LED显示屏工作原理.doc

LED显示屏的工作原理现在一般把显示图形或文字的LED 显示屏称为图文屏，其实LED 图文显示屏并没有一个公认的严格的定义，这里所谓的图形，是指由单色固定亮度的点阵线条组成的任意图形，其中LED 点阵发光器件或发光或熄灭，即只有两种状态。本系统设计正是基于 LED 图文显示屏实际应用，着重实现LED 显示屏的图文编辑及设备驱动。1.1.LED图文显示屏软件模块工作原理LED图文显示屏屏软件系统的功能是实现需要联机动态显示和更新部分或全部LED图文显示屏系统显示内容。动态显示只是对文字显示来说的。在应用软件的支持下，录入的文字实时的由计算机下载给主控制器，并实时进行显示；更新显示内容时，计算机将录入的文字或图形数据下载给主控器，并存入存储器中。录入完毕移去计算机后，将显示更新后的内容；也可由计算机下达命令，显示固化的内容。 因此，相应的应用软件主要由主界面、动态显示界面、图象预览界面、串口校验等界面组成。设计的应用软件在Windows 操作系统下使用。1.1.1.主控制界面的工作原理 系统采用 Windows 标准风格的下拉菜单主界面，应该实现如下功能：在窗体菜单栏选择在更新显示内容时的图形、文字的编辑，颜色的选取控制，对于字模的提取与保存的控制以及对于存储的待显示信息的优化处理，动态效果的添加，文件传输前的调整和设备通讯前的设置功能。 1.1.2效果处理界面原理系统要求满足：将保存后的单屏静态显示效果的信息文件打开，通过手工设置，确认将要实现如瞬间显示，由左至右滚动显示的效果；可以通过手工添加实现多屏文件保存成一个文件通过串口传输。1.2LED图文显示屏硬件模块工作原理 图文显示屏的硬件模块基本结构可以分为屏体和控制器两大部分。1.2.1屏体部分结构与功能 屏体部分主要是 LED 和行列驱动电路构成。不论是图形还是文字，都是控制与组成这些图形或文字的各个点所在的位置相对应的LED 器件发光。根据屏幕所需的平面面积大小，选择一定数量的LED。像数码管一类的LED 显示器件只在需要发光的七段位置上布置LED 器件，其它位置都是空白的，因此相对价格比较便宜。但是，由于数码管显示的信息有限，只有 0-9（或再扩展到 A-F）几个字符，这些字符的变化是靠组合 7 段 LED 的发光与否实现的。由于段数不多，组合形成的字符也不多。 而用点阵方式构成图形或文字，是非常灵活的，可以根据需要任意组合和变化，只要设计好合适的数据文件，每个LED 发光器件占据数据中的一位，通过对点阵上全部的LED 进行控制，在需要该LED 器件发光时数据中相应的位填1，否则填0，这样依照所需显示的图形文字，按显示屏的各行各列逐点填写显示数据，就可以构成一个显示数据文件，得到满意的显示效果。 由于文字的显示点阵格式比较规范，可以采用现行计算机通用的字库字模，如汉字的宋体、楷体和黑体等多种可供选择的方案；其大小也可以有 16*16、24*24、32*32、48*48 等不同规格。 图文显示屏的颜色，有单色、双色和多色几种。本系统根据实际应用环境采用的是单色图文屏，采用红色的LED 点阵单元。对于双色图文屏和多色图文屏来说，在LED 点阵的每一个“点”上布置两个或多个不同颜色的 LED 发光器件，对应于每种颜色都有自己的显示矩阵。显示的时候，各个颜色的显示点阵是分开控制的。事先设计好各种颜色的显示数据，显示时分别送到各自的显示点阵，即可实现预期的效果。每一种颜色的控制方法和单色的完全相同。在显示效果方面，完全可以通过扫描驱动方式实现可以感知的静止不动的效果- 静态显示模式；通过随时间变化不断控制刷新显示数据可以实现各种动态显示模式，如闪烁、平移、旋转、缩放等，但这里对显示的数据进行的刷新并不意味着一定要重新编写显示数据，可以通过一定的算法从原来的显示数据直接生成。 1.2.2控制器结构与功能由M行N 列组成的M*N 图文显示屏其LED 发光器件数量相当大，不宜使用静态显示驱动电路，而采用多行的同名列共用一套列驱动器。控制电路负责有序的选通各行，在选通每一行之前还要把该行各列的数据准备好。这一行上的 LED 发光器件就可以根据列数据进行显示。这种时序控制电路，可以由布线逻辑完成，但考虑显示数据的存储和设计的灵活性及通用性，一般都采用单片机实现。1.2.3单片机功能 控制电路采用单片机，主要负责与上位机的通讯、控制存储显示数据模块、安排控制信号的定时与顺序、控制驱动LED 显示点阵的电路等。 1.2.4存储器一般的设置随机存储器接收上位机的数据进行保存，或者加设存储固化显示数据的存储器。 1.2.5驱动电路用来驱动LED 显示点阵的电路。1.2.6控制信号模块 各种控制信号用来使显示屏正常工作，包括行选通信号、列数据移位信号、列数据输出锁存器打入信号、产生上下部分在时间上错开的SRCLK信号、清屏信号等。 1.2.7查字模块当需要由单片机来控制调用字模时，需要增设汉字模模块保存模块。1.3本章小结 本章通过实际应用的要求，阐述了LED 显示屏软件与硬件控制系统的功能。对LED 显示屏的软件系统的功能分析，基本介绍