對畫面的處理和顯示能力，通常用水平方向的有效像素數和垂直方向的有效像素數的乘積，即有效像素總數來表示。

光學術語

A、光通量：luminousflux符號為φ光源在單位時間內發出的光量,單位為流明(lumin),符號為lm；

B、發光強度：luminousintensity符號為I光源在給定方向上很小的立體夾角內所包含的光通量dφ與這個立體角dQ的幣值,單位為坎特拉(cd)1cd=1000mcd。

C、光亮度：luminous，符號為L光源在給定方向上很小的立體夾角上的發光強度與垂直于給定方向的平面上的正投影面積的比值。單位為坎特拉每平方米(cd/m2)

D、光效：單位流明/每瓦Lm/w，說明電光源將電能轉化為光的能力，以發出的光通量除以耗電量來表示.。

點間距P

任意相鄰的兩個像素的物理中心的間距，另一種叫法把此間距當成像素的發光直徑φ；點間距越小，在近距離觀賞時顯示屏的圖片細膩程度越好；點間距越大時，*觀測距離增大，LED的發光強度也需適當增高。

色溫

光源發射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時，黑體的溫度稱為該光源的色溫,單位：開爾文[K]。色溫光色的氣氛效果>5000K清涼(帶藍的白色)冷的氣氛3300-5000K中間(白)爽快的氣氛<3300K溫暖(帶紅的白色)穩重的氣氛

虛擬像素技術（又稱LED復用技術或像素分解技術）

將一個像素拆分為若干個彼此獨立的LED單元。每一LED單元以時分復用的方式再現若干個相鄰像素的對應基色信息。以常用形式為2R+1G+1B的四像素型動態像素為例，將一個像素拆分為四個彼此獨立的LED單元。每一LED單元以時分復用的方式再現四個相鄰像素的對應基色信息，一般情況下，各LED相互之間為等間距均勻分布。優點（以四像素型動態像素技術為例）虛擬像素（物理上不存在，但實際上可實現的像素）密度提高到4倍；有效視覺像素密度zui大可提高4倍。不足該技術由于采用了LED等間距均勻分布，因此組成每一個像素的LED之間的間距呈現zui大離散狀態。與LED集中分布方式相比，像素的混色性能稍差一點；在物理亮度相同的情況下，顯示屏的視覺亮度較弱。由于對每一只LED采用了時分復用方式，循環掃描相鄰四像素的信息，因此在顯示單筆劃的文字時會出現字跡不清現象。虛擬像素技術適用于觀看距離大于顯示屏物理像素間距P的2048倍。

余像技術

在顯示系統中，當顯示的信息向某個方向以一定的速度滾動時，利用人眼視覺暫留的特點；在相鄰的兩個像素之間會產生一系列移動的、物理上不存在的虛擬像素，從而提高顯示屏的分辨率。一般應用于文字條屏的顯示。

非線性灰度校正技術

當灰度級別提高到較高層次后，人眼對低亮度極差極其敏感，而對高亮度級差不能清晰分辯，造成人眼對亮度的實際分辨能力與測量儀器的線性灰度等級有較大差異，這就需要對LED發光器件進行非線性視覺校正，壓縮底亮度級差、擴大高亮度級差，使實際顯示的灰度級差符合人眼的生理視覺。這種方法將增加運算的難度和系統復雜性，是一種*的視頻處理技術。

恒流驅動技術

當LED用恒壓驅動時，由于LED的PN節非線性特征，其通過的電流大小對所施電壓極其敏感，同時各LED的具體參數又因工藝因素產生差異，還有顯示屏工作時各點的溫度差異，都會導致各LED發光強度不一，影響到顯示屏的勻色特性，甚至會導致部分LED工作在非正常工作范圍內而引起過早老化和損壞。而當采用恒流驅動技術時，只要把恒電流確定在LED的額定工作范圍內（其I/V特性接近直線），就可以使LED的發光強度基本不會受到工作電壓、工作溫度和自身參數的影響，從而確保LED顯示屏亮度和色度的均勻性。中的LED全彩顯示屏都應采用恒流驅動技術。

自適應亮度調節技術

當顯示屏工作于不同的工作環境下（如晝、夜、朝、夕、陰、雨、陽光等），LED顯示屏會根據環境的光照強度，自動調節顯示屏的發光強度從而獲得*亮度與對比度，以滿足人們的視覺效果。

