LED顯示屏的工作原理

現(xiàn)在一般把顯示圖形或文字的LED 顯示屏稱為圖文屏，其實LED 圖文顯示屏并沒有一個公認的嚴格的定義，這里所謂的圖形，是指由單色固定亮度的點陣線條組成的任意圖形，其中LED 點陣發(fā)光器件或發(fā)光或熄滅，即只有兩種狀態(tài)。本系統(tǒng)設計正是基于 LED 圖文顯示屏實際應用，著重實現(xiàn)LED 顯示屏的圖文編輯及設備驅動。

1.1、LED圖文顯示屏軟件模塊工作原理

LED圖文顯示屏屏軟件系統(tǒng)的功能是實現(xiàn)需要聯(lián)機動態(tài)顯示和更新部分或全部LED圖文顯示屏系統(tǒng)顯示內容。動態(tài)顯示只是對文字顯示來說的。在應用軟件的支持下，錄入的文字實時的由計算機下載給主控制器，并實時進行顯示；更新顯示內容時，計算機將錄入的文字或圖形數(shù)據(jù)下載給主控器，并存入存儲器中。錄入完畢移去計算機后led顯示屏電路，將顯示更新后的內容；也可由計算機下達命令，顯示固化的內容。 因此，相應的應用軟件主要由主界面、動態(tài)顯示界面、圖象預覽界面、串口校驗等界面組成。設計的應用軟件在Windows 操作系統(tǒng)下使用。

1.1.1、主控制界面的工作原理

系統(tǒng)采用 Windows 標準風格的下拉菜單主界面，應該實現(xiàn)如下功能：在窗體菜單欄選擇在更新顯示內容時的圖形、文字的編輯，顏色的選取控制，對于字模的提取與保存的控制以及對于存儲的待顯示信息的優(yōu)化處理，動態(tài)效果的添加，文件傳輸前的調整和設備通訊前的設置功能。

1.1.2、效果處理界面原理

系統(tǒng)要求滿足：將保存后的單屏靜態(tài)顯示效果的信息文件打開，通過手工設置，確認將要實現(xiàn)如瞬間顯示，由左至右滾動顯示的效果；可以通過手工添加實現(xiàn)多屏文件保存成一個文件通過串口傳輸。

1.2、LED圖文顯示屏硬件模塊工作原理

圖文顯示屏的硬件模塊基本結構可以分為屏體和控制器兩大部分。

1.2.1、屏體部分結構與功能

屏體部分主要是 LED 和行列驅動電路構成。不論是圖形還是文字，都是控制與組成這些圖形或文字的各個點所在的位置相對應的LED 器件發(fā)光。根據(jù)屏幕所需的平面面積大小，選擇一定數(shù)量的LED。像數(shù)碼管一類的LED 顯示器件只在需要發(fā)光的七段位置上布置LED 器件，其它位置都是空白的，因此相對價格比較便宜。但是，由于數(shù)碼管顯示的信息有限，只有 0---9（或再擴展到 A---F）幾個字符，這些字符的變化是靠組合 7 段 LED 的發(fā)光與否實現(xiàn)的。由于段數(shù)不多，組合形成的字符也不多。 而用點陣方式構成圖形或文字，是非常靈活的，可以根據(jù)需要任意組合和變化，只要設計好合適的數(shù)據(jù)文件，每個LED 發(fā)光器件占據(jù)數(shù)據(jù)中的一位，通過對點陣上全部的LED 進行控制，在需要該LED 器件發(fā)光時數(shù)據(jù)中相應的位填1，否則填0，這樣依照所需顯示的圖形文字，按顯示屏的各行各列逐點填寫顯示數(shù)據(jù)，就可以構成一個顯示數(shù)據(jù)文件，得到滿意的顯示效果。 由于文字的顯示點陣格式比較規(guī)范，可以采用現(xiàn)行計算機通用的字庫字模，如漢字的宋體、楷體和黑體等多種可供選擇的方案；其大小也可以有 16*16、24*24、32*32、48*48 等不同規(guī)格。 圖文顯示屏的顏色，有單色、雙色和多色幾種。本系統(tǒng)根據(jù)實際應用環(huán)境采用的是單色圖文屏，采用紅色的LED 點陣單元。對于雙色圖文屏和多色圖文屏來說，在LED 點陣的每一個“點”上布置兩個或多個不同顏色的 LED 發(fā)光器件，對應于每種顏色都有自己的顯示矩陣。顯示的時候，各個顏色的顯示點陣是分開控制的。事先設計好各種顏色的顯示數(shù)據(jù)，顯示時分別送到各自的顯示點陣，即可實現(xiàn)預期的效果。每一種顏色的控制方法和單色的完全相同。在顯示效果方面led顯示屏電路，完全可以通過掃描驅動方式實現(xiàn)可以感知的靜止不動的效果--- 靜態(tài)顯示模式；通過隨時間變化不斷控制刷新顯示數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)各種動態(tài)顯示模式，如閃爍、平移、旋轉、縮放等，但這里對顯示的數(shù)據(jù)進行的刷新并不意味著一定要重新編寫顯示數(shù)據(jù)，可以通過一定的算法從原來的顯示數(shù)據(jù)直接生成。

1.2.2、控制器結構與功能

由M行N 列組成的M*N 圖文顯示屏其LED 發(fā)光器件數(shù)量相當大，不宜使用靜態(tài)顯示驅動電路，而采用多行的同名列共用一套列驅動器?？刂齐娐坟撠熡行虻倪x通各行，在選通每一行之前還要把該行各列的數(shù)據(jù)準備好。這一行上的 LED 發(fā)光器件就可以根據(jù)列數(shù)據(jù)進行顯示。這種時序控制電路，可以由布線邏輯完成，但考慮顯示數(shù)據(jù)的存儲和設計的靈活性及通用性，一般都采用單片機實現(xiàn)。

1.2.3、單片機功能

控制電路采用單片機，主要負責與上位機的通訊、控制存儲顯示數(shù)據(jù)模塊、安排控制信號的定時與順序、控制驅動LED 顯示點陣的電路等。

1.2.4、存儲器

一般的設置隨機存儲器接收上位機的數(shù)據(jù)進行保存，或者加設存儲固化顯示數(shù)據(jù)的存儲器。

1.2.5、驅動電路

用來驅動LED 顯示點陣的電路。

1.2.6、控制信號模塊

各種控制信號用來使顯示屏正常工作，包括行選通信號、列數(shù)據(jù)移位信號、列數(shù)據(jù)輸出鎖存器打入信號、產生上下部分在時間上錯開的SRCLK信號、清屏信號等。

1.2.7、查字模塊

當需要由單片機來控制調用字模時，需要增設漢字模模塊保存模塊。

文章由啟和科技編輯