會展用大屏幕LED顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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摘要:LED顯示系統(tǒng)是半導(dǎo)體技術(shù)的一種典型且廣泛的應(yīng)用。文中設(shè)計(jì)了一種適合會展用的LED顯示系統(tǒng),該顯示系統(tǒng)分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),在由輸入信號的控制下,完成數(shù)據(jù)的儲存與更新、畫面顯示、動畫處理等功能。設(shè)計(jì)的大屏幕LED顯示系統(tǒng),只需要輔以簡單的外圍電路即可滿足會展時(shí)大屏幕LED的使用,增強(qiáng)了LED大屏幕的普適性。實(shí)際應(yīng)用表明該設(shè)計(jì)穩(wěn)定可靠,具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
LED顯示技術(shù)又稱為LED技術(shù),因其具有壽命長、高亮度等優(yōu)點(diǎn),故受到了廣泛關(guān)注,當(dāng)前大屏幕LED顯示屏被廣泛應(yīng)用于會展、體育場、車站等場所,并主要用于顯示動畫、文字等內(nèi)容。LED技術(shù)是當(dāng)前炙手可熱的一種半導(dǎo)體技術(shù),其有著良好的發(fā)展前景,為此本文針對會展中使用的大屏幕LED顯示系統(tǒng)進(jìn)行研究,并詳細(xì)介紹了LED顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
1 LED顯示系統(tǒng)
會展中使用的大屏幕LED顯示系統(tǒng),由兩部分組成,分別是控制系統(tǒng)和顯示系統(tǒng),其中顯示系統(tǒng)則是由多個(gè)LED顯示驅(qū)動器組合而成的,為了確保LED顯示系統(tǒng)的顯示效果,在顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中,這些顯示驅(qū)動器需要選擇相同的電路,由此來避免因電路的不同,導(dǎo)致顯示系統(tǒng)的顯示效果受到一定影響。
在整個(gè)大屏幕LED顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中,顯示系統(tǒng)和控制系統(tǒng)起著關(guān)鍵性的作用,根據(jù)LED顯示系統(tǒng)的顯示原理,設(shè)計(jì)的LED顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。LED顯示系統(tǒng)顯示的是文字、動畫等內(nèi)容,所以需要將其存儲器中的信息不斷更新,以幫助顯示系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)信息的更新。
大屏幕LED顯示系統(tǒng)是顯示和控制同步進(jìn)行的系統(tǒng),將接收到的信號、信息,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絃ED系統(tǒng)的接收端,并在大屏幕上顯示出來。
LED顯示系統(tǒng)中有不同的顯示模塊組成,例如由16個(gè)顯示模塊組成的顯示單元,而在每個(gè)顯示單元,縱向和豎向的向像素均不同。此外,顯示電路中還含有其他的組成部分,共同的構(gòu)成LED顯示系統(tǒng)。
LED顯示系統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示,在LED顯示系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)中,單片機(jī)為控制核心,在每個(gè)單片機(jī)內(nèi)均含有Flash存儲器,便于使用,同時(shí)可進(jìn)行程序的加密,并為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的知識產(chǎn)權(quán)進(jìn)行保護(hù)。有著強(qiáng)大的功能和作用。
2 大屏幕LED顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)
從LED顯示系統(tǒng)的發(fā)展中進(jìn)行分析,LED顯示屏的尺寸越大,需要的畫面像素則越多,且所需的數(shù)據(jù)量也就越大,在進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示的過程中,若需要采用多種顯示方法進(jìn)行信息的顯示,則需要的數(shù)據(jù)量成本也在不斷增加,按照以往的處理方法,一邊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理一邊進(jìn)行信息的顯示,則會中斷數(shù)據(jù)顯示,對于小速度的單片機(jī)而言,無法承受。因此在大屏幕LED顯示系統(tǒng)中應(yīng)用,產(chǎn)生的顯示畫面,會不平滑,不僅難以滿足需求,且還容易遭到破壞,故顯示緩沖區(qū)的容量需要增加,在信息顯示前,將需要進(jìn)行處理的數(shù)據(jù),在一定的顯示要求下,進(jìn)行完整的處理,并將這些處理過的信息放入顯示緩沖區(qū),即方便顯示,同時(shí)也將數(shù)據(jù)處理所占用的時(shí)間進(jìn)行了縮減。
大屏幕LED顯示系統(tǒng),在工作的過程中,需根據(jù)信息的數(shù)量逐一進(jìn)行信息的掃描,同時(shí)也需要對顯示屏的尺寸和像素等進(jìn)行掃描,大屏幕LED顯示系統(tǒng)的顯示屏掃描、刷新速