RGB

英文red、green、blue（即紅、綠、藍）的縮寫。

LED顯示屏模組規格的計算方法

LED-display.cnLEDw.com/">LED顯示屏模組規格計算方法：

1、間距計算方法：每個像素點到另外一個像素點之間的距離，每個像素點可以是一顆LED燈[如：PH10(1R)]、兩顆LED燈[如：PH16(2R)]、三顆led燈[如：PH16(2R1G)]；

2、長度和高度計算方法：點間距×點數=長/高

如：PH16長度=16點×1.6㎝=25.6㎝

高度=8點×1.6㎝=12.8㎝

PH10長度=32點×1.0㎝=32㎝

高度=16點×1.0㎝=16㎝

3、屏體使用模組數：總面積÷模組長度÷模組高度=使用模組數

如：10個平方的PH16戶外單色led顯示屏使用模組數等于：

10平方米÷0.256米÷0.128米=305.17678≈305個

更加精確的計算方法：長度使用模組數×高度使用模組數=使用模組總數

如：長5米、高2米的PH16單色led顯示屏使用模組數：

長使用模組數=5米÷0.256米=19.53125≈20個

高使用模組數=2米÷0.128米=15.625≈16個

使用模組總數目=20個×16個=320個

LED顯示屏單元板故障以及處理

A．整板不亮

1、檢查供電電源與信號線是否連接。

2、檢查測試卡是否以識別接口，測試卡紅燈閃動則沒有識別，檢查燈板是否與測試卡同電源地，或燈板接口有信號與地短路導致無法識別接口。（智能測試卡）

3、檢測74HC245有無虛焊短路，245上對應的使能（EN）信號輸入輸出腳是否虛焊或短路到其它線路。

注：主要檢查電源與使能（EN）信號。

B．在點斜掃描時，規律性的隔行不亮顯示畫面重疊

1、檢查A、B、C、D信號輸入口到245之間是否有斷線或虛焊、短路。

2、檢測245對應的A、B、C、D輸出端與138之間是否斷路或虛焊、短路。

3、檢測A、B、C、D各信號之間是否短路或某信號與地短路。

注：主要檢測ABCD行信號。

C．全亮時有一行或幾行不亮

1、檢測138到4953之間的線路是否斷路或虛焊、短路。

D．在行掃描時，兩行或幾行（一般是2的倍數,有規律性的）同時點亮

1、檢測A、B、C、D各信號之間是否短路。

2、檢測4953輸出端是否與其它輸出端短路。

E．全亮時有單點或多點（無規律的）不亮

1、找到該模塊對應的控制腳測量是否與本行短路。

2、更換模塊或單燈。

F．全亮時有一列或幾列不亮

1、在模塊上找到控制該列的引腳，測是否與驅動IC（74HC595/TB62726、、、）輸出端連接。

G．有單點或單列高亮，或整行高亮，并且不受控

1、檢查該列是否與電源地短路。

2、檢測該行是否與電源正極短路。

3、更換其驅動IC。

H．顯示混亂，但輸出到下一塊板的信號正常

1、檢測245對應的STB鎖存輸出端與驅動IC的鎖存端是否連接或信號被短路到其它線路。

I．顯示混亂，輸出不正常

1、檢測時鐘CLK鎖存STB信號是否短路。

2、檢測245的時鐘CLK是否有輸入輸出。

3、檢測時鐘信號是否短路到其它線路。

注：主要檢測時鐘與鎖存信號。

J．顯示缺色

1、檢測245的該顏色的數據端是否有輸入輸出。

2、檢測該顏色的數據信號是否短路到其它線路。

3、檢測該顏色的驅動IC之間的級連數據口是否有斷路或短路、虛焊。

注：可使用電壓檢測法較容易找到問題，檢測數據口的電壓與正常的是否不同，確定故障區域。

K．輸出有問題

1、檢測輸出接口到信號輸出IC的線路是否連接或短路。

2、檢測輸出口的時鐘鎖存信號是否正常。

3、檢測zui后一個驅動IC之間的級連輸出數據口是否與輸出接口的數據口連接或是否短路。

4、輸出的信號是否有相互短路的或有短路到地的。

5、檢查輸出的排線是否良好。

LED分批漢字顯示屏的Proteus仿真設計

引言

近年來，LED顯示屏由于具有亮度高，壽命長，功耗小，性能穩定，驅動簡單以及可視距離遠等優點，已經成為新一代的信息傳播媒體工具。目前，LED顯示屏應用十分廣泛，如證券交易顯示、金融信息顯示、體育場館顯示比賽信息、廣告，城市廣場群顯示、道路交通信息顯示等領域。顯示漢字信息時，一般需要多個LED點陣顯示組合，zui常見的組合方式有8x8，16×16，32×16等。由于顯示屏的顯示信息有限，當顯示信息較多時，一般需要進行分批顯示或者滾動顯示。

