点阵LED显示原理.doc

第三章 点阵LED显示器原理 近年来，随着计算机技术和集成电路技术的飞速发展，LED显示系统得到了广泛应用。在LED显示技术中，由于红色、绿色发光二极管的亮度、光效等性能也得到了很大的提高，加之计算机多媒体制作软件的发展，现在伪彩视频LED显示系统的制造成本大大降低，应用领域不断增加。这种伪彩视频LED显示系统采用了计算机多媒体技术，全同步动态显示视频图像，图像清晰，亮度高，无拼缝，每种颜色的视频灰度等级已经由早期的16级灰度上升到现在的256灰度，随着大规模集成电路和专用元器件的发展，256级灰度的全彩色视频LED显示系统随时都可能实现。LED电子显示技术发展迅速，已成为当今平板显示领域的主导之一。31 LED显示屏的构成在LED显示系统中，点阵结构单元为其基本构成。每个显示驱动单元又是若干个8*8点阵的LED显示模块组成。通过多个显示驱动板拼装在一起，构成一个数平方米的显示屏，能用来显示各种文字、图像。LED显示屏包括计算机视频采集电路、控制电路、驱动电路及电源，如图3-1所示。图3-1 LED显示屏结构LED显示屏具有红、绿两种基色，每基色256级灰度，像素节距为7.62mm，像素在水平方向可达成1024点，垂直方向可达成768点。32 LED电子显示屏特点 LED显示屏是由若干个显示单元拼接而成的，其显示方式采用LED点阵与计算机显示器屏幕相映射的原理，即LED点阵的一个像素点对应着计算机显示屏的一个像素点，例如计算机屏幕上的画面按分辨率分为640列、480行，即LED显示屏上640*480个点阵单元，每个点阵单元又包括红、绿、蓝三种发光二极管，这三种发光二极管发出三种颜色的光混色后得到人眼所感觉到颜色，根据光学三基色原理，我们只采集计算机屏幕上的每一点的图像进行数字化并分解为红、绿、蓝三种信号，经过系统处理后，传递到LED点阵屏幕上的点阵单元中，分别驱动相对颜色的发光二极管，即实现了计算机屏幕在LED点阵屏幕上的映射。33 LED电子显示屏原理 点阵LED显示器的结构和原理与七段LED数码显示器是一样的，均由发光二极管组成，但两者的排列结构不同。点阵LED显示器是由发光二极管组成的阵列。显示接口可采用静态驱动和动态扫描驱动等驱动方式。但点阵式LED显示器通常用在大面积汉字或图形显示的场合，因为点阵数很多，所以连接线也很多，如果采用静态驱动的方式，连线将会很复杂，硬件的成本将增加。因此通常采用的是动态扫描的驱动方式。点阵式LED显示器通常都做成88点阵或1616点阵模块，使用较为方便，如图3-2所示。用于发布消息、显示汉字的点阵式LED显示屏通常由若干块LED点阵显示模块组成；例如用于显示汉字、图形的88单色LED显示点阵模块。为了减少引脚且便于封装，各种LED显示点阵模块都采用阵列形式排布，即在行列线的交点处接有显示LED。因此，LED点阵显示模块的显示驱动只能采用动态驱动方式，每次最多只能点亮一行LED（共阳形式LED显示点阵模块）或一列LED（共阴形式LED显示点阵模块）。微机通过总线操作控制来完成对每一个LED点阵显示模块内每个LED显示点的亮、暗控制操作。以此类推，可实现整屏LED点阵的亮、暗控制，从而实现LED显示屏汉字或图象的显示控制操作。图3-2 (88)点阵LED显示模块结构原理及引脚图本设计采用8块88的点阵LED显示模块来构成一个（1616）2 的点阵式LED显示屏。该显示屏可同时显示两个汉字或图形符号。第四章 点阵汉字显示原理在汉化软件的过程中,必须解决汉字的输出问题,即如何利用汉字的字模信息把汉字显示或打印出来,本文仅讨论汉字在屏幕上如何显示。41 汉字的字模与汉字库显示一个汉字,必然要用到汉字的点阵字形信息,也叫做汉字的字模,根据汉字的不同字体,可分为宋体字模、楷体字模、黑体字模等等。根据汉字的显示清晰度,又可分为16 16 点阵字模、32 32 点阵字模等等。汉字的字模是汉字字形的数字化。汉字字模是这样得出来的:把汉字写在一个同一大小网格组成的方格块内,将方格块分成M 行N 列共M N 个小格组成点阵,而将汉字离散成网点,汉字的笔画能过某网格,则必有一个离散的点落在该网格内,该网格对应的一位二进制数为1 ,否则该网格为空,对应的一位二进制为0 ,这样每一网格均可对应一位确定的二进制数,把所有网格对应的二进数组合起来便组成了汉字的字模。把所有的汉字字模组合起来,保存在一个文件中,便形成了一个汉字库。42 根据汉字字模显示汉字根据汉字字模显示汉字,是形成汉字字模的逆过程。第一步:把屏幕的显示方式设置成图形方式,可通过调用10H 号中断,功能号为0 。如设置显示方式为640 200 黑白图像方式,在这种模式下,屏幕划分为200 行、640 列,每一交叉位置对应一个点,对于1616 点阵的汉字,每一个汉字需占用16 行16 列,一屏可以显示12 行汉字,每行显示40 个汉字。第二步:打开汉字库文件HZK16 ,采用DOS 的21H 号中断,功能号为3dH。第三步;输入欲显示汉字的输入码,如五笔字型、拼音、区位码等。第四步:把汉字的输入码转换成汉字字模在汉字库的起始地址。不同的输入码可通过查表或计算找到对应的地址。下面以区位码为例说明如何由输入码转换成地址:在汉字库中,汉字字模按区位码的顺序连续存放,汉字共分为94 个区,每一区94 位,从而地址换算公式为:汉字字模首地址= ( (区号- 1) 94 十位号- 1) 32上述公式是针对16 16 点阵的汉字字模而言,每一汉字字模占32 个字节。第五步:根据计算出的地址移动读写指针,可以通过功能号为42H 的21H 号中断实现。第六步:利用DOS 的21H 号中断读出读写指针所指向的连续32 个字节。第七步:根据读出的汉字点阵信息逐点显示。经过分析,字模信息是按行顺序存放的,即相邻的两个字节表示一行的字形信息。因此把每相邻的两个字节组成一个16 位二进制数,对它做移位操作,把每一位移入CF ,并对CF 进行判断,若为1 ,则调用功能号为0cH 的10H 号中断在屏幕上相应位置进行写点,否则不进行写点操作,每处理完一位,列号应增加1 ,经过16 次循环后,汉字点阵的一行便显示出来了。然后使行号增加1 ,列号又回到初始位置,对字模的下二个字节进行相同的操作,直到字模的全部信息均被处理完毕,一个完整的汉字便显示出来了。主要参考文献1郝国法， 杨姣 LED大屏幕控制电路设计方案研究 电视技术 2005年第11期 94-962 赵才荣 ,丁铁夫 ,郑喜凤 ,刘高霞 大屏幕L ED 显示控制系统的设计 液晶与显示 2005年12月第20卷第6期 564-5693翟玉文，艾学忠，杨潇，郑宝华基于CPLD的LED汉字显示系