大型LED显示器(一)

1、大型LED显示器(一)    引  言 LED显示屏是20世纪90年代出现的新型平板显示器件，由于其亮度高、画面清晰、色彩鲜艳，使它在公众多媒体显示领域一枝独秀，市场空间巨大。 LED是利用化合物材料制成pn结的光电器件。它具备pn结结型器件的电学特性：I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。 LED显示屏在1990年到1995年，主要是单色和16级双色图文屏，用于显示文字和简单图片。1995年到1999年，出现了64级、256级灰度的双基色视频屏。从1999年开始，

2、红、纯绿、纯蓝LED管大量涌入市场。全彩色显示屏被广泛应用，从而将国内的大屏幕带入全彩时代。 在技术上，目前国产的高品质LED显示屏与国外顶尖产品在图像处理技术、前端视频处理技术等方面差别不大，主要差距在于单点颜色确认和结构工艺。就市场而言，中国加入WTO、北京申奥成功等，成为LED显示屏产业发展的新契机。国内LED显示屏总体市场保持持续增长，但国外高新产品对国内产品的冲击很大。与世界技术接轨，研究LED显示屏技术已经势在必行。 本文从大型LED显示屏的主要特点特性、大型LED显示屏的发展、基于AVR单片机的驱动设计、大型LED显示屏的模块化设计、大型LED显示屏的市场应用

3、等方面，分析与概述了大型LED显示屏的技术内容以及其应用情况。关键词：发展参数驱动模块化目录引言第1章 LED显示器的发展概论第2章 LED显示器的技术研究2.1 LED显示器件的工作原理2.2 大型LED显示器的技术参数 2.2.1 最大亮度 2.2.2 基色主波长误差 2.2.3 占空比 2.2.4 刷新频率 2.2.5 其他技术参数 第3章 大型LED显示器的应用设计3.1 大型LED显示器的驱动问题 3.1.1 LED驱动问题的引入 3.1.2 AVR单片机简介 3.1.3 系统整体设计方案

4、60;3.1.4 系统硬件设计 3.1.5 系统软件设计3.2 大型LED显示器的模块化 3.2.1 模块化的基本原理 3.2.2 模块化电路结构 3.2.3 模块化软件设计第4章 大型LED显示器应用举例结语 第1章 LED显示器的发展概论 LED显示屏是20世纪90年代出现的新型平板显示器件，由于其亮度高、画面清晰、色彩鲜艳，使它在公众多媒体显示领域一枝独秀，因此市场空间巨大。  LED显示屏的发展可分为以下几个阶段：第一阶段为1990年到1995年，主要是单色和16级双色图文屏。用于显示文字和简单图片，主要用在车站、金

5、融证券、银行、邮局等公共场所，作为公共信息显示工具。  第二阶段是1995年到1999年，出现了64级、256级灰度的双基色视频屏。视频控制技术、图像处理技术、光纤通信技术等的应用将LED显示屏提升到了一个新的台阶。LED显示屏控制专用大规模集成电路芯片也在此时由国内企业开发出来并得以应用。  第三阶段从1999年开始，红、纯绿、纯蓝LED管大量涌入中国，同时国内企业进行了深入的研发工作，使用红、绿、蓝三原色LED生产的全彩色显示屏被广泛应用，大量进入体育场馆、会展中心、广场等公共场所，从而将国内的大屏幕带入全彩时代。  随着LED原材料市场的迅猛发展，表面贴装器

6、件从2001年面世，主要用在室内全彩屏，并且以其亮度高、色彩鲜艳、温度低的特性，可随意调整的点间距，被不 同价位需求者所接受，在短短两年多时间内，产品销售额已超过3亿元，表面贴装全彩色LED显示屏应用市场进入新世纪。为了适应2008年奥运会的“瘦身” 计划，利亚德开发了表面贴装双基色显示屏，大量用于训练馆和比赛计时计分系统。在奥运场馆全彩屏方面，为紧缩投资，全彩屏大部分采用可拆卸方式，奥运期间 可作为实况转播工具，赛事结束后可用于租赁，作为演出、国家政策发布等公共场合应用工具，通过这种方式可尽快收回成本。 就市场而言，中国加入WTO、北京申奥成功等，成为LED显示屏产业发展的新契机。国内LED

7、显示屏市场保持持续增长，目前在国内市场上，国产LED显示屏的市场占有率近95%。国际上LED显示屏的市场容量预计以每年30%的速度在增长。  目前，LED显示屏的主要制造厂商集中在日本、北美等地，我国LED制造厂商出口的份额在其中微不足道。据不完全统计，世界上目前至少有150家厂商生产全彩屏，其中产品齐全，规模较大的公司约有30家左右。LED 显示在社会经济的许多领域都有广泛的应用。在LED显示的众多应用领域中，交通信息的显示是其中的重要应用领域之一，特别是信息时代的到来，智能交通系统的发展，在为社会公众服务的交通领域，信息的发布成为重要的服务内容，各类信息显示设备成为机场、火车站、

8、码头、公交车站、高速公路、城市道路、停车场等面向公众发布信息的主导手段，其中，LED显示以其高亮度、高可靠性等特点第2章LED显示器的技术研究2.1 LED显示器件的工作原理 LED 是Light Emitting Diode（发光二极管）的简称，它是一种半导体二极管。它的核心部分是PN结（如图1所示），P面带过量的正电荷（通常称“空穴”），N面带过量的负电 荷（电子）。当正向导通的电压加在这个半导体材料的PN结上时，电子就会从N区向P区移动，而空穴从P区向N区移动，在P区和N区的交界处电子和空穴发生 复合，复合过程中能量就会以光的形式从LED中发射出来。  &#

9、160; 目前照明领域使用的LED有两大类，一类是磷化铝，磷化镓和磷化铟的合金（AlGaInP或AlInGaP）可以做成红色、橙色和黄色的LED，另一类是氮化铟和氨化镓和合金（InGaN）来做成绿色、蓝色和白色的LED，如图2所示。 从而我们发现LED的构造其实非常简单：一般来说，就是一个方形的二极管片装在一个塑料、树脂或是陶瓷底座的特殊环 氧层中。处于半导体中心部位的电子可以通过传感原料，转换生成灯光，而封贴在“罩状”环氧层内的微型芯片，可以将灯光“映射”出来。典型LED有两个插脚，一个长一个短。较长的插脚为阳极，或者也可以说是正极，短一点的插脚则是阴极。    不同尺寸及形状的LED底座，与LED芯片尺寸、芯片与环氧透镜之间的距离以及反射罩的形状等因素，共同决定了光线的观测角度。生产二极管芯片的化学元素 互相结合，配合能源因素，可延展生成光子，决定波长，进而决定灯光的色彩。LED从最初接近红外线的灯光，到最近的紫外光，目前已可以产生完全光谱的灯光。    一般来说，当使用单个芯片时，LED的灯光就是单色的。当两个或多个不