Proteus是目前、zui完整的多種型號微處理器系統的仿真設計平臺，由ISIS和ARES兩個構成，其中ISIS是一款智能電路原理圖輸入系統軟件，可作為電子系統仿真平臺，ARES是一款高級布線編輯軟件，用于制作PCB印制電路板。*可以在無硬件條件下直接使用Pro-teus進行電路設計和仿真調試，真正實現了在計算機中完成電路原理圖設計、電路分析與仿真、系統測試到形成印制電路板的完整電子設計、研發過程。因此，本課題利用AT89C5l單片機作為主控制器，采用Proteus軟件實現對16×16LED點陣漢字的分批顯示．仿真運行通過后再進行點陣顯示電路制作，大大縮減實際開發周期，節約了開發成本。

1硬件電路設計

在很多LED顯示的場合，需要實現一系列LED點陣漢字的分批顯示，為簡化設計，每批只顯示2個漢字，分若干次完成全部顯示。利用ProteusISIS平臺畫出的硬件電路如圖l所示。

LED分批漢字顯示屏的Proteus仿真設計

該硬件電路的核心是利用單片機讀取顯示字型碼，通過驅動電路對16×16共陰極LED點陣進行動態列掃描，以實現點陣漢字的分批顯示。設計選用的單片機為Atrnel公司的AT89C51，它是一種低功耗，高性能CMOS8位單片機，片內含4KB可反復擦寫的FLASHROM，采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統及8051引腳結構，內置看門狗電路。功能強大的AT89C5l可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。時鐘電路用于產生單片機工作時所必需的時鐘信號，其中晶振頻率為12MHz。上電復位電路可保證單片機的在程序運行出錯或操作錯誤使系統處于死鎖狀態時，重啟運行。

顯示單元是LED漢字顯示屏，由2片16×16LED點陣模塊組成。但由于Proteus軟件目前版本中還沒有16×16點陣模塊，設計中采用Pro-teus軟件中的4個8×8點陣模塊組合成1個16×16點陣模塊。點陣漢字的陽極驅動是由單片機的PO口和P2口各自經過一片輸出緩沖器74LS273向4個8×8LED點陣輸出字型碼作為行驅動信號；點陣的陰極驅動由P1．0～P1．3經過4-16線譯碼器74HCl54譯碼后輸出列選信號，對4個8×8點陣進行列掃描，從而控制LED點陣的相應像素點亮。2個LED點陣漢字中的列選信號則分別由P3．O和P3．1控制來選擇相應的74HCl54，因此需要兩片74HCl54譯碼器。RP1為排阻，含有8個電阻，作為PO口各位的上拉電阻，以保證PO口能夠輸出高電平。

2點陣漢字分批顯示原理與軟件設計

16×16共陰極LED點陣由4個8×8點陣構成，需要顯示漢字字符串“單片機仿真!"，可通過建立數據表格的形式進行。通過16×16點陣漢字字模提取軟件，可提取各顯示漢字的字模數據，詳見程序設計中的顯示字符代碼表1。

