會展用大屏幕LED顯示系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

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大屏幕LED的使用，增強(qiáng)了LED大屏幕的普適性。實際應(yīng)用表明該設(shè)計穩(wěn)定可靠，具有較強(qiáng)的實用性。

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，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)計與實現(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。

在整個大屏幕LED顯示系統(tǒng)設(shè)計的過程中，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個顯示模塊組成的顯示單元，而在每個顯示單元，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，在每個單片機(jī)內(nèi)均含有Flash存儲器，便于使用，同時可進(jìn)行程序的加密，并為系統(tǒng)設(shè)計的知識產(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

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，同時也將數(shù)據(jù)處理所占用的時間進(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，例如大屏幕顯示器有256行，將其分為8個單元進(jìn)行掃描，每個單元只需要掃描32行便可，而各個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)傳送所花費的時間進(jìn)行縮減，可適當(dāng)?shù)膶@示系統(tǒng)中的時鐘在電路的頻率進(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)計的過程中為了可以實現(xiàn)多種方式的顯示，在顯示程序設(shè)計的過程中，會采用同時進(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)計中，需要處理的數(shù)據(jù)較多，需花費較長的時間進(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)計與實現(xiàn)提供先決條件。

3 會展用大屏幕LED顯示系統(tǒng)設(shè)計

大屏幕LED顯示系統(tǒng)的設(shè)計，需從硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩方面進(jìn)行：

1)硬件設(shè)計

大屏幕LED顯示系統(tǒng)的硬件設(shè)計，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，若數(shù)碼管數(shù)量為30個，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

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)計中的數(shù)碼管陣列中建立一個顯示緩沖區(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，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

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)計需較為簡單，且成本低，其電路設(shè)計如圖4所示。

由圖中可看出，電路由全波和濾波電容兩部分組成，以完成整個電路的電流輸出。在整個電路中各個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，保證整個電路中電流的均衡，促進(jìn)LED進(jìn)行工作。經(jīng)實際測試證明，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，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)計的過程中，需要根據(jù)顯示屏的特點和要求進(jìn)行設(shè)計，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。