度較慢,占用的時(shí)間過長,在掃描刷新的過程中,還會出現(xiàn)圖像的閃爍。為此需要對大屏幕LED顯示系統(tǒng)進(jìn)行單元化設(shè)計(jì),例如大屏幕顯示器有256行,將其分為8個(gè)單元進(jìn)行掃描,每個(gè)單元只需要掃描32行便可,而各個(gè)單元之間具有良好的通用性,因此掃描速度得以加快。而數(shù)據(jù)傳輸中的速度,對LED顯示系統(tǒng)的掃描刷新速度也會產(chǎn)生影響,其也是重要的影響因素之一,在大屏幕顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中,需考慮到這一問題,為了將其數(shù)據(jù)傳送所花費(fèi)的時(shí)間進(jìn)行縮減,可適當(dāng)?shù)膶@示系統(tǒng)中的時(shí)鐘在電路的頻率進(jìn)行提高,但需注意的是這種提高不能超過相關(guān)閾值,否則將造成LED顯示系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
在大屏幕LED顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中,硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作流程均需要進(jìn)行關(guān)注,軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中,也會產(chǎn)生眾多問題,小屏幕LED顯示系統(tǒng),在設(shè)計(jì)的過程中為了可以實(shí)現(xiàn)多種方式的顯示,在顯示程序設(shè)計(jì)的過程中,會采用同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和顯示,但對于大屏幕LED顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言,該種方法則完全不適用。因大屏幕LED顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,需要處理的數(shù)據(jù)較多,需花費(fèi)較長的時(shí)間進(jìn)行處理,進(jìn)而造成顯示畫面不平滑等問題的產(chǎn)生,所以在對其進(jìn)行的設(shè)計(jì)過程中,需要對此進(jìn)行改進(jìn)。
此外針對在大屏幕LED顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中,除了以上需要考慮的問題之外,還需考慮通信距離等問題,為大屏幕LED顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供先決條件。
3 會展用大屏幕LED顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)
大屏幕LED顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì),需從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行:
1)硬件設(shè)計(jì)
大屏幕LED顯示系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),顯示電路的具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。
因顯示系統(tǒng)中的數(shù)碼管較多,故需要對數(shù)碼管的分布進(jìn)行設(shè)計(jì),若數(shù)碼管數(shù)量為30個(gè),可進(jìn)行5x6的排布。在驅(qū)動器驅(qū)動的過程中,數(shù)碼管可采用靜態(tài)或動態(tài)的方式進(jìn)行顯示,而所需顯示的數(shù)據(jù),可通過單片機(jī)、數(shù)碼管進(jìn)行傳輸。
2)軟件設(shè)計(jì)
為了更好的保證大屏幕顯示系統(tǒng)的顯示效果,需采用一定的措施對顯示驅(qū)動進(jìn)行有效的處理,在硬件設(shè)計(jì)中的數(shù)碼管陣列中建立一個(gè)顯示緩沖區(qū),對需要進(jìn)行顯示的數(shù)據(jù),在顯示緩沖區(qū)內(nèi),進(jìn)行緩沖,在顯示驅(qū)動器驅(qū)動中斷發(fā)生時(shí),可將顯示緩沖區(qū)的緩沖字符、信息等進(jìn)行輸出,便可完成顯示。
3)電路設(shè)計(jì)
LED顯示系統(tǒng)采用的驅(qū)動控制器具有較高的適應(yīng)能力,可使用各種電源進(jìn)行供電,其輸出的電壓在可控制范圍內(nèi)。而電路的設(shè)計(jì)需較為簡單,且成本低,其電路設(shè)計(jì)如圖4所示。
由圖中可看出,電路由全波和濾波電容兩部分組成,以完成整個(gè)電路的電流輸出。在整個(gè)電路中各個(gè)元件均有各自的作用,例如電感器L1,在LED顯示系統(tǒng)工作的過程中,為驅(qū)動電路提供電流,保證整個(gè)電路中電流的均衡,促進(jìn)LED進(jìn)行工作。經(jīng)實(shí)際測試證明,該系統(tǒng)運(yùn)行正常穩(wěn)定,且由于外圍電路設(shè)計(jì)簡單,便于在會展等對可移動性要求較高的戶外場合應(yīng)用。
4 結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,今后LED電子屏的功能將更加的完善,運(yùn)行更加安全和穩(wěn)定,大屏幕LED顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì),將會不斷的更新,顯示屏也會越來越大,而需要處理的數(shù)據(jù)則會越來越多,為此在LED顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中,需要根據(jù)顯示屏的特點(diǎn)和要求進(jìn)行設(shè)計(jì),以滿足日常使用需求,通過其來擴(kuò)展LED顯示系統(tǒng)的功能和作用。