在進行漢字分批輸出顯示時采用動態掃描驅動方式，可按行或列進行掃描。當按“列"掃描時，需要建立列的掃描代碼表如下：

LED分批漢字顯示屏的Proteus仿真設計

現以列掃描為例，闡述16×16LED點陣漢字分批顯示原理。在初始化設置(關顯示)后，首先，P1送出第1列掃描代碼，同時使P3=0xFD選中U2的74HCl54和U4，對P0輸出段碼給左邊漢字上半部的第1列以驅動相應段點亮；接著，使P3=OxFA選中U2的74HCl54和U5，對P2輸出段碼值給左邊漢字下半部的第1列以驅動相應段點亮，即送出了*個漢字“單"的第1列的字模數據(16位段碼值)；再設置P3=0xF5選中U3的74HC-l54和U4，對P0輸出段碼給右邊漢字的上半部的第1列以驅動相應段點亮。接著，使P3=OxF9亦選中U3的74HCl54和U5，對P2輸出段碼值給由邊漢字下半部的第1列以驅動相應段點亮，即送出了第2個漢字“片"的第1列的字模數據(16位段碼值)。然后，給P1送第2列的掃描代碼，同理再送出第1個漢字“單"、第2個漢字“片"的各自第2列的字模數據，…如此進行，經過16次列掃描，分時送完兩個漢字的各自16個段碼值，就可顯示第1批漢字“單"、“片"；再進行第2批漢字“機"、“仿"的顯示；…，直到漢字字符串顯示完成。若字符顯示完畢，又從頭開始循環顯示。LED點陣漢字分批顯示的程序流程如2所示。在某一時刻，只有1行或1列發光二極管被對應的字模數據驅動點亮，但只要掃描間隔時間合適(一般為數毫秒)，利用人眼的視覺暫留特性，看上去整批字符就顯示在LED點陣顯示器上。

LED分批漢字顯示屏的Proteus仿真設計

LED顯示屏街頭廣告牌

采用LED顯示屏的街頭廣告牌等如今被稱為數字標牌而備受關注。數字標牌是指將街頭的廣告牌和海報電子化，而且可顯示視頻。以歐美為中心，從2004年前后開始，該市場以年率超過20%的速度在擴大。數字標牌多設置在車站、鬧市、賓館以及快餐店、以及內置于各種自動售貨機中等。以前有以LED顯示屏為代表的超大尺寸電光展示牌，指將LED作為像素縱橫排列，使之可顯示文字和影像的顯示屏。如果以紅色（R），綠色（G）和藍色（B）LED構成一組像素，則可實現全彩顯示。很多電光顯示牌采用的就是LED顯示屏。在開發出藍色LED之前的很長一段時間里，LED顯示屏都未能實現全彩顯示。而zui近的特點則是采用液晶面板和投影儀技術的中小型顯示屏的不斷增加。

元鼎光電解決LED屏攝像中掃描線與色塊

早幾年前，某電視臺就開始使用某廠家生產的PH6的LED顯示屏作為電視直播的舞臺背景，但是拍攝出來的LED顯示屏效果總是顯示出令人煩惱的掃描線（一橫一橫相間出現的深色線），而且無論怎樣調試，掃描線都無法消失，嚴重影響了攝影播放效果。客人咨詢過不少LED顯示屏廠家，還是無濟于事。

元鼎光電以專業研發、生產高品質LED顯示屏而著稱。為了讓客人直觀地看到我們是如何解決LED顯示屏攝像中掃描線這個問題，我們指引客人來到了五樓的成品老化間，給客人詳細講解了不同的芯片、系統、設置等對攝像效果的影響，并現場使用不同的攝像設備，對改良前后的PH5.08的LED顯示屏進行測試：

元鼎光電解決LED屏攝像中掃描線與色塊

改良前刷新頻率低的LED顯示屏攝像效果出現了肉眼看不見的黑色掃描線

元鼎光電解決LED屏攝像中掃描線與色塊

改良后刷新頻率高的LED顯示屏攝像效果未出現掃描線

實際測試結果對比非常鮮明，改良后的LED顯示屏攝像效果并未出現掃描線，與肉眼看到的實際效果*，畫面清晰無比，色彩飽滿。經過我們研發人員認真細心地講解分析，客人明白了LED顯示屏攝像時產生的掃描線、色斑、畫面閃爍等常見問題的原因，并與客人交流了在拍攝時如何避免周邊環境對LED顯示屏的對比度、色度的影響等問題，元鼎光電人對攝像技術了解得如此透徹，令客人深深折服。

客人這次可謂不虛此行。其實，元鼎光電擁有上千場的LED顯示屏租賃合作經驗，不少客戶也曾經提過類似的問題，元鼎光電經過不斷探索研究，已經成功研發制定出有效的解決方案。大量案例證明，此方案切實可行。

作為一家專業的LED顯示應用行業的企業，元鼎光電的研發技術、服務團隊也正向各個不同的應用領域蔓延滲透，在嚴把選材和生產質量關的同時，更注重對細節進行改善和改進。

LED條屏組裝的意義有哪些？

在當今的城市中，越來越多的人都喜歡上了LED顯示屏這一發光顯示設備，因為它的信息量很大，可以隨時更新信息，并且能吸引更多的人注意，廣告和展示效果很好。再加上LED顯示屏的制作比其他的媒體要簡單，所以更加增加了它的魅力。LED屏幕屬于高科技電子產品，價格比較高，以前集中在政府和單位中使用。技術不斷進步，價格不斷降低，組裝和維護更加簡單。LED顯示屏是隨著它的優勢從政府和單位部門逐漸漫延到城市的大街小巷，隨便一個店鋪都能見到它的身影。

LED條屏比起其他的大屏幕來，更加適合于商鋪的應用，它的價格和體積都能為廣大用戶接受。尤若是LED條屏的配件可以自己買，并且技術參數越來越統一，這就可以讓人們自行組裝LED條屏了。

LED條屏，由于材料成本低，零售價格高，當批量向LED屏幕供應商采購的時候，成本和價格不好控制。zui終用戶并不熟悉LED屏幕，需要供應商的提供安裝和維護的服務，所以自行組裝LED屏幕，在當地銷售，可以獲得zui大利潤。

基于TLC5941的全彩LED大屏幕驅動設計

導讀：TI公司的推出的TLC5941驅動芯片具有點校正和高亮度等級的特點，由他組成的大屏幕驅動方案一定程度上解決了上述問題，可以構成高性能的顯示系統。

近年來，隨著計算機技術、大規模集成電路和元器件的飛速發展，256級灰度的全彩色LED大顯示屏在國內發展迅速，但是目前其顯示效果并不理想：一方面，LED的發光效率受制造工藝的影響表現出固有的差異，而且這種差異還隨時間發生變化，這樣由大量LED組成的大屏幕顯示時會出現一些隨機的暗斑或亮斑，嚴重影響顯示要求，需要采用在線的點校正消除這種影響，另一方面，現有的全彩色大屏幕一般亮度等級不足，即便采用了非線性灰度控制技術，在低亮度等級上表現色彩的能力仍然較差，顯示的層次感不強，由亮度等級不足導致的另一個問題是進行γ校正不容易，從而使全彩色LED大顯示屏產生一定的顏色失真。

TI公司的推出的TLC5941驅動芯片具有點校正和高亮度等級的特點，由他組成的大屏幕驅動方案一定程度上解決了上述問題，可以構成高性能的顯示系統。

2、TLC5941芯片介紹

2.1芯片特點

TLC5941共有28個引腳，是一個16通道的LED恒流驅動器，能夠同時驅動16個LED,每通道zui大驅動能力80mA,每個通道可以通過PWM方式根據內部亮度寄存器的值進行4096級亮度控制，內部每個通道亮度寄存器的長度是12位，另外，流動每個通道LED的驅動電路由內部6位的點校正寄存器的值進行64級控制，而且驅動電流的zui大值可通過片外電阻設定。

64級電流控制提供了LED點亮度校正的能力，4096級亮度調整則保證了即使在較低的亮度等級小，點陣中的每個點也有多達256級的灰度表示，從而紅綠藍全彩屏可有16M色的色彩表達能力，這兩點對于高質量的彩色大屏幕顯示是額外重要的。

相對于傳統的彩色大屏幕顯示系統，設計中利用可編程邏輯芯片（或高速CPU）集中產生PWM進行亮度控制，采用TLC5941后，由于驅動芯片TLC5941完成了PWM亮度控制，可編程邏輯芯片（或高速CPU）只需要處理緩存管理、亮度和點校正數據的輸出，設計復雜度降低，而且由于PWM的亮度控制與數據串行移出無關，可以很方便地獲得較高的幀頻，取得很好的動態顯示效果。

2.2管腳功能

TLC5941的所有內部數據寄存器，亮度寄存器，點校正寄存器和錯誤狀態信息都是通過串行接口存取的，zui大串行時鐘效率為30MHz.

TLC5941的串行接口方式類似于74HC595,接口部分由5根信號線組成。

Mode（模式信號）：Mode=0是亮度信號輸入模式，Mode=1點校正信號輸入模式。

SCLK（串行時鐘），在每個SCLK的上升沿，當Mode=0輸入數據和輸出數據移入和移出內部192位（16通道×12）的亮度串行移位寄存器，當Mode=1輸入數據和輸出數據移入和移出內部96（16通道×6）位的點校正串行移位寄存器。

SOUT:串行數據輸出。

SIN:串行數據輸入。

XLAT:數據鎖存，在XLAT的上升沿，如果Mode=0,亮度串行移位寄存器鎖存到亮度控制寄存器，隨機控制亮度PWM輸出，如果Mode=1,點校正串行移位寄存器鎖存到點校正控制寄存器，控制電流的輸出。

為了保障彩色大屏幕的可靠運行，TLC5941提供了每一路LED開路和過溫檢測的能力，管腳XERR是集電極開路輸出，用于出錯時報警，16個通道中無論哪個通道有錯誤發生，XERR就會被拉到低電平，通過查詢芯片的內部狀態信息，就可以知道哪一路出現故障，系統中所有TLC5941的XERR管腳可以接到一起，通過上拉電阻接到高電平，通過監控這個信號，系統可以在運行過程中進行自我診斷。

另外TLC5941還提供了GCLK管腳，輸入一個時鐘信號可以同步PWM的產生。

3、基于TLC5941的動態掃描驅動電路

本設計對象是640×480的全彩顯示系統，這里只介紹他的驅動部分，整個屏由4塊子屏組成，每一塊子屏管理640×120象素大小的范圍，都有單獨的驅動電路，由于是室內屏，驅動設計采用動態1/8掃描驅動方式。驅動電路的控制由可編程邏輯器件EPM1270（Altera）實現，為了提高幀頻，串行數據采用15路并行輸出的方法，每路對640×8象素大小的范圍進行刷新，圖1中給出的是子屏驅動中單路的電路框圖。

為了防止LED動態掃描過程中對寄存器的訪問與外部總線在更新顯示數據時訪問寄存器之間產生沖突，這里也是采用了雙緩存的結構，當LED掃描過程訪問的是一片存儲器，暴露在總線接口的就是另一片存儲器，外部接口的特定的掃描控制寄存器操作時，引起兩片寄存器的交換，同時顯示內容也得以更新，存儲器采用兩片靜態RAM--IDT71V424（512k×8），EPM1270與存儲器的接口低8位采用地址數據復用以節省EPM1270的I/O管腳。

存儲器中前26k開始存儲的是每點的色彩信息，每象素3個字節24位表示顏色，每個字節分別對應于一個象素的紅綠藍3個象素的彩色亮度值，后256k開始存放的是經過γ校正修正后的點校正數據。

整屏的亮度由EPM1270擴展的亮度寄存器控制，每個TLC5941寫入時，EPM1270控制先從當前象素對應的存儲器空間讀出每個顯示單元的色素值，再與亮度寄存器值運算后得到12位的每通道TLC5941的亮度值（控制每個象素的亮度和色彩），通過并/串轉換后輸出，同時保持Mode=0;輸出亮度后，從后256k的對應空間讀取6位點校正數據，并/串轉換后輸出，同時保持Mode=1,這樣完成了一個通道數據的輸出，將一行對應所有的通道數據輸出完畢后，暫停串行時鐘，置Mode=0,在XLAT腳產生一個正脈沖，再置Mode=1,在XLAT腳產生正脈沖，分別將數據鎖存入TLC5941內部對應的控制寄存器中，一行數據輸出完畢。

4、結語

采用Verilog語言對EPM1270進行邏輯設計，綜合后占用芯片資源的79%,利用上述設計構建的彩色大屏幕系統刷新頻率達到60Hz,通過γ校正和點校正，全屏各象素點亮度均勻，層次感很強，達到了設計要求，這個基于TLC5941的全彩色大屏幕驅動方案聯機屏和脫機屏都可以使用，實踐證明具有良好的顯示效果。

3款LED顯示屏驅動芯片比較

LED顯示屏作為一項高科技產品引起了人們高度重視,采用計算機控制,將光、電融為一體的大屏幕智能顯示屏已經應用到很多領域。LED顯示屏的像素點采用LED發光二極管,將許多發光二極管以點陣方式排列起來,構成LED陣列,進而構成LED屏幕。通過不同的LED驅動方式,可得到不同效果的圖像。因此驅動芯片的優劣,對LED顯示屏的顯示質量起著重要的作用。

LED驅動芯片可分為通用芯片和芯片。通用芯片一般用于LED顯示屏的低端產品,如戶內的單、雙色屏等。zui常用的通用芯片是74HC595,具有8位鎖存、串一并移位寄存器和三態輸出功能。每路zui大可輸出35mA電流(不是恒流)一般IC廠家都可生產此類芯片。

由于LED電流特性器件,即在飽和導通的前提下,其亮度隨著電流大小的變化而變化,不是隨著其兩端電壓的變化而變化。因此,芯片的一個zui大特點是提供恒流源。恒流源可保證LED穩定驅動,消除LED閃爍現象。下面將重點介紹LED顯示屏的驅動芯片。

芯片的主要參數和發展現狀

芯片具有輸出電流大、恒流等基本特點,比較適用于要求大電流、畫質高的場合,如戶外全彩屏、室內全彩屏等。芯片的關鍵性能參數有zui大輸出電流、恒流源輸出路數、電流輸出誤差(bittobit,chiptochip和數據移位時鐘等。

1　zui大輸出電流

目前主流的恒流源芯片zui大輸出電流多定義為單路zui大輸出電流,一般90mA左右。電流恒定是芯片的基本特性,也是得到高畫質的基礎。而每個通道同時輸出恒定電流的zui大值(即zui大恒定輸出電流)對顯示屏更有意義,因為在白平衡狀態下,要求每一路都同時輸出恒流電流。一般zui大恒流輸出電流小于允許的zui大輸出電流。

2　恒流輸出通道

恒流源輸出路數有8位(8路恒源)和16位(16路恒源)兩種規格,現在16位源占主流,其主要優勢在于減少了芯片尺寸,便于LED驅動板PCB布線,特別是對于點間距較小的LED驅動板更有利。

3　電流輸出誤差

電流輸出誤差分為兩種,一種是位間電流誤差,即同一個芯片每路輸出之間的誤差;另一種是片間電流誤差,即不同芯片之間輸出電流的誤差。電流輸出誤差是個很關鍵的參數,對顯示屏的均勻性影響很大。誤差越大,顯示屏的均勻性越差,很難使屏體達到白平衡。目前主流恒流源芯片的位間電流誤差(bittobit一般在±6%以內,chiptochip片間電流誤差在±15%以內。

4　數據移位時鐘

數據移位時鐘決定了顯示數據的傳輸速度,影響顯示屏的更新速率的關鍵指標。作為大尺寸顯示器件,顯示刷新率應該在85Hz以上,才能保證穩定的畫面(無掃描閃爍感)較高的數據移位時鐘是顯示屏獲取高刷新率畫面的基礎。目前主流恒流源驅動芯片移位時鐘頻率一般都在15MHz以上。

LED上游外延片、芯片生產上,美國、日本、歐盟仍擁有很大的技術優勢,而中國臺灣地區則已成為重要的LED生產基地。雖然中國在LED外延片、芯片的生產技術上距離*水平還有較大差距,國內芯片、外延片的生產還集中在中低端產品,但是國內龐大的應用需求,給LED下游廠商帶來巨大的發展機會。雖然各種芯片的解決方案都是用于驅動LED顯示屏,但由于各種芯片所具備的功能不同,故驅動方案的特性也各有不同。下面介紹目前在國占主流地位的16位恒流LED顯示屏驅動芯片,并從應用的角度對它進行分析比較。

幾種驅動解決方案介紹和比較

TLC5941驅動芯片

TLC5941芯片是TI德州儀器)公司推出的,具有點校正、高灰度等級(PWM控制)等特點。TLC5941所有內部數據寄存器,灰度寄存器,點校正寄存器和錯誤狀態信息都通過串行接口存取,zui大串行時鐘頻率30MHz,片間電流誤差一般在±6%以內,位間電流誤差一般在±4%以內,每通道zui大輸出電流80mA

TLC5941每個通道可用PWM方式根據內部灰度寄存器的值進行4096級灰度控制,該寄存器是12位的,每個通道LED驅動電路由6位點校正寄存器的值進行64級控制,且驅動電流的zui大值可通過片外電阻設定。64級電流控制提供了LED點灰度校正的能力,4096級灰度調整則保證了即使在較低的灰度等級下,點陣中的每個點也有多達256級的灰度表示,從而紅綠藍全彩屏可有16M色的色彩表達能力,這兩點對于高質量的彩色大屏幕顯示是格外重要的相對于傳統的彩色大屏幕顯示系統,集中產生PWM進行灰度控制,可編程邏輯芯片(或高速CPU只需要處理緩存管理、灰度和點校正數據的輸出,設計復雜度降低,且由于PWM灰度控制與數據串行移出無關,可很方便地獲得較高幀頻,取得很好的動態顯示效果。

為了保障彩色大屏幕的可靠運行,TLC5941提供了每一路LED開路(LOD和過溫檢測(TSD能力,內置集電極開路輸出電路,用于出錯時報警。16個通道中無論哪個通道有錯誤發生,內置集電極開路輸出電路的輸出管腳就會被拉到低電平,通過查詢芯片的內部狀態信息,就可知道哪一路出現故障,系統中所有TLC5941內置集電極開路輸出電路的輸出管腳可接到一起,通過上拉電阻接到高電平,通過監控這個信號,系統可在運行過程中進行自我診斷。TLC5941適用于工作環境比較惡劣同時對顯示效果要求很高以及對安全性能要求很高的場合,比如高速公路的LED信息指示牌,大型的露天LED電視等。

MBI5028驅動芯片

MBI5028中國臺灣MBI聚積科技)公司推出的一款有可編程電流增益功能的LED屏驅動芯片。內置串并移位寄存器和輸出鎖存器,且采用PrecisionDr技術以得到更優良的電氣特性。MBl5028zui大串行時鐘頻率為25MHz,片間電流誤差一般在±6%以內,位間電流誤差一般在±3%以內,zui大輸出電流為90mA

MBI5028內建電流增益控制邏輯單元,可編程電流增益功能采用Share-IO技術,無須增加額外的管腳,只需在對應的管腳輸入一特定的序列信號,就可進入MBI5028特殊功能模式--電流調整模式。該模式下,可通過系統微控制器,向電流增益控制邏輯單元寫入不同電流增益的數據,鎖存這些數據,并通過內建數字與模擬共享的轉換器,有效控制電流的輸出。由于工作環境的變化和LED屏老化,LED屏亮度將會降低,如以一個固定順向電流,LED屏的亮度偏差就會較小。通過可編程的電流增益功能和PrecisionDr技術,可調整電流偏差,補償LED屏的亮度,同時獲得比較高質量的圖像。利用PrecisionDr技術并內建數字與模擬共享的轉換器,相同精確度下,通過改變數字碼的方式,從而獲得相對的輸出電流,進而提高LED屏的成像質量。

目前的技術可以為LED顯示屏提供256個電流等級,使其達到1200%總動態范圍,提供256個輸出電流等級。電氣特性和芯片封裝方面,MBI5026兼容性比較好,使用者不用更改以前為同類型芯片設計的PCB板,就可獲得具有Share-IO技術的電流增益技術,能大大地降低升級成本。MBI5026適用于工作環境條件并不苛刻,但要求高質量成像的LED屏驅動方案上,比如室內的大型LED顯示屏等中低端屏幕。同時MBI5028還適用于老驅動芯片的升級。

ST2221C驅動芯片

ST2221C中國臺灣SITI點晶科技)公司推出的一款LED屏驅動芯片。內置串并移位寄存器單元、輸出鎖存器單元和電流輸出控制單元,電氣特性較為優良。ST2221Czui大串行時鐘頻率為25MHz,片間電流誤差一般在±10%以內,位間電流誤差一般在±6%以內,zui大輸出電流為120mAST2221C包含16通道恒流驅動單元,能同時驅動16路LED適用于一些低端屏的驅動,比如室內信息屏等低端LED顯示屏。

存在問題

功耗及發熱問題

由于輸出電流較大,LED顯示屏芯片的功耗和發熱問題一直是阻擾驅動芯片發展的*因素。將來可能出現的手持式LED顯示屏的驅動方式上,這個問題將會變得尤為突出。隨著LED器件制造工藝水平的進步和驅動電流的減小,問題會逐步得到解決。

應用成本問題

一塊主流16位穩態電流LED顯示屏驅動芯片只能驅動16路的LED器件。一塊分辨力為1024×768LED顯示屏就必須使用多塊驅動芯片才能獲得預期效果,這樣就使得材料成本比較高。如果采用驅動芯片自身采用掃描方式,那么一塊主流的驅動芯片就能一次驅動多路LED器件,將會使應用成本降低許多。

小結

從這幾家LED驅動芯片制造商的產品結構來看,目前主流芯片主要分為3個檔次。*檔次是具有灰度機制的芯片,這類芯片內部具有PWM功能,可以根據輸入的數據產生灰度,更易形成深層次灰度,顯示高品質畫面。第二檔次是具有輸出開路檢測(LOD溫度過熱保護(TSD亮度調節功能的芯片,這些芯片由于有了附加功能而更適用于特定場合,如用于可變情報板,則要求芯片具有偵測LED錯誤的功能。第三檔為不帶任何附加功能的恒流源芯片,此類芯片只為LED提供恒流源,保證屏體顯示畫面質量良好。